EP2516684A1 - Method and device for providing reduction gas from generator gas - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for providing reduction gas for iron ore reduction by cooling and dry dust removal a generator gas (20) generated in a melting gasifier (3) for crude iron production, and to a device for carrying out said method. According to the invention, the generator gas (20) is cooled both by water injection and by heat exchange after discharge from the melting gasifier (3) and before dry dust removal thereof.

Description

Beschreibung  description

Bezeichnung der Erfindung Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Reduktionsgas aus Generatorgas Gebiet der Technik Description of the Invention Method and apparatus for providing reducing gas from generator gas Field of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Reduktionsgas zur Eisenerzreduktion durch Kühlung und Trockenentstaubung von in einem The present invention relates to a method for providing reducing gas for iron ore reduction by cooling and dry dedusting in one

Einschmelzvergaser zur Roheisenerzeugung erzeugtem Generatorgas, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.  Melt carburetor for producing pig iron produced generator gas, and an apparatus for performing the method.

Stand der Technik State of the art

Bei einigen Verfahren zur Schmelzreduktion von Eisenerzen, wie beispielsweise COREX^® oder FINEX^®, wird das benötigte Reduktionsgas aus in einem Einschmelzvergaser durch Vergasung von Kohlenstoffträgern in Gegenwart von Sauerstoff und vorreduzierten Eisenträgern erzeugtem sogenanntem Generatorgas bereitgestellt. Das Generatorgas ist für einen Einsatz als Reduktionsgas in einem Reduktionsreaktor zu sehr staubbeladen, und weist eine Temperatur auf, die über einem für seine Nutzung zur Reduktion von Eisenerz günstigem Temperaturbereich liegt. Die Temperatur des Generatorgases ist nicht konstant, sondern schwankt aufgrund von Druckstößen im Einschmelzvergaser im Bereich von bis zu ±50°C um einen Durchschnittswert von etwa 1030°C bis 1070°C. Um als Reduktionsgas in einem Reduktionsreaktor eingesetzt werden zu können, muss das Generatorgas daher entstaubt und gekühlt werden. Im Rahmen dieser Anmeldung wird Generatorgas erst nach erfolgter Entstaubung und Kühlung als Reduktionsgas In some methods for smelting reduction of iron ores, such as COREX ^{® ®} or FINEX, the reducing gas required produced so-called producer gas is provided from a gasifier by gasification of carbon carriers in the presence of oxygen and prereduced iron carriers. The generator gas is too dust-laden for use as a reducing gas in a reduction reactor, and has a temperature which is above a favorable temperature range for its use for the reduction of iron ore. The temperature of the generator gas is not constant, but varies due to pressure surges in the melter gasifier in the range of up to ± 50 ° C to an average value of about 1030 ° C to 1070 ° C. In order to be used as a reducing gas in a reduction reactor, therefore, the generator gas must be dedusted and cooled. In the context of this application, generator gas is only used after dedusting and cooling as a reducing gas

bezeichnet. Dabei wird unter Kühlung nicht eine Temperaturverminderung mit umfasst, die als Wärmeverlust beim Durchströmen von Leitungsrohren auftritt. designated. In this case, cooling does not include a temperature reduction, which occurs as heat loss when flowing through conduits.

Es ist beispielsweise aus WO9801587 bekannt, das Generatorgas mittels einer It is known for example from WO9801587, the generator gas by means of a

Trockenentstaubung in einem Zyklon von mitgeführtem Staub zu befreien. Eine Kühlung des Generatorgases wird dadurch erreicht, dass eine Teilmenge des aus dem Zyklon austretenden Reduktionsgases in einem Wäscher nass entstaubt sowie abgekühlt und nach anschließender Kompression dem Generatorgas als sogenanntes Kühlgas vor der Trockenentstaubung zugeführt wird. Somit tritt aus dem Zyklon ein entstaubtes und gekühltes sogenanntes Reduktionsgas aus. Dry dust removal in a cyclone of entrained dust. Cooling of the generator gas is achieved in that a partial amount of the emerging from the cyclone reducing gas in a scrubber wet dusted and cooled and after subsequent compression of the generator gas as a so-called cooling gas before Dry dedusting is supplied. Thus, a dedusted and cooled so-called reducing gas exits from the cyclone.

Die Kühlung mittels des in WO9801587 dargestellten Kühlgaskreislaufes hat den Nachteil, bezüglich apparativem Aufwand und Platzbedarf sehr aufwändig zu sein. Die für die Realisierung des Kühlgaskreislaufes notwendigen Anlagenteile wie Wäscher und  The cooling by means of the cooling gas circulation system shown in WO9801587 has the disadvantage of being very complex with regard to equipment complexity and space requirement. The necessary for the realization of the cooling gas circulation system parts such as scrubber and

Kompressoren, Absperr- und Regelventile, Absperr- und Regelklappen, Lärmschutz und Gebäude inklusive Kräne müssen bereitgestellt, unter großem Energieverbrauch betrieben, und gewartet werden - besonders die Kompressoren verursachen dabei einen beträchtlichen Wartungsaufwand. Zudem tragen die Wäscher beträchtlich zur benötigten Auslegungsgröße des Abwassersystems einer Anlage zur Roheisenerzeugung gemäß WO9801587 bei. Die in einem Kühlgaskreislauf durch die Wäscher aus dem  Compressors, shut-off and control valves, shut-off and control dampers, noise control and buildings including cranes need to be provided, run at high energy consumption and serviced - especially the compressors cause a considerable maintenance effort. In addition, the scrubbers contribute significantly to the required design size of the sewage system of a plant for pig iron production according to WO9801587. The in a cooling gas cycle through the scrubber from the

Reduktionsgas entfernte Energie wird ungenutzt mit dem Waschwasser abgeführt und weiter über Kühltürme an die Umgebung abgegeben. Zusammenfassung der Erfindung Reduction gas removed energy is dissipated unused with the wash water and further discharged through cooling towers to the environment. Summary of the invention

Technische Aufgabe Technical task

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem eine zuverlässige Kühlung des Generatorgases ohne Kühlgaskreislauf nach dem Stand der Technik erreicht wird, und bei dessen Durchführung daher die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Ebenso soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden. Technische Lösung It is the object of the present invention to provide a method in which a reliable cooling of the generator gas is achieved without cooling gas circuit according to the prior art, and in its implementation, therefore, the aforementioned disadvantages of the prior art are avoided. Likewise, an apparatus for carrying out the method is to be provided. Technical solution

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung von Reduktionsgas zur Eisenerzreduktion durch Kühlung und Trockenentstaubung von in einem This object is achieved by a method for providing reducing gas for iron ore reduction by cooling and dry dedusting of in one

Einschmelzvergaser zur Roheisenerzeugung erzeugtem Generatorgas, dadurch gekennzeichnet, dass Melt carburetor for producing pig iron produced generator gas, characterized in that

das Generatorgas nach seiner Ausleitung aus dem Einschmelzvergaser und the generator gas after its discharge from the melter gasifier and

vor seiner Trockenenstaubung sowohl durch Wassereindüsung als auch durch before its dry dusting by water injection as well as by

Wärmetausch gekühlt wird. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung Heat exchange is cooled. Advantageous Effects of the Invention

Die Begriffe Einschmelzvergaser, Generatorgas und Reduktionsgas sind wie The terms melter gasifier, generator gas and reducing gas are like

voranstehend in der Einleitung definiert zu verstehen. Wie allgemein bekannt werden im Einschmelzvergaser zusätzlich zur Erzeugung von Generatorgas vorreduzierte to be defined above in the introduction. As is well known, pre-reduced in the melter gasifier in addition to the production of generator gas

Eisenträger vollständig reduziert und das entstehende Roheisen eingeschmolzen. Iron carrier completely reduced and melted the resulting pig iron.

Um ein Reduktionsgas bereitzustellen wird das Generatorgas, welches - neben To provide a reducing gas is the generator gas, which - in addition

Kohlendioxid C0₂, Wasserdampf H₂0 und Stickstoff N₂ - hauptsächlich aus reduzierenden Komponenten wie Kohlenmonoxid CO, Wasserstoff H₂ und Methan CH₄ besteht, wie im Stand der Technik einer Trockenenstaubung und einer Kühlung unterzogen. Carbon dioxide C0 ₂ , water vapor H ₂ 0 and nitrogen N ₂ - consists mainly of reducing components such as carbon monoxide CO, hydrogen H ₂ and methane CH ₄ , as in the prior art, a dry dust and subjected to cooling.

Erfindungsgemäß wird das Generatorgas dabei nach seiner Ausleitung aus dem  According to the invention, the generator gas is after its discharge from the

Schmelzreduktionsaggregat und vor seiner Trockenentstaubung sowohl durch Smelting reduction unit and before its dry dedusting by both

Wassereindüsung als auch durch Wärmetausch gekühlt. Water injection and cooled by heat exchange.

Da die Kühlung nicht mehr durch Einleitung von aus einer Teilmenge des Since the cooling is no longer due to discharge from a subset of

Reduktionsgases erzeugtem Kühlgas erfolgt, wird dabei auf den aufwändigen Reduction gas generated cooling gas takes place, it is the time-consuming

Kühlgaskreislauf nach dem Stand der Technik verzichtet. Cooling gas circuit according to the prior art omitted.

Die Kühlung erfolgt bereits vor der Trockenentstaubung, um eine Abkühlung der Partikel des Staubes zu erreichen und die thermische Belastung der Vorrichtung zur  The cooling takes place before the dry dedusting, in order to achieve a cooling of the particles of the dust and the thermal load of the device for

Trockenentstaubung möglichst gering zu halten. To keep dry dust removal as low as possible.

Die Kombination von Wassereindüsung und Wärmetausch ermöglicht es, die Kühlung des Generatorgases unter Einstellung eines für die folgende Eisenerzreduktion günstigen Oxidationsgrades des Reduktionsgases sowie unter Einstellung einer konstanten The combination of water injection and heat exchange makes it possible to cool the generator gas by setting a favorable oxidation state of the reducing gas for the subsequent iron ore reduction and by setting a constant

Temperatur des Reduktionsgases sicherzustellen. Die Formulierung konstante Ensure the temperature of the reducing gas. The formulation is constant

Temperatur ist dabei im Zusammenhang mit industriellen Anlagen zur Eisenerzreduktion und ihrem Betrieb zu sehen und schließt daher geringen Regelabweichungen von einem gewünschten Temperaturwert nicht aus. Temperature is to be seen in connection with industrial systems for iron ore reduction and their operation and therefore does not exclude small deviations from a desired temperature value.

Eine Kühlung alleine durch Wassereindüsung würde durch Wasserverdampfung und Reaktion von Wasserdampf mit Kohlenmonoxid ein Reduktionsgas bereitstellen, das gegenüber der erfindungsgemäßen Verfahrensführung einen wesentlich höherem Cooling only by injection of water would provide a reducing gas by evaporation of water and reaction of steam with carbon monoxide, which compared to the process of the invention a much higher

Oxidationsgrad besäße - denn durch den Verzicht auf eine Kühlung durch Wärmetausch müsste zur Erzielung einer bestimmten Solltemperatur für das Reduktionsgas wesentlich mehr Wasser eingedüst werden, weshalb dadurch der Oxidationsgrad des Owing to the absence of cooling by heat exchange would have to be injected to achieve a certain target temperature for the reducing gas significantly more water, which is why the degree of oxidation of the

Generatorgases stärker erhöht werden würde. Der Oxidationsgrad ist dabei definiert durch das Verhältnis Generator gas would be increased more. The degree of oxidation is defined by the ratio

(C0₂+H₂0)/(CO+C0₂+H₂+H₂0). (C0 ₂ + H ₂ 0) / (CO + C0 ₂ + H ₂ + H ₂ 0).

Aufgrund der Trägheit eines Wärmetauschersystems bei seiner Reaktion auf Due to the inertia of a heat exchanger system in its reaction to

Temperaturschwankungen eines zu kühlenden Gasstromes besteht das Problem, dass die Reduktionsgastemperatur bei stark schwankender Generatorgastemperatur ebenfalls schwanken würde. Eine zuverlässige Kühlung auf eine Maximaltemperatur alleine durch Wärmetausch würde eine Auslegung der notwendigen Anlagenteile auf die maximal auftretenden Temperaturspitzen und Volumsdurchsätze des Generatorgases notwendig machen. Dabei bestünde wiederum das Problem, bei unterhalb der Temperaturspitzen liegenden Temperaturen des Generatorgases eine zu starke Abkühlung des Temperature fluctuations of a gas stream to be cooled, there is the problem that the reduction gas temperature would also fluctuate at strongly fluctuating generator gas temperature. Reliable cooling to a maximum temperature solely by heat exchange would necessitate a design of the necessary system components to the maximum temperature peaks occurring and volume flow rates of the generator gas. Again, there would be the problem, at temperatures below the temperature peaks of the generator gas to excessive cooling of the

Generatorgases zuverlässig zu vermeiden. Reliably avoid generator gases.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von Wassereindüsung und Wärmetausch zur Kühlung des Generatorgases werden diese Nachteile der beiden einzelnen Kühlkonzepte vermieden. Die träge reagierende Kühlung per Wärmetausch wird durch die schnell reagierende Wassereindüsung ergänzt, und der negative Einfluss der Wassereindüsung auf den Oxidationsgrad des Reduktionsgases wird dadurch vermindert, dass nicht die gesamte Kühlung durch Wassereindüsung geschieht, sondern auch Wärmetausch einen Teil der bei der Kühlung abzuführenden Wärme entfernt. The inventive combination of water injection and heat exchange for cooling the generator gas these disadvantages of the two individual cooling concepts are avoided. The slow-reacting cooling by heat exchange is complemented by the fast-reacting water injection, and the negative influence of the water injection on the degree of oxidation of the reducing gas is reduced by not all the cooling done by water injection, but also heat exchange removes a part of the dissipated during cooling heat ,

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Wärmetausch mit zumindest einem flüssigen Wärmetauschmedium. Ein flüssiges According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the heat exchange takes place with at least one liquid heat exchange medium. A liquid

Wärmetauschmedium wird eingesetzt, um die Oberflächentemperatur des Heat exchange medium is used to control the surface temperature of the

Wärmetauschers zuverlässig unterhalb von 450°C halten zu können. Eine Kühlung durch Gas oder Dampf hat demgegenüber den Nachteil, dass der Wärmeübergangskoeffizient niedriger wäre und daher eine erhöhte Gefahr höherer Oberflächentemperaturen des Wärmetauschers resultieren würde. Eine Oberflächentemperatur des Wärmetauschers unter 450°C wird bevorzugt, um die Gefahr von Metal Dusting Korrosion des Heat exchanger can reliably keep below 450 ° C. Cooling by gas or steam, in contrast, has the disadvantage that the heat transfer coefficient would be lower and therefore an increased risk of higher surface temperatures of the heat exchanger would result. A surface temperature of the heat exchanger below 450 ° C is preferred to reduce the risk of metal dusting corrosion

Wärmetauschers durch Reaktion mit Komponenten des Generatorgases zu vermeiden. Heat exchanger to avoid by reaction with components of the generator gas.

Bei dem flüssigen Wärmetauschmedium handelt es sich beispielsweise um Wasser, welches gegebenenfalls unter Druck steht und gegebenenfalls auch speziell aufbereitet ist - beispielsweise entmineralisiertes beziehungsweise entsalztes Wasser -, oder um Thermoöl, beispielsweise hergestellt aus synthetischen Ölen oder organischen Ölen. In der Stahl- und Petrochemie und ORC-Aniagen wird zur Wärmeverschiebung The liquid heat exchange medium is, for example, water, which is optionally under pressure and optionally also specially treated - for example demineralized or desalted water - or thermal oil, for example prepared from synthetic oils or organic oils. In steel and petrochemicals and ORC Aniagen becomes heat displacement

beziehungsweise Abwärmerückgewinnung beispielsweise das im Handel erhältliche Thermool THERMINOL^® 66 eingesetzt. Der große Vorteil von Thermool gegenüber Wasser ist der wesentlich höhere Siedepunkt, der bei Temperaturen von über 300 °C liegen kann. Weiterhin ist der Einsatz von or waste heat recovery, for example, the commercially available Thermool THERMINOL ^® 66 used. The great advantage of Thermool over water is the much higher boiling point, which can be at temperatures of over 300 ° C. Furthermore, the use of

Thermool apparativ leichter zu bewältigen, da es im Allgemeinen unter Atmosphärendruck eingesetzt wird und daher die Anlagen im Gegensatz zu Wasser führenden Anlagen nicht auf einen Überdruck ausgelegt werden müssen. Wasser wird nämlich oft unter einem Überdruck stehend eingesetzt, weshalb die Anlagen stabiler ausgelegt werden müssen. Selbstverständlich kann Thermool erfindungsgemäß aber auch unter Überdruck eingesetzt werden. Thermool apparatus easier to deal with, since it is generally used under atmospheric pressure and therefore the systems, unlike water-bearing systems need not be designed for an overpressure. Water is often used under an overpressure standing, which is why the equipment must be designed more stable. Of course, according to the invention, however, Thermool can also be used under excess pressure.

Der Nachteil gegenüber Wasser ist die Notwendigkeit der Einkopplung der über Thermool gewonnenen Wärme auf ein anderes Produktmedium falls die Wärme genutzt werden soll. Weiterhin hat Thermool im Allgemeinen eine geringere Wärmekapazität als Wasser und die Verdampfungswärme bei Sattdampfbetrieb kann nicht genutzt werden. The drawback to water is the need to couple the heat gained through Thermool to another product medium if the heat is to be used. Furthermore, Thermool generally has a lower heat capacity than water and the heat of vaporization in saturated steam mode can not be used.

Die Wassereindüsung kann vor, während oder nach dem Wärmetausch erfolgen. The water injection can take place before, during or after the heat exchange.

Vorteilhafterweise erfolgt die Wassereindüsung vor und/oder während dem Wärmetausch. Auf diese Weise kann vor der Trockenentstaubung einfacher eine ausreichende Advantageously, the injection of water takes place before and / or during the heat exchange. In this way, before the dry dedusting easier a sufficient

Verdampfungsstrecke für eingedüstes Wasser bereitgestellt und eine Evaporation section provided for injected water and a

Temperaturvergleichmäßigung des Generatorgasstromes erzielt werden. Besonders im Fall der Anordnung der Wassereindüsung vor und/oder während dem Wärmetausch ist es vorteilhaft, Temperature equalization of the generator gas stream can be achieved. Especially in the case of the arrangement of the water injection before and / or during the heat exchange, it is advantageous

dass die Vorlauftemperatur des flüssigen Wärmetauschmediums innerhalb eines that the flow temperature of the liquid heat exchange medium within a

Temperaturbereiches liegt, Temperature range is,

dessen Minimaltemperatur 70°C, bevorzugt 100°C, beträgt, whose minimum temperature is 70 ° C, preferably 100 ° C,

und and

dessen Maximaltemperatur geringer ist als die geringste Temperatur, bei der Metal Dusting Korrosion durch Reaktion mit Generatorgas am Material der Vorrichtung zum Wärmetausch auftritt, bevorzugt geringer als 450°C, besonders bevorzugt 150°C. the maximum temperature of which is lower than the lowest temperature at which metal dusting corrosion occurs by reaction with generator gas on the material of the heat exchange apparatus, preferably less than 450 ° C, more preferably 150 ° C.

Bevorzugt ist es, dass die Vorlauftemperatur innerhalb eines Temperaturbereiches von 100°C bis 150°C liegt. Das deshalb, weil bei einer Wassereindüsung vor und/oder während dem Wärmetausch der Wasserdampfgehalt des Generatorgases steigt, und daher die Oberflächen der Vorrichtung zum Wärmetausch Temperaturen aufweisen sollten, die eine Kondensation von Wasserdampf zuverlässig vermeiden lassen. Eine solche Kondensation bringt die Gefahr der Entstehung von ungewünschten Anpackungen von im Generatorgas mitgeführtem Staub mit sich. Bei einer Minimaltemperatur von 70°C, bevorzugt 100°C, ist die Gefahr der Kondensation weitgehend gebannt. It is preferred that the flow temperature is within a temperature range of 100 ° C to 150 ° C. This is because at a water injection before and / or during the heat exchange, the water vapor content of the generator gas increases, and therefore the surfaces of the device for heat exchange should have temperatures that reliably prevent condensation of water vapor. Such condensation brings with it the risk of the formation of undesired packaging of dust carried in the generator gas. At a minimum temperature of 70 ° C, preferably 100 ° C, the risk of condensation is largely eliminated.

Die Maximaltemperatur soll geringer sein als die geringste Temperatur, bei der Metal Dusting Korrosion durch Reaktion mit Generatorgas am Material der Vorrichtung zum Wärmetausch auftritt, bevorzugterweise geringer als 450°C, um die Gefahr von Metal Dusting Korrosion, welche bei gebräuchlichen Materialien für Vorrichtungen zum  The maximum temperature should be less than the lowest temperature at which metal dusting corrosion occurs by reaction with generator gas on the material of the heat exchange device, preferably less than 450 ° C, to reduce the risk of metal dusting corrosion common to materials for devices for

Wärmetausch typischerweise im Bereich von circa 450°C - 900°C auftritt, durch zu hohe Oberflächentemperaturen in der Vorrichtung zum Wärmetausch zu vermeiden. Bevorzugterweise wird die Wassereindüsung gemäß der Temperatur des Generatorgases nach dem Wärmetausch geregelt. Vorteilhafterweise wird die Wassereindüsung gemäß der Temperatur des aus der Trockenentstaubung ausgeführten Reduktionsgases geregelt. Auf diese Weise kann auf Änderungen in der Temperatur des Reduktionsgases zeitnah reagiert werden. Heat exchange typically in the range of about 450 ° C - 900 ° C occurs to avoid by excessive surface temperatures in the device for heat exchange. Preferably, the water injection is regulated according to the temperature of the generator gas after the heat exchange. Advantageously, the injection of water is regulated according to the temperature of the reducing gas carried out from the dry dedusting. In this way, it is possible to respond promptly to changes in the temperature of the reducing gas.

Auf jeden Fall sollte die Temperatur, welche zur Regelung der Wassereindüsung herangezogen wird, eine Temperatur des Generatorgases - beziehungsweise des In any case, the temperature, which is used to control the Wassereindüsung, a temperature of the generator gas - or the

Reduktionsgases - nach erfolgter Wassereindüsung sein. Reduction gas - be after water injection.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt diese Regelung unter Einbeziehung von Information über die durch Wärmetausch - zusätzlich zur Kühlleistung durch According to a preferred embodiment, this regulation takes place with the inclusion of information about the heat exchange - in addition to the cooling through

Wassereindüsung - bereitstellbare Kühlleistung. Water injection - Provable cooling capacity.

Ist es beispielsweise absehbar, dass die bei einer Einstellung A der Wassereindüsung erfolgende Kühlung zu einer Temperatur des dem Wärmetausch unterworfenen  If, for example, it is foreseeable that the cooling taking place at a setting A of the water injection will lead to a temperature of the heat exchange

Generatorgases führt, die durch den Wärmetausch nicht auf eine Solltemperatur für das Reduktionsgas hinabgekühlt werden kann, so wird die Einstellung der Wassereindüsung auf eine Einstellung B geregelt, die eine Einstellung der Solltemperatur mit der Generator gas results, which can not be cooled down by the heat exchange to a target temperature for the reducing gas, the adjustment of the water injection is regulated to a setting B, which is an adjustment of the set temperature with the

Kühlleistung des Wärmetausches ermöglicht. Cooling capacity of the heat exchange allows.

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die beim According to one embodiment of the method according to the invention is in the

Wärmetausch dem Generatorgas pro Zeiteinheit entzogene Wärmemenge, also die Kühlleistung, geregelt, indem die Temperatur des Wärmetauschmediums und/oder die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Wärmetauschmedium verändert werden. Auch diese Regelung kann gemäß der Temperatur des aus der Trockenentstaubung ausgeführten Reduktionsgases geregelt werden. Es ist auch möglich, die Temperatur des Heat exchange the generator gas per unit of time extracted amount of heat, so the Cooling capacity, regulated by changing the temperature of the heat exchange medium and / or the amount of heat exchange medium supplied per unit time. Also, this control can be regulated according to the temperature of the reducing gas carried out from the dry dedusting. It is also possible to change the temperature of the

Generatorgases nach dem Wärmetauscher vor der Trockenentstaubung zur Regelung verwenden. Auf jeden Fall sollte die Temperatur, welche zur Regelung herangezogen wird, eine Temperatur des Generatorgases - beziehungsweise des Reduktionsgases - nach erfolgtem Wärmetausch sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird mittels Wärmetausch eine bestimmte Grundmenge an Wärmeenergie aus dem Generatorgas entzogen, und zusätzlich zu entziehende Wärmemengen werden durch Wassereindüsung entzogen. Aufgrund der Schwankungen der Generatorgastemperatur variieren diese zusätzlichen Wärmemengen im Verlauf der Zeit. Die Wassereindüsung erlaubt eine einfachere und schnellere Use the generator gas after the heat exchanger before the dry dedusting for regulation. In any case, the temperature which is used for the control, a temperature of the generator gas - or the reducing gas - should be after heat exchange. According to a preferred embodiment, a certain basic amount of heat energy is removed from the generator gas by means of heat exchange, and in addition to amounts of heat to be withdrawn are extracted by water injection. Due to variations in the generator gas temperature, these additional amounts of heat vary over time. The water injection allows a simpler and faster

Angleichung der Kühlleistung an die Schwankungen der Generatorgastemperatur als eine Regelung der Kühlleistung über den Wärmetausch. Alignment of the cooling capacity to the fluctuations of the generator gas temperature as a control of the cooling capacity through the heat exchange.

Gegenüber einem Kühlgaskreislauf nach dem Stand der Technik besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass die Wassereindüsung durch eine Compared to a cooling gas circuit according to the prior art, a further advantage of the present invention is that the water injection by a

Vergasungsreaktion von im Generatorgas mitgeführtem Kohlestaub mit dem eingedüsten Wasser zur Bildung von reduzierenden Verbindungen wie CO und H₂ beiträgt gemäß der heterogenen Reaktion Gasification reaction of coal dust entrained in the generator gas with the injected water to form reducing compounds such as CO and H ₂ contributes according to the heterogeneous reaction

C+H₂0 CO+H₂. C + H ₂ 0 CO + H ₂ .

Entsprechend umgesetzter Kohlestaub aus dem Generatorgas muss dann nicht bei der Trockenentstaubung abgeschieden werden - was die Trockenentstaubungsvorrichtung entlastet - und trägt zum Reduktionsvermögen des Reduktionsgases bei.  Correspondingly converted coal dust from the generator gas then does not have to be separated off during dry dedusting - which relieves the dry dedusting device - and contributes to the reducing capacity of the reducing gas.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Another object of the present invention is a device for

Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit Implementation of a method according to the invention, with

einem Reduktionsreaktor zur Reduktion von Eisenerz mittels eines Reduktionsgases, einem Einschmelzvergaser zur Erzeugung von Generatorgas durch Vergasung von Kohlenstoffträgern in Gegenwart von Sauerstoff und vorreduzierten Eisenträgern, wobei Einschmelzvergaser und Reduktionsreaktor durch eine Gasleitung verbunden sind, in welcher eine Trockenentstaubungsvorrichtung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasleitung zwischen dem Einschmelzvergaser und der a reduction reactor for reducing iron ore by means of a reducing gas, a melter gasifier for generating generator gas by gasification of carbon carriers in the presence of oxygen and prereduced iron carriers, wherein melter gasifier and reduction reactor are connected by a gas line in which a dry dedusting apparatus is present, characterized in that in the gas line between the melter gasifier and the

Trockenentstaubungsvornchtung sowohl eine Vorrichtung zur Wassereindüsung als auch eine Vorrichtung zum Wärmetausch vorhanden sind. Der Reduktionsreaktor zur Reduktion von Eisenerz kann beispielsweise ein  Trockenentstaubungsvornchtung both a device for water injection and a device for heat exchange are available. The reduction reactor for the reduction of iron ore, for example, a

Festbettreaktor oder ein Wirbelschichtreaktor sein. Es können auch mehrere solcher Reduktionsreaktoren in Serie oder Parallelschaltung vorhanden sein. In dem  Fixed bed reactor or a fluidized bed reactor. There may also be several such reduction reactors in series or in parallel. By doing

Reduktionsreaktor wird Eisenerz mittels eines Reduktionsgases zumindest teilweise reduziert. Reduction reactor, iron ore is at least partially reduced by means of a reducing gas.

In einem Einschmelzvergaser, wie er beispielsweise aus COREX^® oder FINEX^® bekannt ist, wird Generatorgas erzeugt. Einschmelzvergaser und Reduktionsreaktor sind durch eine Gasleitung verbunden. In dieser Gasleitung ist eine Trockenentstaubungsvornchtung, beispielsweise ein Zyklon oder keramische Heißgasfilter, vorhanden, durch welche das aus dem Einschmelzvergaser in die Gasleitung eingespeiste Generatorgas entstaubt wird. In a melter gasifier, as it is known for example from COREX ^{® ®} or FINEX, producer gas is generated. Meltdown gasifier and reduction reactor are connected by a gas line. In this gas line a Trockenentstaubungsvornchtung, for example, a cyclone or ceramic hot gas filter, is present, through which the deducted from the melter gasifier in the gas line generator gas is dedusted.

Zwischen dem Einschmelzvergaser und der Trockenentstaubungsvornchtung sind in der Gasleitung sowohl eine Vorrichtung zur Wassereindüsung als auch eine Vorrichtung zum Wärmetausch vorhanden. Das aus dem Einschmelzvergaser in die Gasleitung eingespeiste Generatorgas strömt in Richtung des Reduktionsreaktors. Dabei durchläuft es sowohl die Vorrichtung zur Between the melter gasifier and the Trockenentstaubungsvornchtung both a device for water injection and a device for heat exchange are present in the gas line. The generator gas fed into the gas line from the melter gasifier flows in the direction of the reduction reactor. It passes through both the device for

Wassereindüsung und die Vorrichtung zum Wärmetausch, durch welche es gekühlt wird, als auch die Trockenentstaubungsvornchtung, durch welche seine Staubfracht vermindert wird. Das aus der Trockenentstaubungsvornchtung austretende Gas, welches auf eine für die Durchführung der Reduktion im Reduktionsreaktor günstige Temperatur gekühlt und entstaubt ist, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Reduktionsgas bezeichnet. Das Reduktionsgas wird über die Gasleitung dem Reduktionsreaktor zugeführt. Water injection and the device for heat exchange, by which it is cooled, as well as the Trockenentstaubungsvornchtung, through which its dust load is reduced. The emerging from the Trockenentstaubungsvornchtung gas, which is cooled to a favorable for the implementation of the reduction in the reduction reactor temperature and dedusted, is referred to in the context of this application as a reducing gas. The reducing gas is fed via the gas line to the reduction reactor.

Die Vorrichtung zur Wassereindüsung kann beispielsweise bestehen aus einer bis drei Wasserdüsen je Generatorgasleitung. Die Wasserdüsen sind bevorzugterweise The device for water injection, for example, consist of one to three water nozzles per generator gas line. The water nozzles are preferably

Zweistoffdüsen, welche Wasser mit Stickstoff oder Dampf oder Prozessgas als Two-fluid nozzles, which use water with nitrogen or steam or process gas

Zerstäubungsgas atomisieren. Dadurch wird die Tröpfchengröße gering gehalten, was eine kurze Verdampfungsstrecke zur Verdampfung des eingedüsten Wassers im Atomize atomizing gas. As a result, the droplet size is kept low, which is a short evaporation distance for evaporation of the injected water in the

Generatorgasstrom, und eine ausreichende Mischstrecke zur Vermischung des Generator gas stream, and a sufficient mixing section for mixing the

eingedüsten Wassers im Generatorgasstrom sicherstellt. Verdampfung innerhalb einer kurzen Strecke und Vermischung helfen dabei, die Kühlwirkung des eingedüsten Wassers auszunutzen. dosed ensures water in the generator gas stream. Evaporation within one Short distance and mixing help to exploit the cooling effect of the injected water.

Unter einer Vorrichtung zum Wärmetausch sind ein oder mehrere indirekte Under a device for heat exchange are one or more indirect

Wärmetauscher je Generatorgasleitung zu verstehen. Eine typische COREX^® - oder FINEX^® Anlage weist 4 Generatorgasleitungen auf. Heat exchanger per generator gas line to understand. A typical COREX ^® or FINEX ^® system has 4 generator gas lines.

Die Wärmetauscher können als Wasservorwärmer oder als Wasserverdampfer betrieben werden. Ein Betrieb als Überhitzer wäre in der Regel nachteilig, weil in diesem Fall ein schlechter Wärmeübergang vom Wärmetauscher auf das Wärmetauschmedium Dampf aufgrund infolgedessen vorliegender höherer Oberflächentemperaturen des  The heat exchangers can be operated as water pre-heaters or as water evaporators. An operation as a superheater would be disadvantageous in general, because in this case a poor heat transfer from the heat exchanger to the heat exchange medium steam due to consequently present higher surface temperatures of the

Wärmetauschers Metal Dusting Korrosion ermöglichen würde. Wenn das Material der Wärmetauscher unter den Bedingungen eines Betriebes als Überhitzer gegen Metal Dusting Korrosion resistent ist, kann jedoch auch ein Betrieb als Überhitzer oder Gas- Gas-Wärmetauscher erfolgen.  Heat exchanger metal dusting would allow corrosion. However, if the material of the heat exchangers is resistant to metal dusting corrosion under the conditions of operation as a superheater, it may be used as a super heater or gas-gas heat exchanger.

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung zum Wärmeaustausch mehrere, bezüglichAdvantageously, the device for heat exchange several, with respect

Zuleitungen und Ableitungen von Wärmetauschmedium parallel oder seriell geschaltete, Wärmetauscher auf. Das bietet Vorteile bei der Fertigung und Montage, und führt dazu, dass Wärmedehnungen in eingebautem Zustand weniger Probleme bereiten - dabei gelten die Vorteile, wenn statt einem großen Wärmetauscher mit einer bestimmten Oberfläche zum Wärmetausch mehrere kleinere Wärmetauscher eingesetzt werden, deren Oberflächen zum Wärmetausch in Summe der des großen Wärmetauschers entsprechen. Inlets and outlets of heat exchange medium connected in parallel or in series, heat exchangers. This offers advantages in terms of manufacturing and assembly, resulting in fewer problems with thermal expansion when installed - the advantages of using a number of smaller heat exchangers instead of a large heat exchanger with a specific surface for heat exchange, their total heat exchange surfaces correspond to the large heat exchanger.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Wärmetausch als Kühlmantelwärmetauscher ausgeführt. Bevorzugt weist er dabei eine glatten Oberfläche an der Innenseite auf und besitzt an der Innenseite keine Einbauten. Das dient dazu, Probleme wie Anpackungen und Abrasion durch Staub weitgehend zu vermeiden. According to a preferred embodiment, the device for heat exchange is designed as a cooling jacket heat exchanger. It preferably has a smooth surface on the inside and has no internals on the inside. This serves to largely avoid problems such as packing and dust abrasion.

Vorteilhafterweise weist der Kühlmantelwärmetauscher einen Kühlmantel mit Advantageously, the cooling jacket heat exchanger with a cooling jacket

spiralförmiger Führung für Wärmetauschmedium auf. Das erlaubt eine besonders effiziente Kühlung. spiral guide for heat exchange medium on. This allows a particularly efficient cooling.

Die Vorrichtung zum Wärmetausch kann beispielsweise innerhalb einer Rohrleitung zur Führung von Generatorgas angeordnet sein. Sie kann aber auch selber diese Rohrleitung bilden. Rohrleitungen zur Führung von Generatorgas weisen in der Regel eine dem Generatorgas zugewandte Schicht von Verschleißschutzmauerwerk zum Schutz vor Verschleiß durch das heiße Generatorgas und dessen Staubfracht auf, die nach außen hin von einer Schicht Isoliermauerwerk zur thermischen Isolierung umgeben ist. Wenn die Vorrichtung zum Wärmetausch innerhalb einer Rohrleitung zur Führung von The device for exchanging heat can be arranged, for example, within a pipeline for guiding generator gas. But you can also make this pipeline yourself. Pipelines for the guidance of generator gas generally have a generator gas facing layer of anti-wear masonry to protect against wear by the hot gas generator and its dust load, which is surrounded to the outside by a layer of insulating masonry for thermal insulation. If the device for heat exchange within a pipeline for guiding

Generatorgas angeordnet ist, so ist sie an Stelle des Verschleißschutzmauerwerks angebracht. Vorzugsweise ist sie innerhalb des Isoliermauerwerks beweglich angebracht; beispielsweise kann ein Abstand zwischen der Vorrichtung zum Wärmetausch und dem Isoliermauerwerk freigelassen werden, der mittels Abdichtung, etwa silikonummantelte Keramikdichtschnüre, gegen Eindringen von Gasen abgedichtet ist.  Generator gas is arranged, it is mounted in place of the anti-wear masonry. Preferably, it is movably mounted within the insulating brickwork; For example, a distance can be left between the device for heat exchange and the insulating masonry, which is sealed by sealing, such as silicone sheathed ceramic sealing cords, against ingress of gases.

Die Zuleitungen und Ableitungen für Wärmetauschmedium werden bevorzugt mit The supply lines and discharges for heat exchange medium are preferred

Kompensatoren versehen, um Spannungen und Materialbrüche im Bereich des Eintritts beziehungsweise des Austritts der Zuleitungen und Ableitungen in den die Oberfläche zum Wärmetausch bereitstellenden Teil der Vorrichtung zum Wärmetausch infolge Compensators provided to stress and material fractures in the area of the entry or exit of the leads and outlets in the surface for heat exchange providing part of the device for heat exchange due

Wärmedehnungen zu vermeiden. To avoid thermal expansion.

Nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung zum According to various embodiments of the invention, the device for the

Wärmetausch als Vorwärmer für Wärmetauschmedium und/oder als Verdampfer für Wärmetauschmedium betrieben werden. Heat exchange can be operated as a preheater for heat exchange medium and / or as an evaporator for heat exchange medium.

Nach einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Wärmetausch mit einer Zuleitung für flüssiges Wärmetauschmedium, bevorzugt Wasser oder Thermoöl, versehen. Die Vorrichtung zur Wassereindüsung kann zwischen dem Einschmelzvergaser und der Vorrichtung zum Wärmetausch, in der Vorrichtung zum Wärmetausch, oder zwischen der Vorrichtung zum Wärmetausch und der Trockenentstaubungsvornchtung angeordnet sein. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Wassereindüsung zwischen dem Einschmelzvergaser und dem - in Strömungsrichtung des Generatorgases gesehenen - Ende der Vorrichtung zum Wärmetausch angeordnet. According to one embodiment, the device for exchanging heat is provided with a feed line for liquid heat exchange medium, preferably water or thermal oil. The water injection device may be arranged between the melter gasifier and the heat exchange device, in the heat exchange device, or between the heat exchange device and the dry dust removal device. According to a preferred embodiment, the device for water injection between the melter gasifier and the - seen in the flow direction of the generator gas - end of the device is arranged for heat exchange.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Wassereindüsung in der Vorrichtung zum Wärmetausch angeordnet.  According to a preferred embodiment, the device for water injection is arranged in the device for heat exchange.

Besonders bevorzugt ist sie zwischen dem Einschmelzvergaser und dem - in  It is particularly preferred between the melter gasifier and the - in

Strömungsrichtung des Generatorgases gesehenen - Anfang der Vorrichtung zum Direction of flow of the gas generator seen - beginning of the device for

Wärmetausch angeordnet. Die tatsächlich gewählte Stelle, an der die Vorrichtung zur Wassereindüsung angeordnet wird, hängt beispielsweise davon ab, wo in einer gegebenen Vorrichtung zur Heat exchange arranged. The actual chosen location where the water injection device is placed depends, for example, on where in a given device

Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine optimale Verwirbelung des eingedüsten Wassers erzielt werden kann. Carrying out a method according to the invention an optimal turbulence of the injected water can be achieved.

Der in der Vorrichtung zum Wärmetausch gegebenenfalls erzeugte Dampf kann beispielsweise in einem COREX^®- oder FINEX^®-Prozeß zur Substitution von The steam, if appropriate, generated in the device for heat exchange, for example, in a COREX ^® - or FINEX ^® process for the substitution of

Hüttenwerksdampf für Begleitheizungen, oder für Dampfeindüsungen zu Sauerstoffdüsen, verwendet werden. Die Nutzung der dem Generatorgas durch Wärmetausch entzogenen Energie ermöglicht eine insgesamt wirtschaftlichere Durchführung des Verfahrens zur Eisenerzreduktion beziehungsweise der Herstellung von Roheisen. Smelter steam for trace heating, or for steam injections to oxygen jets. The use of the energy extracted from the generator gas by heat exchange enables an overall more economical implementation of the method for iron ore reduction or the production of pig iron.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand schematischer Figuren dargestellt. Hereinafter, embodiments of the present invention are illustrated by way of example with reference to schematic figures.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Eisenerzreduktion mittels eines aus einem FIG. 1 shows an apparatus for iron ore reduction by means of one of

Einschmelzvergaser gewonnenen Reduktionsgases nach Stand der Technik Melt gasifier obtained reduction gas according to the prior art

Figur 2 zeigt eine zu Figur 1 analoge erfindungsgemäße Vorrichtung. FIG. 2 shows a device according to the invention which is analogous to FIG.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes durch einen Generatorgas führenden Gasleitungs-Abschnitt, der mit einem Kühlmantelwärmetauscher versehen ist. FIG. 3 shows a schematic representation of a section through a gas line section which carries a generator gas and is provided with a cooling jacket heat exchanger.

Beschreibung der Ausführungsformen Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bereitstellung von Reduktionsgas zur Eisenerzschmelzreduktion durch Kühlung und Trockenentstaubung von in einem Einschmelzvergaser zur Roheisenerzeugung erzeugtem Generatorgas nach dem Stand der Technik entsprechend dem COREX^®-Verfahren. Description of the Embodiments Figure 1 shows an apparatus for performing a method for providing a reducing gas for iron ore smelting reduction by cooling and dry dust generated in a melter gasifier for producing pig iron generator gas according to the prior art according to the COREX ^® process.

In einen Reduktionsreaktor 1 , in diesem Fall einem Festbettreaktor, wird Eisenerz 2 eingegeben und von einem Reduktionsgas reduziert. In einen Einschmelzvergaser 3 werden Kohlenstoffträger 4, im Reduktionsreaktor bei der Reduktion des Eisenerzes gewonnene vorreduzierte Eisenträger 5, und Sauerstoff 6 eingeführt. Das aus den vorreduzierten Eisenträger 5 im Einschmelzvergaser 3 durch ihre vollständige Reduktion gewonnene Roheisen wird eingeschmolzen und kann aus dem Einschmelzvergaser 3 abgestochen werden. Das im Einschmelzvergaser 3 durch Vergasungsreaktionen der Kohlenstoffträger 4 mit dem Sauerstoff 6 in Gegenwart der vorreduzierten Eisenträger 5 gebildete Generatorgas wird durch die Gasleitung, welche den Einschmelzvergaser 3 mit dem Reduktionsreaktor 1 verbindet, aus dem Einschmelzvergaser 3 ausgeleitet. Der Gasleitungs-Abschnitt 7a der Gasleitung führt Generatorgas. Die Staubfracht des In a reduction reactor 1, in this case a fixed bed reactor, iron ore 2 is input and reduced by a reducing gas. In a melter gasifier 3 carbon carrier 4, in the reduction reactor in the reduction of iron ore obtained prereduced iron carrier 5, and oxygen 6 are introduced. The pig iron obtained from the prereduced iron carrier 5 in the melter gasifier 3 by its complete reduction is melted down and can be tapped from the melter gasifier 3. In the melter gasifier 3 by gasification reactions of the Carbon carrier 4 with the oxygen 6 in the presence of pre-reduced iron carrier 5 formed generator gas is discharged through the gas line, which connects the melter gasifier 3 with the reduction reactor 1, from the melter gasifier 3. The gas line section 7a of the gas line carries generator gas. The dust load of the

Generatorgases wird in einer in der Gasleitung vorhandenen Generator gas is present in a gas pipeline

Trockenentstaubungsvorrichtung 8, hier einem Zyklon, vermindert. Im Zyklon  Dry dedusting device 8, here a cyclone, reduced. In the cyclone

abgeschiedener Staub wird in den Einschmelzvergaser 3 zurückgeführt. Eine Teilmenge des aus der Trockenenstaubungsvorrichtung 8 austretenden Reduktionsgases wird in einem Wäscher 9 nass gewaschen und dabei weitgehend von verbliebenem Staub befreit und abgekühlt. Eine Teilmenge des aus dem Wäscher 9 entnommenen Gases wird nach Kompression dem Generatorgas vor dessen Eintritt in die separated dust is returned to the melter gasifier 3. A subset of the emerging from the dry dusting device 8 reducing gas is washed wet in a scrubber 9 and thereby largely freed of residual dust and cooled. A portion of the gas removed from the scrubber 9 is after compression of the generator gas prior to its entry into the

Trockenentstaubungsvorrichtung 8 zugespeist. Dadurch wird die Temperatur des in die Trockenentstaubungsvorrichtung 8 eintretenden Generatorgases vermindert, das  Dry dedusting device 8 fed. As a result, the temperature of the generator gas entering the dry dedusting device 8 is reduced

Generatorgas also gekühlt. Entsprechend tritt aus der Trockenentstaubungsvorrichtung 8 gemäß der Definition der vorliegenden Anmeldung Reduktionsgas aus. Entsprechend wird im Gasleitungs-Abschnitt 7a Generatorgas geführt, und im Gasleitungs-Abschnitt 7b Reduktionsgas. Die Gasleitung besteht aus den beiden Gasleitungs-Abschnitten 7a und 7b. Aus dem Reduktionsreaktor 1 austretendes Topgas wird nach einer Wäsche im Wäscher 10 zusammen mit einer Teilmenge des im Wäscher 9 behandelten Generator gas so cooled. Accordingly, reducing gas exits the dry dedusting device 8 according to the definition of the present application. Accordingly, in the gas line section 7a generator gas is guided, and in the gas line section 7b reducing gas. The gas line consists of the two gas line sections 7a and 7b. Exiting from the reduction reactor 1 top gas is treated after washing in the scrubber 10 together with a subset of the scrubber 9

Reduktionsgases als Exportgas 1 1 weiteren Verbrauchern wie beispielsweise Kraftwerken oder Pelletieranlagen als Energieträger zugeführt. Reduction gas supplied as export gas 1 1 other consumers such as power plants or pelleting plants as energy sources.

Die Vorrichtungsteile, die zur nassen Wäsche, Kompression und Einspeisung von nass gewaschenem, komprimiertem Reduktionsgas in das Generatorgas genutzt werden, werden als Kühlgaskreislauf bezeichnet.  The device parts which are used for wet scrubbing, compression and feeding of wet-scrubbed, compressed reducing gas into the generator gas are referred to as cooling gas circulation.

Figur 2 zeigt eine mit Figur 1 vergleichbare erfindungsgemäße Vorrichtung. Vergleichbare Teile der Vorrichtung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1. Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist kein Kühlgaskreislauf mit einem Wäscher 9 und einem Kompressor vorhanden. Zur Kühlung des Generatorgases sind stattdessen zwischen dem Einschmelzvergaser und der Trockenentstaubungsvorrichtung 8, hier einem Zyklon, in der Gasleitung sowohl eine Vorrichtung zur Wassereindüsung 12 als auch eine Vorrichtung zum Wärmetausch 13 vorhanden. FIG. 2 shows a device according to the invention comparable to FIG. Comparable parts of the device are provided with the same reference numerals as in Figure 1. In contrast to the device of the prior art shown in Figure 1, no cooling gas circuit with a scrubber 9 and a compressor is present. For cooling the generator gas, instead of the melter gasifier and the dry dedusting device 8, in this case a cyclone, there are both a device for injecting water 12 and a device for exchanging heat 13 in the gas line.

Die Vorrichtung zum Wärmetausch 13 ist mit einer Zuleitung für flüssiges  The device for heat exchange 13 is provided with a supply line for liquid

Wärmetauschmedium 14, in diesem Fall unter Druck stehendes Wasser, versehen. Die Vorrichtung zum Wärmetausch 13 ist als Kühlmantelwärmetauscher ausgeführt, wobei der Kühlmantelwärmetauscher eine spiralförmige Führung für das Wärmetauschmedium - das unter Druck stehende Wasser - aufweist. Heat exchange medium 14, in this case pressurized water provided. The Apparatus for heat exchange 13 is designed as a cooling jacket heat exchanger, wherein the cooling jacket heat exchanger, a spiral guide for the heat exchange medium - the pressurized water - has.

Die Vorrichtung zur Wassereindüsung 12 ist zwischen dem Einschmelzvergaser und der Vorrichtung zum Wärmetausch 13 angeordnet. Die Wassereindüsung wird gemäß der Temperatur des aus der Trockenentstaubung ausgeführten Reduktionsgases geregelt. Dazu sind ein Ventil 15 und ein Temperatursensor 16 am Gasleitungs-Abschnitt 7b über eine Regeleinrichtung 17 miteinander verbunden. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittes durch einen Teil des  The water injection device 12 is disposed between the melter gasifier and the heat exchange device 13. The water injection is regulated according to the temperature of the reducing gas carried out from the dry dedusting. For this purpose, a valve 15 and a temperature sensor 16 are connected to one another at the gas line section 7b via a control device 17. Figure 3 shows a schematic representation of a section through a part of

Gasleitungs-Abschnittes 7a, der mit einem Kühlmantelwärmetauscher 18 als Vorrichtung zum Wärmetausch 13 versehen ist. Der Kühlmantelwärmetauscher 18 ist mit einer spiralförmigen Führung für das Wärmetauschmedium versehen, die durch strichlierte Linien innerhalb des Kühlmantelwärmetauschers 18 angedeutet sind. Der  Gas line section 7 a, which is provided with a cooling jacket heat exchanger 18 as a device for heat exchange 13. The cooling jacket heat exchanger 18 is provided with a spiral guide for the heat exchange medium, which are indicated by dashed lines within the cooling jacket heat exchanger 18. Of the

Kühlmantelwärmetauscher ist innerhalb der Rohrleitung zur Führung von Generatorgas 19 des Gasleitungs-Abschnittes 7a angeordnet. Die Rohrleitung zur Führung von Cooling jacket heat exchanger is disposed within the pipeline for guiding generator gas 19 of the gas line section 7a. The pipeline to the leadership of

Generatorgas 19 weist in den Abschnitten ohne Kühlmantelwärmetauscher eine dem Generatorgas 20, welches durch gewellte Pfeile in Strömungsrichtung dargestellt ist, zugewandte Schicht von Verschleißschutzmauerwerk 21 zum Schutz vor Verschleiß durch das heiße Generatorgas und dessen Staubfracht auf, die nach außen hin von einer Schicht Isoliermauerwerk 22 zur thermischen Isolierung umgeben ist. Dort wo der Generator gas 19 has in the sections without cooling jacket heat exchanger to the generator gas 20, which is shown by corrugated arrows in the flow direction, facing layer of wear protection masonry 21 to protect against wear by the hot gas generator and its dust load on the outside of a layer of insulating brickwork 22 surrounded by thermal insulation. Where the

Kühlmantelwärmetauscher 18 innerhalb der Rohrleitung zur Führung von Generatorgas 19 angeordnet ist, ist sie an Stelle des Verschleißschutzmauerwerks 21 angebracht. Ein Zwischenraum 23 zwischen dem Kühlmantelwärmetauscher 18 und dem Cooling jacket heat exchanger 18 is disposed within the pipeline for guiding generator gas 19, it is mounted in place of the anti-wear masonry 21. A gap 23 between the cooling jacket heat exchanger 18 and the

Isoliermauerwerk 22 ist freigelassen, wodurch der Kühlmantelwärmetauscher 18 innerhalb des Isoliermauerwerks 22 beweglich angebracht ist. Auf die Darstellung von vorhandenen Abdichtungen des Zwischenraumes 23 gegen Eindringen von Gasen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Insulating masonry 22 is left free, whereby the cooling jacket heat exchanger 18 is movably mounted within the insulating brickwork 22. The representation of existing seals of the gap 23 against the ingress of gases was omitted for reasons of clarity.

Die Zuleitung 24 und Ableitung 25 für Wärmetauschmedium, in diesem Fall Wasser - dargestellt durch strichlierte Pfeile -, sind mit nicht dargestellten Kompensatoren versehen, um Spannungen und Materialbrüche im Bereich des Eintritts beziehungsweise des  The supply line 24 and discharge 25 for heat exchange medium, in this case water - represented by dashed arrows - are provided with compensators, not shown, to avoid stresses and material fractures in the region of the inlet or the

Austritts der Zuleitungen und Ableitungen in den die Oberfläche zum Wärmetausch bereitstellenden Teil des Kühlmantelwärmetauschers 18 infolge Wärmedehnungen zu vermeiden. Liste der Bezugszeichen Outlet of the leads and discharges in the surface for heat exchange providing part of the cooling jacket heat exchanger 18 due to thermal expansion to avoid. List of reference numbers

1 Reduktionsreaktor  1 reduction reactor

2 Eisenerz  2 iron ore

3 Einschmelzvergaser  3 melter gasifier

4 Kohlenstoffträger  4 carbon carriers

5 Eisenträger  5 iron carriers

6 Sauerstoff  6 oxygen

7a Gasleitungs-Abschnitt  7a gas line section

7b Gasleitungs-Abschnitt  7b gas line section

8 Trockenentstaubungsvorrichtung  8 dry dedusting device

9 Wäscher  9 scrubbers

10 Wäscher  10 scrubbers

1 1 Exportgas  1 1 export gas

12 Vorrichtung zur Wassereindüsung  12 device for water injection

13 Vorrichtung zum Wärmetausch  13 Apparatus for heat exchange

14 flüssiges Wärmetauschmedium  14 liquid heat exchange medium

15 Ventil  15 valve

16 Temperatursensor  16 temperature sensor

17 Regeleinrichtung  17 control device

18 Kühlmantelwärmetauscher  18 cooling jacket heat exchanger

19 Rohrleitung zur Führung von Generatorgas 19 Pipe for guiding generator gas

20 Generatorgas 20 generator gas

21 Verschleißschutzmauerwerk  21 anti-wear masonry

22 Isoliermauerwerk  22 insulating masonry

23 Zwischenraum  23 space

24 Zuleitung  24 supply line

25 Ableitung Liste der Anführungen Patentliteratur WO9801587 25 derivative List of references Patent Literature WO9801587

Claims

Ansprüche claims

1 . Verfahren zur Bereitstellung von Reduktionsgas zur Eisenerzreduktion durch 1 . Method for providing reducing gas for iron ore reduction by

Kühlung und Trockenentstaubung von in einem Einschmelzvergaser (3) zur Cooling and dry dedusting of in a melter gasifier (3)

Roheisenerzeugung erzeugtem Generatorgas (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorgas (20) nach seiner Ausleitung aus dem Einschmelzvergaser (3) und vor seiner Trockenentstaubung Pig iron production generated generator gas (20), characterized in that the generator gas (20) after its discharge from the melter gasifier (3) and before its dry dedusting

sowohl durch Wassereindüsung als auch durch Wärmetausch  both by water injection and by heat exchange

gekühlt wird.  is cooled.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetausch mit zumindest einem flüssigen Wärmetauschmedium (14) erfolgt.  2. The method according to claim 1, characterized in that the heat exchange with at least one liquid heat exchange medium (14).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige  3. The method according to claim 2, characterized in that the liquid

Wärmetauschmedium (14) Wasser ist.  Heat exchange medium (14) is water.

4. Verfahren nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige  4. The method according to claim 1 2, characterized in that the liquid

Wärmetauschmedium (14) Thermoöl ist.  Heat exchange medium (14) is thermal oil.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereindüsung vor und/oder während dem Wärmetausch erfolgt. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the water injection takes place before and / or during the heat exchange.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauftemperatur des flüssigen Wärmetauschmediums (14) innerhalb eines Temperaturbereiches liegt, 6. The method according to claim 5, characterized in that the flow temperature of the liquid heat exchange medium (14) is within a temperature range,

dessen Minimaltemperatur 70°C, bevorzugt 100°C, beträgt,  whose minimum temperature is 70 ° C, preferably 100 ° C,

und  and

dessen Maximaltemperatur geringer ist als die geringste Temperatur, bei der Metal Dusting Korrosion durch Reaktion mit Generatorgas (20) am Material der  whose maximum temperature is lower than the lowest temperature at which metal dusting corrosion by reaction with generator gas (20) on the material of

Vorrichtung zum Wärmetausch (13) auftritt, bevorzugt geringer als 450°C, besonders bevorzugt 150°C.  Heat exchange device (13) occurs, preferably less than 450 ° C, more preferably 150 ° C.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereindüsung gemäß der Temperatur des Generatorgases (20) nach dem Wärmetausch geregelt wird.  7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the water injection is regulated according to the temperature of the generator gas (20) after the heat exchange.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereindüsung gemäß der Temperatur des aus der  8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the water injection according to the temperature of the

Trockenentstaubung ausgeführten Reduktionsgases geregelt wird.  Dry dedusting of reducing gas is controlled.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Wärmetausch dem Generatorgas (20) pro Zeiteinheit entzogene Wärmemenge geregelt wird, indem die Temperatur des Wärmetauschmediums und/oder die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Wärmetauschmedium verändert wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the heat exchange the generator gas (20) withdrawn per unit time Amount of heat is controlled by the temperature of the heat exchange medium and / or the amount of heat exchange medium supplied per unit time is changed.

10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Reduktionsreaktor (1 ) zur Reduktion von Eisenerz (2) mittels eines Reduktionsgases, einem Einschmelzvergaser (3) zur Erzeugung von  10. Apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 7, with a reduction reactor (1) for the reduction of iron ore (2) by means of a reducing gas, a melter gasifier (3) for generating

Generatorgas (20) durch Vergasung von Kohlenstoffträgern (4) in Gegenwart von Sauerstoff (6) und vorreduzierten Eisenträgern (5), wobei Einschmelzvergaser (3) und Reduktionsreaktor (1 ) durch eine Gasleitung verbunden sind, in welcher eine Trockenentstaubungsvorrichtung (8) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasleitung zwischen dem Einschmelzvergaser (3) und der  Generator gas (20) by gasification of carbon carriers (4) in the presence of oxygen (6) and prereduced iron carriers (5), wherein melter gasifier (3) and reduction reactor (1) are connected by a gas line in which a dry dedusting device (8) is present , characterized in that in the gas line between the melter gasifier (3) and the

Trockenentstaubungsvorrichtung (8) sowohl eine Vorrichtung zur  Dry dust removal device (8) both a device for

Wassereindüsung (12) als auch eine Vorrichtung zum Wärmetausch (13) vorhanden sind.  Water injection (12) and a device for heat exchange (13) are present.

1 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung  1 1. A device according to claim 10, characterized in that the device

zum Wärmetausch (13) mit einer Zuleitung (24) für flüssiges Wärmetauschmedium (14), bevorzugt Wasser oder Thermoöl, versehen ist.  for heat exchange (13) with a supply line (24) for liquid heat exchange medium (14), preferably water or thermal oil, is provided.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die  12. The apparatus of claim 10 or 1 1, characterized in that the

Vorrichtung zur Wassereindüsung (12) zwischen dem Einschmelzvergaser (3) und dem - in Strömungsrichtung des Generatorgases gesehenen - Ende der  Device for injecting water (12) between the melter gasifier (3) and the - seen in the flow direction of the generator gas - end of

Vorrichtung zum Wärmetausch (13) angeordnet ist, bevorzugt in der Vorrichtung zum Wärmetausch (13).  Device for heat exchange (13) is arranged, preferably in the device for heat exchange (13).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Wärmetausch (13) als Kühlmantelwärmetauscher (18) ausgeführt ist.  13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the device for heat exchange (13) is designed as a cooling jacket heat exchanger (18).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der  14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the

Kühlmantelwärmetauscher (18) einen Kühlmantel mit spiralförmiger Führung für Wärmetauschmedium aufweist.  Cooling jacket heat exchanger (18) has a cooling jacket with a spiral guide for heat exchange medium.