JP2000514498A - ガス化手段と海綿鉄を溶融ガス化装置に充填するための工程と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、溶融ガス化装置（2）と、その上に配置され、鉄鉱石を海綿鉄に還元するための還元シャフト（1）とを備えた装置に関する。海綿鉄は、還元シャフト下部の水平放出装置（7）を通じて導入され、また管接続部（11）が溶融ガス化装置の頂部へと導入されており、そこで同じく溶融ガス化装置の頂部に搬入された酸素含有ガス及びガス化手段を使用して海綿鉄が溶融され、液状粗鉄に還元される。同時に還元ガスが生成され、溶融ガス化装置の頂部から搬出される。放出装置は、還元シャフトの下部に設置されたダストブロック容器（5）へと至り、また溶融ガス化装置に至る管接続部がここへ付着されている。ダストブロック容器は、溶融ガス化装置頭部のガス圧より高圧で密封ガスを供給する供給装置（10）に接続されており、これによってガス化ガスが管接続部を通じて還元シャフトへと送り込まれることが防止されている。高温の海綿鉄とガス化手段とをガス化装置頭部中央への導入前に混合することにより、既に溶融ガス化装置への導入の前にガス化手段から湿気及び揮発成分が除去されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ガス化手段と海綿鉄を溶融ガス化装置に充填するための工程と装置 本発明は、特許請求範囲第1項の前文に一致する装置、及び本装置を使用する 工程に関する。 こうした装置は、文書DE:30 34 539 A1及び文書DE 37 23 137 C1によってかね てより周知である。文書DE 30 34 539 A1は、溶融ガス化装置と、一定の間隔を 置いて本溶融ガス化装置方向へと一直線をなす還元シャフトとを示している。還 元シャフトの下側部分には、ねじコンベヤの形式で星状に配置された複数の放出 装置が、周壁に対して垂直に水平配置されており、これらが還元シャフトのこの 下側部分から海綿鉄を放出して、各々の立下り管から溶融ガス化装置へと瞬時に 散開させる。この目的のため、立下り管は溶融ガス化装置の頭部で溶融ガス化装 置の中心線へと集中する形で終了し、溶融ガス化装置との間に互いに間隔を置い ている。ガス化装置頭部に於けるこうした立下り管の入口接続部分の極く近くに は、ガス化手段、好適には石炭、のための入口用開口も配置されている。これは 同時に、ガス化装置内で発生する還元ガス及び粗ガスの各々の出口でもある。 この溶融ガス化装置は、立下り管を通じて還元シャフトと直に接続されている 。従って、還元シャフトには、ガス化ガスと共に脱塵されていないダストがこう した立下り管を通じて大量に入り込む。還元シャフトに入り込むダストの総充填 量を減らし、そこから得られるサンプル数を制限するため、ガス化ガスの主要量 は、放出装置のねじコンベヤの少なくとも２メートルは上にある熱ガスタイプの サイクロンちり分離器の中で脱塵された後に、還元ガスとして還元シャフトへと 導入される。還元シャフトに於けるねじコンベヤのポートと還元ガスの入口との 間の放出は、ガス障害手段として機能するため、脱塵が行われないまま立下り管 を通って還元シャフトに入るガス化ガスの量が制限される。但し、還元シャフト の直径が大きいほど、この隔たりは当然大きくなる。還元シャフトの直径が５ｍ であれば、この間隔は既に４ｍを越える。このため、還元シャフトはより高くな り、重量も増す。 放射状に配置されたねじコンベヤを、還元シャフトの下側部分の垂直に伸長す る壁部分へと導いている結果として、還元シャフト内部に限定された平面とその 上に配置された還元ガス入口との間にすきま容積が生じ、工程サイクルに寄与し ないような海綿鉄は低減せず、不経済である。このすきま容積はまた、必然的に 還元シャフトとその下に配置される溶融ガス化装置との間の距離を増大させ、還 元シャフトの重量、及びプラントの合計高さを増大させる。本装置の他の実質上 の欠点は、パイリングアップのガス抵抗性が非常に低いことであるが、これはこ の部分の還元シャフトの断面が大きいことによる既決事項であるため、大量のダ ストを運ぶガスの主要量が溶融ガス化装置から立下り管を通じて還元シャフトへ と流れる。さらに、この流れ上がるガス化ガスからは、放出される海綿鉄の微粒 子及び、立下り管の場合は焼き凝結体の大部分がサイズ分けされて還元シャフト へと運び返されるため、還元シャフトへのダストの合計充填量がやはり増大され る。特に、近接するガス化手段入口から立下り管へと通過し、ガス化装置に於け るその滞留時間の短さが理由で一部の揮発成分を含んでいる石炭粒子、及び還元 シャフトの下側部分に於いて結合剤として結果的にブリッジング及び結粒となる タール、並びにねじコンベヤの制御不能な放出、が欠点である。 また、この装置では溶融ガス化装置を充填することから、ガス化ベッド領域に 於けるガス化手段と海綿鉄との間の均一な分布及び混合は少なくとも保証されな い、或いは十分には保証され得ないことも分かっている。この不均一な充填は、 特にガス化装置の中心部、及びガス量とプラント圧力とが著しく変化する溶融ガ ス化装置の非定常運転の間、並びにこうした海綿鉄コンベヤ装置の１つに欠陥が あり、海綿鉄及び凝結体なしの石炭灰からの酸性スラグのみが溶融される場合に は単酸素ノズルの前方、に於いで不都合にも顕著になる。本装置のさらなる欠点 は、立下り管内部のライニングの摩耗が激しいこと、及びコンベヤ装置の大がか りな修理の間は還元シャフトを空にしなければならないこと、にある。このため 、長期に渡る生産損失が生じると共に、始動コストも高くなる。コンベヤ装置が 片側だけで支持されているという事実により、プラント全体のサイズ及び効率は さらに制限される。 文書DE 37 23 137 C1による装置では、上述の問題点の多くが解決または軽 減されている。しかしながら、依然として比較的多くのダストが管接続部を通っ て還元シャフトへ充填されるという問題や、それに付随して還元溶融工程が対処 しなければならない以下のような関連問題が、この装置によっても未だ十分には 解決されていない。通常運転中は、実際にダストの大部分が、パイリングアップ に於いて放出装置と還元シャフトとの間の接続シャフト内部で分離されるため、 還元シャフトへと通過していくダストは少なくなるが、接続シャフト内でのパイ リングアップのダストによる被覆は相変わらず増加を続け、この領域に於けるこ うしたパイリングアップは比較的容易に棚吊りになりがちである。溶鉱炉のより 高度なダスティングが還元ガス入口領域、いわゆる還元シャフトのバッスル領域 に於いて堆積するため、溶融ガス化装置と還元シャフトの下側部分との間の圧力 差が増大し、従って接続シャフトを通じた、修正DE 30 34 539 A1によれば立下 り管を通じた、還元シャフト方向への各脱塵が行われないまま流れ上がるガス化 ガスの量が増加する。こうした影響は、ガス化ガスが、各々立下り管及び接続シ ャフト、並びに放出装置を通じて還元シャフトの中央に於けるさほど脱塵のされ ていないパイリングアップに直接アクセスするような場合にさらに増大する。故 に、各々ガス化装置のドームキャップ及び立下り管に於ける空気分離の影響もや はりますます強力なものとなり、環流ガスのダスト含有率もさらに高くなり、接 続シャフト内部及び還元シャフトの下側部分に於けるパイリングアップがこのサ イクルダストによって凝集されるため、パイリングアップの高摩擦力によって、 極く僅かな圧力差で、接続シャフト及び還元シャフトの下部に於いてパイリング アップの棚吊りが発生する。これにより、溶融ガス化装置から還元シャフトに向 けて、チャネリング及び高ダスト含有の原状ガスフローといった周知の現象が起 こる。こうした状況は、より大量の石炭を使用することにより、石炭混合物に於 いて石炭と共に充填されるダスト微粒子の量が多すぎて、ガス化装置内が極度の 高温になれば混合物が高温下で高度に分解するような場合に発生し、結果的に還 元シャフトに於ける石炭及び鉱石のより高度な粉状化、及びダスト再循環の機能 停止及び部分的機能停止に至る。こうした場合は、内部温度が溶融ガス化装置の ドーム内部よりもかなり低い共通のドームキャップを通じて各々ガス化手段及び 石炭並びに海綿鉄を供給することにより、こうしたガス化装置は主として脱塵さ れていないダスト及び結粒及びブリッジングを引き起こす石炭粒子を含有するタ ールを含んでいるため、再循環するダスト故に、DE 30 34 539 A1による装置の 場合よりもDE 37 23 137 C1の図１に一致する実施例の場合の方により多くの問 題が現出する可能性がある。こうしたブリッジングの除去は、断面が大きいだけ 還元シャフトの下側部分の場合よりもさらに困難である。 DE 37 23 137 C1の図２に一致する実施例では、ダストの石炭粒子含有量は少 ないが、付随する問題は同様である。 従って本発明の目的は、溶融ガス化装置と、還元シャフトの下側部分に於ける 水平の放出装置及び管接続部から溶融ガス化装置頭部へと導入され、同じく溶融 ガス化装置の頭部へと導入されるガス化手段及び酸素含有ガスの補助によって溶 融ガス化装置頭部に於いて溶解され、液状の粗鉄へと還元される海綿鉄に鉄鉱石 を還元するための、溶融ガス化装置上に配置された還元シャフトとを備えており 、同時に生成される還元ガスが溶融ガス化装置から放出されるために、溶融ガス 化装置から放出装置及び接続シャフトを通じたダスト並びに還元シャフトへと再 循環するダストの充填が空気分離によって停止されるように周知の装置を改良す ることにある。 本発明によれば、この目的は、特許請求範囲第１項の特徴記載部分に指示され ている特徴によって解決される。本発明による装置及び本装置を使用した好適な 工程に於ける優位な改良点は、従属請求項に基づくものである。 以下、図面に示された実施例に従って、本発明を詳細に説明する。この図面は 、本発明による装置の縦断面図である。 還元シャフト１はその下側の底部についてのみ略示され、溶融ガス化装置２は その上側部分のみが示されている。事実上還元シャフト１とダストブロック容器 ５との間に垂直配置されている、好適には漏斗形である接続シャフト４は、還元 シャフト１の水平に或いは僅かに湾曲して形成された底部へと直接至っている。 この断面図では、接続シャフト４は２つしか描かれていないが、円周上にはこう した接続シャフトが周知の方法で多く配置されており、その中心が還元シャフト １の縦軸を形成している。放出装置７のねじコンベヤは、各々ダストブロック容 器５及び還元シャフト１の縦軸に対して水平に、半径方向へと星状に配置され、 ダストブロック 容器５の入口９を有する還元シャフト１からの接続シャフト４を接続している。 放出される海綿鉄は、入口９から立下り管11を通じて混合容器12へと即座に運ば れる。ダストブロック容器５の上側部分には、少なくとも１つの入口10を通じて 、及び／或いは単放出装置７の各々１つの入口19を通じて密封ガスが充填されて 内部が溶融ガス化装置２内の圧力よりもいくらか超過した圧力に維持されるため 、還元シャフト１に於ける立下り管11を通じたダストの充填が停止される。密封 ガスには通常、洗浄され冷却されたガス化ガスが使用される。大部分の鉄鉱石還 元溶融工程の場合、こうしたガスが還元ガスの温度調整の機能を果たす。この冷 却ガスが機能しない場合は、窒素が密封ガスとして使用される。超過圧力の測定 は圧力差測定装置15によって達成され、密封ガスの追加は制御器14を通じて行わ れる。 ガス化手段の充填は、混合容器12上に鋭角に配置された入口３によって行われ る。この入口３は、入口３に於けるタール沈着及び付着物形成を回避するために 、温度測定手段17及び18のうちの１つによって制御される制御器16を通じて冷却 ガスを供給することにより冷却される。冷却ガスのこの供給により、石炭充填の 不足、酸素量と溶融性能との不適正比率またはその他の原因のために溶融ガス化 装置２のドーム内に過度の圧力が生じていれば、冷却ガスは、混合容器12を通じ て溶融ガス化装置２のドームへも供給される。溶融ガス化装置２のドーム部分の 温度が上がると、より大量のより小粒で微細なダストがそこに発生し、ガス化ガ スを脱塵するための熱ガス型サイクロン塵分離器の分離能力がさらに低下し、従 って立下り管11を通過するダスト量の増加に加えて事実上さらに多くのダストが バッスル通路から還元シャフト１へも至って急速にダストの堆積が進むことから 、溶融ガス化装置２及び還元シャフト１の運転にとって極めて有害な影響のある 石炭の粉状化が増進される。こうした場合には、温度測定装置18によって冷却ガ スの量の制御が行われる。 混合容器12は、溶融ガス化装置２の上に直接配置されている。熱い海綿鉄と冷 たいガス化手段との混合物は、混合容器12から入口６を通じて溶融ガス化装置２ の中心部へと即座に供給される。 接続シャフト４の入口領域またはその上に設置されたブリッジブレーカ13は、 大型結粒の接続シャフト４への進入を防止している。これにより、接続シャフト ４ 内のパイリングアップは上の材料コラムの重量から解放されて緩み、ブリッジン グが回避される。要求があれば、同じく接続シャフト４の下側部分に追加のブリ ッジブレーカ13を取り付けることができる。単ブリッジブレーカ13は各々、油圧 シリンダによって約30°で往復動作する。 ダストブロック容器５の使用は、各放出装置７と溶融ガス化装置２との直接接 続を共通の立下り管11によって置換することを可能にしている。これにより、接 続部の数が、約６乃至８から１つの管接続へと減少する。プラントの規模に関わ りなく、保全の必要性のより低い、より短く、従ってより堅固で安価な放出装置 ７を使用することも可能である。これは、還元シャフト１の面倒で高価な放出な しに交換も可能である。交換中、ねじコンベヤは回転が可能であり、比較的少量 の材料へと押し入れることができる。ダストブロック容器５の上側領域には、通 常、点検カバーが設置されており、こうした重要装置類の点検と迅速な交換が可 能になる。こうした装置の継続運転が中断されるとすれば、それはプラント全体 の運転にとって多大な不利益となり得る。 密封ガスを、少なくとも１つの入口10の上の制御器14及び圧力差測定装置15を 通じてダストブロック容器５の上側領域へ、及び／或いは入口19を通じて単放出 装置７へと供給することにより、供給領域では溶融ガス化装置２内の圧力よりも 幾分超過した圧力が維持され、従って溶融ガス化装置２から還元シャフト１への ダスト充填が停止される。さらに、海綿鉄と共に放出される微粒子はもはや流れ 上がるガス化ガスによって分離されて還元シャフト１へと運ばれて戻ることがな く、前記密封ガスの一部の下向きの流れによって溶融ガス化装置２へと移動され る。このため通常運転では、還元シャフト１へのダスト充填が周知の還元シャフ トに比較して４分の１乃至３分の１低減し、問題のあるケースでは事実上さらに 低減する。これにより、還元シャフト及びプラント全体のより堅固でより安定し た運転が保証される。還元シャフトにはバインダとして働く石炭粒子及びガス化 ダストがないため、還元シャフト１の下側部分ではもはや頑固な結粒が形成され ず、還元シャフト１の下側部分ではパイリングアップのダスティングが継続的に 低下して、結粒のない安定したコンベヤ手段の運転が一定の運搬速度で行われる 。 ダストブロック容器５と溶融ガス化装置２との間に設置された混合容器12は、 海 綿鉄とガス化手段との混合に使用され、幾つかの優位点をもたらしている。海綿 鉄及びガス化手段を共通の入口６を通じて充填することによって、海綿鉄用の６ 個乃至８個の別々の入口と大型ドームキャップの省略が可能となり、これによっ て、溶融ガス化装置２の大型ドーム領域内部のライニングをより安定した構築の 容易なものとすることができる。各々がウェアポケットを装備しているダストブ ロック容器５及び混合容器12の効果的な配置により、海綿鉄及び一部にはガス化 手段も材料パッド上への降下が実現され、これによって、ライニングの摩耗が低 減している。斜めに配置された入口３は、ガス化手段の材料流れを、一部は材料 パッド上へ、また一部は滑降する混合物の材料流れに逆らって方向付ける。この ため、こうした２種類の材料流れは混合して溶融ガス化装置２の中央へと運ばれ 、材料流れが方向付けられている入口６の壁は各々下へと流れる海綿鉄層及び混 合物とによる摩耗から防御される。このようにガス化手段は表面にタール及びダ スト沈着を形成し得る熱いライニング壁と実際には接触しないことから、この効 果的な改良によって、通常はガス化手段の分離供給にとって不可欠な入口６に於 ける水冷式ライニングを放棄することができる。これにより、溶融ガス化装置２ の熱を下げる装置及び溶接線の摩耗または破損によって長期間の置換を余儀なく される装置が省略される。周知の装置のように、石炭をガス化装置の中央へ、ま た海綿鉄を外部リングへと別々に充填する場合は、より粗い石炭粒子が外部へと 移動して微粒子が中央部に残るため、中央部はガス効率が悪く、温度もより低い ままである。次いで、より微小な粒子を有する石炭が、ガス化装置ベッド中央の 低温部からガス効率が高くより高温である外部リング、ここではガス化装置ベッ ドのこうした有効性の高い熱及び上昇ガスによって石炭が高速でガス抜きされる 、へと大量に移動すれば、生成されるガスの量及び圧力が急速に増加し、その結 果、プラント全体の運転が不安定なものとなる。こうした石炭の粒子が小さいほ ど、そのガス抜き速度は速くなり、上述の運転状況が強化される。混合容器12内 で海綿鉄とガス化手段とを混合し、この混合物を溶融ガス化装置２の中央部へと 共に放出すれば、混合物がガス化装置ベッド中央の低温部からガス効率が高くよ り高温である外部リングへと移動する前に、ガス化装置のガス効率の悪い中央部 に於いて残留湿度及び石炭の揮発成分の大部分のガス抜きを行うことができる。 熱く重い海綿鉄粒 子を一括供給すれば、小さな石炭と共に中央部により長く滞留し、動作をより多 く、分離をより少なくさせることから、中央領域に於けるガス化装置ベッドの間 隙容量及びガス流量が増大し、この領域がより高温になる。また、大量の小さな 石炭がガス化装置の中央から高温の外部リングへと移動すれば、別々の入口を通 じて行う石炭充填に比べると混合物の場合は事前にガス抜きされている石炭の含 有が格段に少ないために、ガスの生成が少なくなる。その他の優位点は、単酸素 ノズルの溶融領域に於けるより均一な状態によってもたらされる。放出装置７の １つが限定的にしか運搬作業をしない、または完全に機能しない、或いは劣悪な 還元海綿鉄及び焼成不足の凝結体を放出するような場合でも、海綿鉄及びガス化 手段をガス化装置の中央へと一括充填すれば、ガス抜きされた石炭、海綿鉄及び 焼き凝結体の混合物が各単酸素ノズルの溶融領域へとほぼ均一に通過していく。 従って、溶融ガス化装置及びプラント全体の一様で安定した運転にとっては、混 合容器12に於ける海綿鉄とガス化手段との事前混合と、溶融ガス化装置の中央部 への一括充填とが極めて重要である。 制御器16及び温度計手段17を通じた脱塵冷却ガスの温度制御式充填により、ガ ス化手段用の入口３に於けるタール沈着及び、もしあれば吸蔵、の発生が回避さ れる。先述の通り、こうした制御された冷却ガスの供給は、溶融ガス化装置２の ドーム内の過剰温度に対しても使用され、そのドーム内の冷却が制御される。こ の場合は、その冷却にとって必要以上の冷却ガスが入口３を通じて供給され、冷 却ガス量が溶融ガス化装置２のドーム内に設置された温度計手段18を通じて制御 される。 密閉ガス及び冷却ガスを各々、下向き勾配で配置された管路の上から下へと供 給することにより、こうした管路の吸蔵の可能性が回避される。 海綿鉄用の放出装置７と溶融ガス化装置２との接続を、ダストブロック容器５ 、立下り管11、混合容器12及びガス化装置入口６を備えた共通の接続部のみを通 じて行なう結果、溶融ガス化装置と還元シャフトとの間の全体断面が大幅に低減 される。接続部の数は、６乃至８個から、単接続の場合よりも非本質的に大きい 断面を有するたった１つの立下り管へと低減している。これは、断面が、海綿鉄 及び凝結体の放出量ではなく、立下り管を遮断するものとして認められる対象の 大きさによって決定されるためである。この比較的小さな断面から放出される海 綿鉄と 凝結体との総量は大きく、自由降下によってこうした高いポンピング効果が生じ るため、極く少量の密封ガスをダストブロック容器５の入口10へと方向付けるだ けで還元シャフト１へ向かうガス化ガスの流れが停止される。各放出装置７の上 、及び好適には漏斗形である各接続シャフト４の上及び／或いは内部にあるブリ ッジブレーカ13はそれぞれ、一方でブリッジが下に形成し得ないように各接続シ ャフト４に於けるパイリングアップを上の材料コラムの重量から解放して緩みを 与え、一方で、停止中にこうしたブリッジブレーカ13上に結粒が形成された場合 にこれを破壊する作業を実行する。ブリッジブレーカ13と付属の接続シャフトの 入口８との間の距離は、この領域を通過し得る最大の結粒サイズが接続シャフト ４の最も狭い場所の直径よりも小さくなるように選定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年５月１２日（１９９８．５．１２） 【補正内容】 請求の範囲 特許請求範囲（補正済み分） 1.溶融ガス化装置（2）と、その上に配置され、鉄鉱石を海綿鉄に還元するため の還元シャフト（1）とを備えた装置であって、海綿鉄が、還元シャフト（1）の 下部にある水平の放出装置（7）と管接続部（11）とを通じて溶融ガス化装置（2 ）頂部へと導入され、そこで同じく溶融ガス化装置（2）の頂部に運ばれるガス 化手段と酸素含有ガスとを使用して溶解され、液状の銑鉄へと還元され、同時に 還元ガスが生成されて溶融ガス化装置の頂部（2）から搬出され、 前記装置が、還元シャフト（1）の下部に、溶融ガス化装置（2）頂部のガス圧 より高い圧力で密封ガスを供給するための供給装置（10）を有するダストブロッ ク手段を備え、 前記放出装置（7）が、還元シャフト（1）の下部に配置されたダストブロック 容器（5）へと至り、またこれに溶融ガス化装置（2）へ通じる管接続部（11）が 付設され、密封ガスを供給する供給装置（10）に接続され、混合容器（12）が管 接続部（11）のガス化装置側の末端に設置され、管接続部（11）がガス化手段用 の追加入口（3）を備えることを特徴とする装置。 2.前記混合容器（12）が出口を含み、同出口が溶融ガス化装置の頂部中央の入口 （6）に極めて接近して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置 。 3.前記還元シャフト（1）と前記溶融ガス化装置（2）との間の前記管接続部が立 下り管（11）であることを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載された装置 。 4.前記還元シャフト（1）の下部が、前記還元シャフト（1）の外壁の内側に環状 に配置されている垂直の接続シャフト（4）に通じ、その下端には各放出装置（7 ）が設置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載された装置 。 5.ブリッジブレーカ（13）が各々前記接続シャフト（4）の上端に設置されてい ることを特徴とする請求項４に記載の装置。 6.前記放出装置（7）が各々、その外側に密封ガスを供給するための入口（19） を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載された装置。 7.混合容器（12）内のガス化手段用の前記追加入口（3）が冷却ガス源に接続さ れていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載された装置。 8.前記冷却ガス源とガス化手段用の前記追加入口（3）との間の前記管接続部内 に、温度計手段（17、18）によって制御される制御器（16）が装備されているこ とを特徴とする請求項７に記載の装置。 9.密封ガス用の前記供給装置が差圧測定手段（15）と制御器（14）とを備えてい ることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載された装置。 10.前記溶融ガス化装置（2）と、その上に配置され、鉄鉱石を海綿鉄に還元する ための前記還元シャフト（1）とを備え、海綿鉄が、還元シャフト（1）の下部に ある水平の放出装置（7）と管接続部（11）とを通して溶融ガス化装置（2）頂部 へと導入され、そこで同じく溶融ガス化装置（2）の頂部に運ばれるガス化手段 と酸素含有ガスとを使用して溶解され、液状の銑鉄へと還元され、同時に還元ガ スが生成されて溶融ガス化装置の頂部（2）から搬出され、放出装置（7）が、還 元シャフト（1）の下部に配置されたダストブロック容器（5）へと至り、またこ れに溶融ガス化装置（2）へ通じる管接続部（11）が付設され、前記ダストブロ ック容器（5）が溶融ガス化装置（2）頂部のガス圧よりも高い圧力で密封ガスを 供給する供給装置（10）に接続されているような装置を使用して、溶融ガス化装 置（2）に還元シャフト（1）からの海綿鉄とガス化手段とを充填するための工程 であって、還元シャフト（1）の下部に於ける海綿鉄が前記放出装置（7）によっ て空間（5）へと搬入され、そこでは、溶融ガス化装置（2）頂部に於けるガス圧 より高い圧力で密封ガスが生成されること、また海綿鉄とガス化手段とがその前 記溶融ガス化装置（2）への導入に先だって互いに混合され、溶融ガス化装置（2 ）頂部の中央に導入されることを特徴とする工程。 11.冷却ガスが海綿鉄との混合の前に前記ガス化手段に添加されることを特徴と する請求項10に記載の工程。 12.密封ガス及び冷却ガスの供給が、各々上方から下降勾配を有する管を通じて 達成されることを特徴とする請求項11に記載の工程。 減されている。しかしながら、依然として比較的多くのダストが管接続部を通っ て還元シャフトへ充填されるという問題や、それに付随して還元溶融工程が対処 しなければならない以下のような関連問題が、この装置によっても未だ十分には 解決されていない。通常運転中は、実際にダストの大部分が、パイリングアップ に於いて放出装置と還元シャフトとの間の接続シャフト内部で分離されるため、 還元シャフトへと通過していくダストは少なくなるが、接続シャフト内でのパイ リングアップのダストによる被覆は相変わらず増加を続け、この領域に於けるこ うしたパイリングアップは比較的容易に棚吊りになりがちである。溶鉱炉のより 高度なダスティングが還元ガス入口領域、いわゆる還元シャフトのバッスル領域 に於いて堆積するため、溶融ガス化装置と還元シャフトの下側部分との間の圧力 差が増大し、従って接続シャフトを通じた、修正DE 30 34 539 A1によれば立下 り管を通じた、還元シャフト方向への各脱塵が行われないまま流れ上がるガス化 ガスの量が増加する。こうした影響は、ガス化ガスが、各々立下り管及び接続シ ャフト、並びに放出装置を通じて還元シャフトの中央に於けるさほど脱塵のされ ていないパイリングアップに直接アクセスするような場合にさらに増大する。故 に、各々ガス化装置のドームキャップ及び立下り管に於ける空気分離の影響もや はりますます強力なものとなり、環流ガスのダスト含有率もさらに高くなり、接 続シャフト内部及び還元シャフトの下側部分に於けるパイリングアップがこのサ イクルダストによって凝集されるため、パイリングアップの高摩擦力によって、 極く僅かな圧力差で、接続シャフト及び還元シャフトの下部に於いてパイリング アップの棚吊りが発生する。これにより、溶融ガス化装置から還元シャフトに向 けて、チャネリング及び高ダスト含有の原状ガスフローといった周知の現象が起 こる。こうした状況は、より大量の石炭を使用することにより、石炭混合物に於 いて石炭と共に充填されるダスト微粒子の量が多すぎて、ガス化装置内が極度の 高温になれば混合物が高温下で高度に分解するような場合に発生し、結果的に還 元シャフトに於ける石炭及び鉱石のより高度な粉状化、及びダスト再循環の機能 停止及び部分的機能停止に至る。こうした場合は、内部温度が溶融ガス化装置の ドーム内部よりもかなり低い共通のドームキャップを通じて各々ガス化手段及び 石炭並びに海綿鉄を追加することにより、こうしたガス化装置は主として脱塵さ れていないダスト及び結粒及びブリッジングを引き起こす石炭粒子を含有するタ ールを含んているため、再循環するダスト故に、DE 30 34 539 A1による装置の 場合よりもDE 37 23 137 C1の図１に一致する実施例の場合の方により多くの問 題が現出する可能性がある。こうしたブリッジングの除去は、断面が大きいだけ 還元シャフトの下側部分の場合よりもさらに困難である。 DE 37 23 137 C1の図２に一致する実施例では、ダストの石炭粒子含有量は少 ないが、付随する問題は同様である。 溶融ガス化装置と、その上部に配置され、鉄鉱石を海綿鉄へ還元するための還 元シャフトとを備えた装置は、US−A−4 286 775からも周知である。還元シャフ トの下部に於いて、海綿鉄は水平コンベヤベルト上に落下し、このコンベヤベル トによって垂直管接続部に搬送され、そこを通って溶融ガス化装置の頂部に至る 。そこでこれは、溶融充填上に直接に導入される微粉炭形状のガス化手段及び酸 素によって溶融され、液体銑鉄に還元される。ここで同時に還元ガスが生成され る。この還元ガスは、溶融ガス化装置の頂部から搬出され、還元シャフトの中心 高度に於いて脱塵及び冷却された後に吹き戻される。従って可能な限り、ダスト を含有した還元ガスが溶融ガス化装置から垂直管接続部を通じて直接還元シャフ トへと至らないようにするため、還元シャフトの下部にダストブロック手段が設 置されている。これは、密封ガスが溶融ガス化装置の頂部内に於けるガス圧より 高い圧力で供給されるように適合化されている。 固形ガス化手段を溶融充填上に直接供給するには、微粉炭の使用が必要である 。 これは石炭の各々の前処理を前提としており、また一定品質の石炭も必要である 。このため、この周知装置の運転コストは比較的高い。 従って本発明の目的は、溶融ガス化装置と、還元シャフトの下側部分に於ける 水平の放出装置及び管接続部から溶融ガス化装置頭部へと導入され、ここで、同 じく溶融ガス化装置へと搬入されるガス化手段及び酸素含有ガスを使用して溶融 され、液状の粗鉄へと還元される海綿鉄に鉄鉱石を還元するための、溶融ガス化 装置上に配置された還元シャフトとを備えており、同時に生成される還元ガスが 溶融ガス化装置から放出されるために、本装置は、広範な粒状を有する石炭、即 ち未処理の石炭、さらには比較的品質の悪い石炭などをガス化手段として充填で きるように改良するため、還元シャフトの下部に、溶融ガス化装置頭部のガス圧 より高い圧力で密封ガスを供給する供給装置を有するダストブロック手段を備え るように周知の装置を改良することにある。 本発明によれば、この目的は、特許請求範囲第１項の特徴記載部分に指示され ている特徴によって解決される。本発明による装置及び本装置を使用した好適な 実施例に於ける優位な改良点は、従属請求項に基づくものである。 以下、図面に示された実施例に従って、本発明を詳細に説明する。この図面は 、本発明による装置の縦断面図である。 還元シャフト１はその下側の底部についてのみ略示され、溶融ガス化装置２は その上側部分のみが示されている。事実上還元シャフト１とダストブロック容器 ５との間に垂直配置されている、好適には漏斗形である接続シャフト４は、還元 シャフト１の水平に或いは僅かに湾曲して形成された底部へと直接至っている。 この断面図では、接続シャフト４は２つしか描かれていないが、円周上にはこう した接続シャフトが周知の方法で多く配置されており、その中心が還元シャフト １の縦軸を形成している。放出装置７のねじコンベヤは、各々ダストブロック容 器５及び還元シャフト１の縦軸に対して水平に、半径方向へと星状に配置され、 ダストブロック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1.溶融ガス化装置（2）と、その上に配置され、鉄鉱石を海綿鉄に還元するため の還元シャフト（1）とを備えた装置であって、海綿鉄が、還元シャフト（1）の 下部にある水平の放出装置（7）と管接続部（11）とを通じて溶融ガス化装置（2 ）頂部へと導入され、そこで同じく溶融ガス化装置（2）の頂部に運ばれるガス 化手段と酸素含有ガスとを使用して溶解され、液状の銑鉄へと還元され、同時に 還元ガスが生成されて溶融ガス化装置の頂部（2）から搬出され、 前記放出装置（7）が、還元シャフト（1）の下部に配置されたダストブロック 容器（5）へと至り、またこれに溶融ガス化装置（2）へ通じる管接続部（11）が 付設され、前記ダストブロック容器（5）が溶融ガス化装置（2）頂部のガス圧よ りも高い圧力で密封ガスを供給する供給装置（10）に接続されていることを特徴 とする装置。 2.混合容器（12）が管接続部（11）のガス化装置側の末端に設置され、管接続部 （11）がガス化手段用の追加入口（3）を備えることを特徴とする請求項１に記 載の装置。 3.前記混合容器（12）が出口を含み、同出口が溶融ガス化装置の頂部中央の入口 （6）に極めて接近して接続されていることを特徴とする請求項２に記載の装置 。 4.前記還元シャフト（1）と前記溶融ガス化装置（2）との間の前記管接続部が立 下り管（11）であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載された装置 。 5.前記還元シャフト（1）の下部が、前記還元シャフト（1）の外壁の内側に環状 に配置されている垂直の接続シャフト（4）に通じ、その下端には各放出装置（7 ）が設置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載された装置 。 6.ブリッジブレーカ（13）が各々前記接続シャフト（4）の上端に設置されてい ることを特徴とする請求項５に記載の装置。 7.前記放出装置（7）が各々、その外側に密封ガスを供給するための入口（19） を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載された装置。 8.混合容器（12）内の密封ガス用の前記追加入口（3）が冷却ガス源に接続され ていることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載された装置。 9.前記冷却ガス源とガス化手段用の前記追加入口（3）との間の前記管接続部内 に、温度計手段（17、18）によって制御される制御器（16）が装備されているこ とを特徴とする請求項８に記載の装置。 10.密封ガス用の前記供給装置が差圧測定手段（15）と制御器（14）とを備えて いることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載された装置。 11.前記溶融ガス化装置（2）と、その上に配置され、鉄鉱石を海綿鉄に還元する ための前記還元シャフト（1）とを備え、海綿鉄が、還元シャフト（1）の下部に ある水平の放出装置（7）と管接続部（11）とを通して溶融ガス化装置（2）頂部 へと導入され、そこで同じく溶融ガス化装置（2）の頂部に運ばれるガス化手段 と酸素含有ガスとを使用して溶解され、液状の銑鉄へと還元され、同時に還元ガ スが生成されて溶融ガス化装置の頂部（2）から搬出され、放出装置（7）が、還 元シャフト（1）の下部に配置されたダストブロック容器（5）へと至り、またこ れに溶融ガス化装置（2）へ通じる管接続部（11）が付設され、前記ダストブロ ック容器（5）が溶融ガス化装置（2）頂部のガス圧よりも高い圧力で密封ガスを 供給する供給装置（10）に接続されているような装置を使用して、溶融ガス化装 置（2）に還元シャフト（1）からの海綿鉄とガス化手段とを充填するための工程 であって、 還元シャフト（1）の下部に於ける海綿鉄が前記溶融ガス化装置（2）に導入さ れる前に空間（5）へと搬入され、そこでは密封ガスによって前記溶融ガス化装 置（2）の頂部に於ける圧力より高い圧力が生成されることを特徴とする工程。 12.海綿鉄及びガス化手段が、前記溶融ガス化装置（2）への導入に先だって互い に混合され、また溶融ガス化装置（2）へは、その頂部の中央に導入されること を特徴とする請求項11に記載の工程。 13.冷却ガスが海綿鉄との混合の前に前記ガス化手段に添加されることを特徴と する請求項12に記載の工程。 14.密封ガス及び冷却ガスの供給が、各々上方から下降勾配を有する管を通じて 達成されることを特徴とする請求項13に記載の工程。