DE19708034A1 - Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz sowie Anlage zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen
Stahlvorprodukten und zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz, insbesondere Nichteisen-
Metallschwamm, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten und
zusätzlich von Eisenschwamm ist aus der DE-C-40 37 977 bekannt. Hierbei wird aus der
ersten Reduktionszone stammendes Exportgas einer CO₂-Eliminierung sowie einer Aufheizung
unterzogen und als Reduktionsgas der weiteren Reduktionszone zugeführt. Zur Ergänzung
dieses Reduktionsgases wird aus der weiteren Reduktionszone abgezogenes Topgas einer
Wäsche unterworfen und anschließend gemeinsam mit dem aus der ersten Reduktionszone
stammenden Exportgas von CO₂ befreit. Das so gebildete Mischgas wird dann dem weiteren
Reduktionsprozeß als Reduktionsgas zugeführt.
Hierdurch gelingt eine Ausnützung eines Teiles der im Exportgas aus der ersten
Reduktionszone und dem Topgas aus der weiteren Reduktionszone noch vorhandenen
Reduktanten zur Erzeugung von Eisenschwamm.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein aus der Reduktionszone zum Reduzieren von
Eisenerz stammendes Exportgas auch dann sinnvoll und unter Ausnutzung seines chemisch
gebundenen Rest-Potentials verwenden zu können, wenn kein Bedarf an einer zusätzlichen
Erzeugung von Eisenschwamm besteht. Ein reines Verbrennen dieses Exportgases, das nur
mehr einen relativ geringen Heizwert aufweist (etwa 1/4 des Heizwertes von Erdgas), wie es
bisher gehandhabt wurde, soll vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird das aus der Eisenerz-Reduktionszone stammende Exportgas zur
Reduktion von Nichteisen-Erzen zu zumindest teilreduziertem Nichteisen-Metallschwamm
herangezogen, wobei wie folgt vorgegangen wird:
- - Eisenerz, vorzugsweise in Stück- und/oder Pelletform, und gegebenenfalls Zuschläge werden in mindestens einer ersten Reduktionszone zu Eisenschwamm direkt reduziert,
- - der Eisenschwamm wird in einer Einschmelz-Vergasungszone unter Zufuhr von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhältigem Gas erschmolzen und es wird ein CO- und H₂- hältiges Reduktionsgas erzeugt,
- - das Reduktionsgas wird in die Reduktionszone eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen, und
- - es wird das Exportgas in mindestens eine weitere Reduktionszone zur Direktreduktion von Nichteisen-Erz, vorzugsweise zur Direktreduktion zu zumindest teilreduziertem Nichteisen- Metallschwamm, zugeführt.
Für verschiedene Metalle ergibt sich beim Reduzieren kein Metallschwamm, sondern es fällt,
wie z. B. für Zinn, ein fertigreduziertes Flüssigprodukt infolge eines niedrigen Schmelzpunktes
des Metalles an. Daher wird unter Direktreduktion erfindungsgemäß auch eine Reduktion
verstanden, die auf direktem Weg - wie z. B. auch für Kupfer - zum flüssigen Endprodukt führt.
Unter "Metallschwamm" wird ein festes End- oder Zwischenprodukt verstanden, das aus
einem Metalloxid durch Direktreduktion gebildet wird, u.zw. ausschließlich über die feste
Phase, d. h. ohne daß es notwendig ist, den Weg über ein flüssiges Zwischenprodukt zu
beschreiten.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn das Exportgas in
chemisch unverändertem Zustand als Reduktionsgas für das Reduzieren von Nichteisen-Erzen,
insbesondere von Kupfer-, Blei-, Nickel- und Kobalterz eingesetzt wird. Bei den Kupfer-,
Blei-, Nickel- und Kobalterzen handelt es sich um Metallerze, deren Oxidverbindungen
weniger beständig sind als das bei der Reduktion entstehende CO₂ des der weiteren
Reduktionszone als Reduktionsgas zugeführten Exportgases, wenn dieses, so wie es aus der
ersten Reduktionszone austritt, d. h. chemisch unverändert, eingesetzt wird.
Um die Differenz der Sauerstoffpotentiale von Metalloxid und dem bei der Reduktion
entstehenden CO₂ zu vergrößern, wird zweckmäßig das Exportgas vor Einleiten in die weitere
Reduktionszone einer CO₂-Eliminierung unterworfen, beispielsweise durch Reformieren oder
im Druckwechsel-Adsorptionsverfahren.
Ein noch weiterer Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens für Nichteisen-Erze
ergibt sich, wenn das Exportgas vor Einleiten in die weitere Reduktionszone einer CO-
Konvertierung und anschließend einer CO₂-Eliminierung unterworfen wird. Hierdurch wird in
dem Exportgas der H₂-Anteil wesentlich erhöht und es erfolgt die Reduktion der Nichteisen-
Erze nahezu ausschließlich über die Reaktion, bei der Wasserstoff in Wasser, d. h. Wasserdampf,
umgesetzt wird.
Um das Exportgas noch reaktionsfreudiger zu machen, wird vorzugsweise der Partialdruck des
Wasserdampfes nach der CO-Konvertierung des Exportgases erniedrigt, vorzugsweise so weit
wie möglich. Hierdurch kann das Exportgas zur Reduktion von Wolframerz, Molybdänerz,
Antimonerz etc. herangezogen werden. Hierdurch gelingt es wirkungsvoll, eine Karbidbildung
zu vermeiden.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante wird aus der weiteren Reduktionszone
abgezogenes Topgas nach einer CO₂-Eliminierung dem aus der ersten Reduktionszone
austretenden Exportgas als Recycle-Reduktionsgas zugemischt.
Zweckmäßig wird zur Aufheizung des der weiteren Reduktionszone zugeführten Exportgases
aus der weiteren Reduktionszone abgezogenes Topgas als Heizgas zur Aufheizung des aus der
ersten Reduktionszone abgezogenen und der weiteren Reduktionszone zugeführten
Exportgases verwendet.
Eine Anlage zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten und
zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz ist durch die Kombination folgender Merkmale
gekennzeichnet: mindestens einem ersten Reduktionsreaktor für Eisenerz, einem
Einschmelzvergaser, einer den Einschmelzvergaser mit dem ersten Reduktionsreaktor
verbindenden Zuleitung für ein Reduktionsgas, einer den Reduktionsreaktor mit dem
Einschmelzvergaser verbindenden Förderleitung für das im Reduktionsreaktor gebildete
Reduktionsprodukt, mit einer vom ersten Reduktionsreaktor ausgehenden Exportgas-
Ableitung, mit in den Einschmelzvergaser mündenden Zuleitungen für sauerstoffhältige Gase
und Kohlenstoffträger, einem am Einschmelzvergaser vorgesehenen Abstich für Roheisen und
Schlacke, und mit mindestens einem weiteren Reduktionsreaktor zur Aufnahme von über eine
Zuleitung chargiertem Nichteisen-Erz in Stück- und/oder Pelletform, einer Reaktionsgas-
Zuleitung zu diesem Reduktionsreaktor, einer Topgas-Ableitung aus diesem Reduktionsreaktor
und einer Austragsvorrichtung für das in diesem Reduktionsreaktor gebildete
Reduktionsprodukt, wobei die Exportgas-Ableitung des ersten Reduktionsreaktors in den
zusätzlichen Reduktionsreaktor mündet. Die Nichteisen-Erze können auch als Feinerze
eingesetzt werden.
Vorteilhaft mündet die Exportgas-Ableitung über eine Heizeinrichtung in den weiteren
Reduktionsreaktor, wobei zweckmäßig die Heizeinrichtung einen Brenner aufweist, zu dem
eine Topgas aus dem weiteren Reduktionsreaktor als Brenngas zuführende Leitung mündet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist Topgas aus dem weiteren Reduktionsreaktor
mittels einer Recyclegasleitung, die zu einer CO₂-Eliminierungsanlage führt und weiter in die
Exportgas-Ableitung des ersten Reduktionsreaktors mündet, im Kreislauf geführt.
Die CO₂-Eliminierungsanlage kann von einem Reformer oder auch von einer Druckwechsel-
Adsorptionsanlage gebildet sein. Letztere ist besonders vorteilhaft, da der H₂O-Anteil des
Produktgases besonders gering ist.
Zur Reduktion von ein sehr niedriges Sauerstoffpotential aufweisenden Nichteisen-Erzen führt
zweckmäßig die Exportgas-Ableitung zu einer CO-Shiftanlage, der eine CO₂-
Eliminierungsanlage nachgeordnet ist, von der eine das so behandelte Exportgas dem weiteren
Reduktionsreaktor zuführende Leitung ausgeht.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 3 jeweils ein Verfahrensschema nach
je einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen. Fig. 4 veranschaulicht in
Diagrammform frei nach F.D. Richardson und J.H.E. Jeffes Sauerstoffpotentiale für einige
Nichteisen-Metallerze und für zur Verfügung stehendes Reduktionsgas. In den Fig. 5 und 6 ist
die Änderung des Sauerstoffpotentials für unterschiedliche chemische Zusammensetzungen des
Reduktionsgases in Diagrammform gezeigt.
In einen ersten, einen Reduktionsreaktor 1 bildenden Schachtofen wird von oben über eine
Fördereinrichtung 2 stückiges Eisenerz und/oder Eisenerz in Pelletform über ein nicht
dargestelltes Schleusensystem, gegebenenfalls zusammen mit Zuschlagstoffen unter Bildung
eines bewegten Bettes, chargiert. Der Schachtofen 1 steht mit einem Einschmelzvergaser 3 in
Verbindung, in dem aus Kohle und sauerstoffhältigem Gas ein Reduktionsgas erzeugt wird,
welches über eine Zuleitung 4 dem Schachtofen 1 zugeführt wird, wobei in der Zuleitung 4
gegebenenfalls eine Gasreinigungseinrichtung 4′ für eine Trocken-Entstaubung vorgesehen ist.
Unter bewegtem Bett wird ein sich kontinuierlich bewegender Materialstrom verstanden,
dessen sich bewegende Teilchen mit einem strömenden Reduktionsgas in Kontakt gelangen.
Vorzugsweise kommt ein sich kontinuierlich infolge Schwerkraftwirkung nach unten
bewegender Materialstrom zur Anwendung.
Als Reduktionsreaktor kann anstelle eines Schachtofens 1 auch ein Reaktor mit einer Venturi-
Wirbelschicht, einer zirkulierenden Wirbelschicht, einem Fließbett oder ein Reaktor mit
Wanderrost bzw. ein Drehrohrofen vorgesehen sein.
Der Einschmelzvergaser 3 weist eine Zuführung 5 für feste Kohlenstoffträger, eine Zuführung
6 für sauerstoffhältige Gase sowie gegebenenfalls Zuführungen 7 für bei Raumtemperatur
flüssige oder gasförmige Kohlenstoffträger, wie Kohlenwasserstoffe, sowie für gebrannte
Zuschläge auf. In dem Einschmelzvergaser 3 sammelt sich unterhalb der
Einschmelzvergasungszone 8 schmelzflüssiges Roheisen 9 und schmelzflüssige Schlacke 10,
die über einen Abstich 11 abgestochen werden.
Das im Schachtofen 1 in einer Direktreduktionszone 12 zu Eisenschwamm reduzierte Eisenerz
wird zusammen mit den in der Direktreduktionszone 12 gebrannten Zuschlägen über eine den
Schachtofen 1 mit dem Einschmelzvergaser 3 verbindende Förderleitung 13 zugeführt,
beispielsweise mittels Austragsschnecken etc. An dem oberen Teil des Schachtofens 1 schließt
eine Exportgas-Ableitung 14 für das in der Direktreduktionszone 12 aus Reduktionsgas
entstehende Exportgas an.
Das über die Exportgas-Ableitung 14 abgezogene Exportgas wird zunächst einer Reinigung in
einem Wäscher 15 unterzogen, um es möglichst vollständig von Staubpartikeln zu befreien und
den Wasserdampfgehalt zu erniedrigen, so daß es dann einer weiteren Verwendung zur
Verfügung stehen kann. Das Exportgas gelangt nach Verdichtung mit Hilfe eines
Gasverdichters 16 zu einem Wärmetauscher 17, in dem es auf eine für den nachfolgenden
Reduktionsprozeß, dem es als Reduktionsgas dient, erforderliche Temperatur erwärmt wird.
Ein Teil des im Einschmelzvergaser 3 gebildeten Reduktionsgases wird über einen Wäscher 18
und über eine Leitung 19 mit Gasverdichter 20 im Kreislauf wieder in die Zuleitung 4
eingespeist, um das in sehr heißem Zustand aus dem Einschmelzvergaser 3 austretende
Reduktionsgas vor Eintritt in die Gasreinigungseinrichtung 4′ zu konditionieren, insbesondere
auf einen für den Direktreduktionsprozeß im Schachtofen 1 günstigen Temperaturbereich zu
kühlen. Über eine Ausgleichsleitung 21 kann gegebenenfalls Überschuß-Reduktionsgas dem
aus dem Schachtofen 1 austretenden Exportgas zwecks Konstanthaltung des Systemdruckes
zugemischt werden. Dieses Überschuß-Reduktionsgas wird gegebenenfalls einer
Teerabscheidung, z. B. in einer Teerfalle, in der sich Teer des durch ein Schüttbett
hindurchgeleiteten Überschuß-Reduktionsgases am Schüttmaterial ablagert, unterworfen.
Die chemische Zusammensetzung des als Reduktionsgas dienenden Exportgases ist in
nachstehender Tabelle I wiedergeben.
Sämtliche Werte in den Tabellen sind gerundet, wodurch sich geringfügige Abweichungen von
100% ergeben können. Bei den Tabellenwerten handelt es sich, wenn nicht anders angegeben,
um Volumsprozent.
CO (%) | |
47 | |
CO₂(%) | 25 |
H₂(%) | 22 |
H₂O(%) | 2 |
H₂S ppm | 100 |
N₂,Ar(%) | 3 |
CH₄(%) | 1 |
Erfindungsgemäß wird das Exportgas mit dieser chemischen Zusammensetzung bevorzugt zur
Reduktion von Kupfererz, Bleierz, Nickelerz oder Kobalterz herangezogen. Für diese Erze ist
in Fig. 4 das Sauerstoffpotential im Vergleich zu den Sauerstoff-Potentialen der
Sauerstoffverbindungen der Reduktanten des Reduktionsgases veranschaulicht, u.zw. mit voll
ausgezogener Linie für ein CO/CO₂-Verhältnis von 1 : 1 und mit strichliert ausgezogenen Linien
für ein H₂/H₂O-Verhältnis von 10 : 1.
Das Exportgas wird zur Reduktion der oben genannten Nichteisen-Erze einem weiteren
Reduktionsreaktor 22 zugeführt, der mit einem der oben genannten Erze über eine Erz-
Zuleitung 23 versorgt wird und aus dem die teil- oder fertigreduzierten Erze über eine
Metallschwamm-Ausbringeinrichtung 24 ausgebracht werden. In diesem weiteren
Reduktionsreaktor, der als Schachtofen 22 ausgebildet ist, wird von den Erzen ebenfalls ein
bewegtes Bett 25 gebildet, das vom Reduktionsgasstrom, d. h. dem Exportgas, durchströmt
wird.
Das sich im Schachtofen 22 bildende und über eine Topgas-Ableitung 26 abgeführte Topgas
wird mittels eines Wäschers 27 gewaschen und steht für einen Verbraucher zur Verfügung.
Von der Topgas-Ableitung 26 zweigt eine Zweigleitung 28 ab, die zum Wärmetauscher 17
führt und dort in einen Brenner 29 des Wärmetauschers zusammen mit einer
Sauerstoffzuleitung 30 für ein sauerstoffhältiges Gas mündet. Ein Teil des Topgases wird somit
als Brenngas für den Wärmetauscher 17 eingesetzt.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird ein Teil des aus dem weiteren
Schachtofen 22 austretenden Topgases über eine weitere Zweigleitung 31 und einen
Verdichter 32 einer CO₂-Eliminierungsanlage 33, die beispielsweise als Reformer oder als CO₂-
Wäscher oder als Druckwechsel-Adsorptionsanlage ausgebildet sein kann, recycliert, u.zw.
mündet die Zweigleitung 31 in die Exportgas-Ableitung 14 aus dem ersten Reduktionsreaktor
1, bevor diese in den Wärmetauscher 17 mündet. Eine Einmündung nach dem Wärmetauscher
17 ist für den Fall des Einsatzes eines Reformers möglich.
Besteht der Wunsch, Metalle zu reduzieren, deren Erze ein niedriges Sauerstoffpotential
aufweisen, also eine freie Reaktionsenthalpie aufweisen als die Erze, für die die freie
Reaktionsenthalpie in Fig. 4 veranschaulicht ist, ist es zweckmäßig, die Sauerstoffpotentiale
der Sauerstoffverbindungen der Reduktanten des Reduktionsgases zu erniedrigen, um eine
genügende Reduktionskraft zur Reduktion solcher Erze zur Verfügung zu haben, so daß die
Reduktion auch überhaupt und weiters auch in einem zeitlich vertretbaren Rahmen abläuft.
Eine Absenkung des Sauerstoffpotentials des Reduktionsgases kann z. B. dadurch erfolgen, daß
das CO₂ des Reduktionsgases eliminiert wird, wodurch das CO/CO₂-Verhältnis stark erhöht
wird. Dies ergibt eine Änderung der Neigung der das Sauerstoffpotential der Komponenten des
Reduktionsgases veranschaulichenden Geraden im Diagramm der Fig. 4. Diese Veränderung
der Neigung der Geraden ist in Fig. 5 für unterschiedliche CO/CO₂-Verhältnisse dargelegt.
Es kann auch das Sauerstoffpotential der Komponenten des Reduktionsgases erniedrigt
werden, indem das Kohlenmonoxid konvertiert wird nach der Form
CO + H₂O → CO₂ + H₂
worauf das CO₂ eliminiert wird, so daß ein hauptsächlich H₂ enthaltendes Reduktionsgas
gebildet wird. Hierbei wird noch zweckmäßig der Partialdruck des Wasserdampfes dieses
Reduktionsgases gesenkt, so daß sich ein für die Reduktionskraft sehr effektives
Sauerstoffpotential des Reduktionsgases einstellt, vgl. Fig. 6, in der Sauerstoffpotentiale für
Reduktionsgase mit unterschiedlichen H₂/H₂O-Verhältnissen dargestellt sind.
Eine Anlage mit einer CO-Konvertierung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Gemäß Fig. 3 wird das
Exportgas über eine von der Exportgas-Ableitung 14 abzweigende Leitung 34 über einen
Gasverdichter 35 zwecks CO-Konvertierung einer CO-Shiftanlage 36 (auch CO-
Konvertieranlage genannt) zugeführt. In diesem Fall ist die Exportgas-Ableitung 14 mittels
eines Ventiles 37 vor Einmündung in den Wärmetauscher 17 unterbrochen. In die Shiftanlage
36 wird das Exportgas mit der in Tabelle I angegebenen chemischen Zusammensetzung mit
einer Temperatur von etwa 110°C in einer Menge von etwa 167.500 Nm³/h eingeleitet. Es
wird dort in einem internen Wärmetauscher, der, wie später noch erläutert, betrieben wird, auf
eine Temperatur von 230°C aufgeheizt. Anschließend wird dieses Gas in einem Mischer mit
Dampf vermischt und dem Shiftbett der Shiftanlage 36 zugeführt. Dampf wird in einer Menge
von etwa 242.700 Nm³/h mit einer Temperatur von etwa 247°C zugemischt.
Die Mischung aus Gas und Dampf weist die in nachstehender Tabelle II angegebene chemische
Zusammensetzung auf:
CO(%) | |
19 | |
CO₂(%) | 10 |
H₂(%) | 9 |
H₂O(%) | 60 |
N₂(%) | 1 |
CH₄(%) | 0,5 |
H₂S | 0 |
Das aus dem Shiftbett austretende Gas, das in einer Menge von 410.200 Nm³/h anfallt, u.zw.
mit einer Temperatur von 420°C, hat die in Tabelle III angegebene chemische
Zusammensetzung:
Im Trockenzustand fällt das Gas in einer Menge von 235.700 Nm³/h an. Dieses aus dem
Shiftbett austretende Gas dient dann zur Aufwärmung des dem internen Wärmetauscher der
Shiftanlage 36 zugeführten Exportgases und weist nach Austritt aus dem internen
Wärmetauscher eine Temperatur von 377°C auf. Anschließend erfolgt eine Waschung, um den
H₂O-Gehalt zu senken. Die chemische Zusammensetzung des gewaschenen Gases ist in Tabelle
IV wiedergegeben.
CO(%) | |
3 | |
CO₂(%) | 47 |
H₂(%) | 45 |
H₂O(%) | 2,5 |
N₂(%) | 2 |
CH₄(%) | 0,6 |
H₂S | 0,01 |
Danach wird das Gas aus der Shiftanlage 36 über eine Leitung 38 einer CO₂-
Eliminierungsanlage 39 zugeführt, aus der es mit der in Tabelle V angegebenen chemischen
Zusammensetzung austritt.
CO(%) | |
5 | |
CO₂(%) | 4 |
H₂(%) | 86 |
H₂O(%) | 0 |
N₂(%) | 4 |
CH₄(%) | 1 |
H₂S | 0 |
Dieses so erzeugte Reduktionsgas wird dann über den dem weiteren Schachtofen 22
vorgeordneten Wärmetauscher 17 auf die für die Direktreduktion eines Nichteisen-Metallerzes
erforderliche Temperatur gebracht und anschließend dem weiteren Schachtofen 22 als
Reduktionsgas mit besonders niedrigem Sauerstoffpotential - das Verhältnis H₂/H₂O ist wegen
der Trockenheit des Gases extrem hoch - zugeleitet.
Das CO-Konvertieren ist vor allem dann vorteilhaft anzuwenden, wenn es darauf ankommt, die
Bildung von Karbiden zu vermeiden. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu
sehen, daß es mit relativ einfachen Mitteln gelingt, ein sehr trockenes und ein hohes
Reduktionspotential aufweisendes Reduktionsgas herzustellen. Eine H₂O-Ausfällung ist
verfahrenstechnisch und Investitionskosten betreffend weniger aufwendig als eine CO₂-
Eliminierung.
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten und
zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz, insbesondere Nichteisen-Metallschwamm,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- - Eisenerz, vorzugsweise in Stück- und/oder Pelletform, und gegebenenfalls Zuschläge werden in mindestens einer ersten Reduktionszone (12) zu Eisenschwamm direkt reduziert,
- - der Eisenschwamm wird in einer Einschmelz-Vergasungszone (8) unter Zufuhr von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhältigem Gas erschmolzen und es wird ein CO- und H₂- hältiges Reduktionsgas erzeugt,
- - das Reduktionsgas wird in die Reduktionszone (12) eingeleitet, dort umgesetzt und als Exportgas abgezogen, und
- - es wird das Exportgas in mindestens eine weitere Reduktionszone (25) zur Direktreduktion von Nichteisen-Erz, vorzugsweise zur Direktreduktion zu zumindest teilreduziertem Nichteisen-Metallschwamm, zugeführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Exportgas in chemisch
unverändertem Zustand als Reduktionsgas für das Reduzieren von Nichteisen-Erzen,
insbesondere von Kupfer-, Blei-, Nickel- und Kobalterz eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Exportgas vor Einleiten in
die weitere Reduktionszone (25) einer CO₂-Eliminierung unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Exportgas vor Einleiten in
die weitere Reduktionszone (25) einer CO-Konvertierung und anschließend einer CO₂-
Eliminierung unterworfen wird (Fig. 3).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des
Wasserdampfes nach der CO-Konvertierung des Exportgases erniedrigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Exportgas zur Reduktion
von Wolframerz, Molybdänerz, Antimonerz etc. herangezogen wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß aus der weiteren Reduktionszone (25) abgezogenes Topgas nach einer CO₂-Eliminierung
dem aus der ersten Reduktionszone (12) austretenden Exportgas als Recycle-Reduktionsgas
zugemischt wird (Fig. 2).
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß aus der weiteren Reduktionszone (25) abgezogenes Topgas als Heizgas zur Aufheizung
des aus der ersten Reduktionszone (12) abgezogenen und der weiteren Reduktionszone (25)
zugeführten Exportgases verwendet wird.
9. Anlage zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigen Stahlvorprodukten und
zumindest teilreduziertem Nichteisen-Erz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: mindestens einem ersten
Reduktionsreaktor (1) für Eisenerz, einem Einschmelzvergaser (3), einer den
Einschmelzvergaser (3) mit dem ersten Reduktionsreaktor (1) verbindenden Zuleitung (4) für
ein Reduktionsgas, einer den Reduktionsreaktor (1) mit dem Einschmelzvergaser (3)
verbindenden Förderleitung (13) für das im Reduktionsreaktor gebildete Reduktionsprodukt,
mit einer vom ersten Reduktionsreaktor (1) ausgehenden Exportgas-Ableitung (14), mit in den
Einschmelzvergaser (3) mündenden Zuleitungen (5, 6, 7) für sauerstoffhaltige Gase und
Kohlenstoffträger, einem am Einschmelzvergaser (3) vorgesehenen Abstich (11) für Roheisen
(9) und Schlacke (10), und mit mindestens einem weiteren Reduktionsreaktor (22) zur
Aufnahme von über eine Zuleitung (23) chargiertem Nichteisen-Erz in Stück- und/oder
Pelletform, einer Reduktionsgas-Zuleitung zu diesem Reduktionsreaktor (22), einer Topgas-
Ableitung (26) aus diesem Reduktionsreaktor (22) und einer Austragsvorrichtung (24) für das
in diesem Reduktionsreaktor gebildete Reduktionsprodukt, wobei die Exportgas-Ableitung
(14) des ersten Reduktionsreaktors in den zusätzlichen Reduktionsreaktor (22) mündet.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Exportgas-Ableitung (14)
über eine Heizeinrichtung (17) in den weiteren Reduktionsreaktor (22) mündet.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (17) einen
Brenner (29) aufweist, zu dem eine Topgas aus dem weiteren Reduktionsreaktor (22) als
Brenngas zuführende Leitung (28) mündet.
12. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
Topgas aus dem weiteren Reduktionsreaktor (22) mittels einer Recyclegasleitung (31), die zu
einer CO₂-Eliminierungsanlage (33) führt und weiter in die Exportgas-Ableitung (14) des
ersten Reduktionsreaktors (1) mündet, im Kreislauf geführt ist.
13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Exportgas-Ableitung (14) zu einer CO-Shiftanlage (36) führt, der eine CO₂-
Elimnierungsanlage (39) nachgeordnet ist, von der eine das so behandelte Exportgas dem
weiteren Reduktionsreaktor (22) zuführende Leitung ausgeht.
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AT0041396A AT405523B (de) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen und zumindest teilreduziertem nichteisen-erz sowie anlage zur durchführung des verfahrens |
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