Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DIRECT REDUCTION USING VENT GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/211939
Kind Code:
A1
Abstract:
The application relates to a method for the direct reduction of feedstock, containing metal-oxide, to form metallic material, by contact with hot reduction gas in a reduction assembly (1), the product of the direct reduction process being discharged from the reduction assembly by means of a product discharge apparatus, which is flushed with seal gas, and being drawn off from the vent gas and subsequently dedusted. At least one portion of the dedusted vent gas is used as a combustion energy source during the production of the reduction gas, and/or as a component of a furnace fuel gas during a combustion process for heating the reduction gas, and/or as a component of the reduction gas. The application further relates to apparatus for carrying out the method.

Inventors:
MILLNER, Robert (Porschestr. 1, 3382 Loosdorf, 3382, AT)
Application Number:
EP2017/063938
Publication Date:
December 14, 2017
Filing Date:
June 08, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH (Turmstraße 44, 4031 Linz, 4031, AT)
International Classes:
C21B13/00; F27B1/21; F27D17/00
Domestic Patent References:
WO2011012452A12011-02-03
WO2008123962A12008-10-16
WO2011012448A12011-02-03
WO2008123962A12008-10-16
Foreign References:
US4188022A1980-02-12
EP0166679A11986-01-02
US4188022A1980-02-12
Attorney, Agent or Firm:
ZUSAMMENSCHLUSS METALS@LINZ (Primetals Technologies Austria GmbH, Innovation & Quality Intellectual Property Upstream, IQ IP U, Turmstrasse 44 4031 Linz, 4031, AT)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Direktreduktion von

metalloxidhältigen, bevorzugt eisenoxidhältigen,

Einsatzstoffen, zu metallisiertem Material durch

Kontakt mit heißem Reduktionsgas in einem

Reduktionsaggregat (1),

wobei das Produkt der Direktreduktion aus dem

Reduktionsaggregat (1) über eine

Produktaustragsvorrichtung (3) ausgetragen wird, welche mit Sperrgas gespült wird, und aus der Ventgas

abgezogen und nachfolgend entstaubt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Teilmenge des entstaubten Ventgases genutzt wird

- als Energiequelle bei einer Verbrennung bei der

Herstellung des Reduktionsgases durch katalytische Reformierung,

und/oder

- als Komponente eines

Ofenbrenngases einer Verbrennung zur Aufheizung des Reduktionsgases ,

und/oder

- als Komponente des Reduktionsgases.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zugabe von entstaubtem Ventgas zu anderen

Komponenten des Reformerbrenngases oder Reduktionsgases geregelt in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung und/oder seinem Fluss erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat (1) mit einer

Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- einen Reformer (8) zur Herstellung von Reduktionsgas durch katalytische Reformierung von gasförmigen

Kohlenwasserstoffen, von dem die Reduktionsgaszuführung (2) ausgeht,

- eine Reformerbrenngaszufuhrleitung (9) zur Zufuhr von Reformerbrenngas zu einem Brennraum (12) desReformers (8) ,

- eine Produktaustragsvorrichtung (3) ,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung (3) mündende Sperrgaszufuhrleitung (4),

- eine von der Produktaustragsvorrichtung ausgehende Ventgasableitung (5) ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung (5) in eine

Nassentstaubungsvorrichtung (6) mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung (7) zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in

- die Reformerbrenngaszufuhrleitung (9) und/oder

- den Brennraum des Reformers (8) ausgeht .

4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat (1) mit einer

Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- einen Reduktionsgasofen (10) in der

Reduktionsgaszuführung (2), in den eine

Ofenbrenngaszuführung (11) mündet,

- eine Produktaustragsvorrichtung (3) ,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung (3) mündende Sperrgaszufuhrleitung (4),

- eine von der Produktaustragsvorrichtung (3)

ausgehende Ventgasableitung (5) ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung (5) in eine

Nassentstaubungsvorrichtung (6) mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung (7) zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in die Ofenbrenngaszuführung (11) ausgeht .

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat (1) mit einer

Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- eine Produktaustragsvorrichtung (3) ,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung (3) mündende Sperrgaszufuhrleitung (4),

- eine von der Produktaustragsvorrichtung (3)

ausgehende Ventgasableitung (5) , dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung (5) in eine

Nassentstaubungsvorrichtung (6) mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung (7) zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in die Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von Reduktionsgas in das

Reduktionsaggregat

ausgeht . 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie auch umfasst

zumindest eine Regelvorrichtung

zur Zugabe von entstaubtem Ventgas in Reformerbrenngaszufuhrleitung (9) und/oder Brennraum (12) des Reformers (8) und/oder

Ofenbrenngaszuführung (11) und/oder

Reduktionsgaszuführung (2), bevorzugt in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und/oder dem Fluss des entstaubten Ventgases.

Description:
Besehreibung

Bezeichnung der Erfindung Verfahren zur Direktreduktion unter Ventgasnut zung

Gebiet der Technik

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur

Direktreduktion von metalloxidhaltigen Einsatzstoffen, zu metallisiertem Material durch Kontakt mit heißem Reduktionsgas in einem Reduktionsaggregat, wobei das Produkt der Direktreduktion aus dem Reduktionsaggregat über eine Produktaustragsvorrichtung ausgetragen wird, welche mit Sperrgas gespült wird, und aus der Ventgas abgezogen und nachfolgend entstaubt wird. Die Anmeldung betrifft auch Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Stand der Technik

Um aus Metallerzen Metalle zu gewinnen, ist es

notwendig, den Sauerstoffanteil in den Erzen zu

erniedrigen. Ein Verfahren zur Erniedrigung des

Sauerstoffanteils ist die sogenannte Direktreduktion, bei der man ein Reduktionsgas in einem

Reduktionsaggregat auf das feste Metallerz einwirken lässt. Das feste Produkt der Direktreduktion wird aus dem Reduktionsaggregat ausgetragen und kann auf verschiedene Weisen weiterverarbeitet werden - beispielsweise wird es oft heiß kompaktiert,

beispielsweise brikettiert, um es leichter handhabbar zu machen und seine spezifische Oberfläche zu

vermindern, damit Ablauf von Rückoxidation,

beispielsweise durch Reaktion mit LuftSauerstoff oder H20 - beispielsweise als Wasserdampf -, erschwert wird. Es ist aber auch bekannt, es ohne Kompaktierung in anderen Aggregaten weiterzuverarbeiten . Das

Reduktionsaggregat, in dem die Direktreduktion abläuft, ist oft ein sogenannter Reduktionsschacht

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, das Produkt zwischen Austrag aus dem Reduktionsaggregat und nachfolgenden Vorrichtungen - beispielsweise solchen, in denen die Brikettierung abläuft - vor Rückoxidation zu schützen, indem es unter bezüglich Oxidation reaktionsträgem Gas gehandhabt wird.

Besonders dann, wenn das Reduktionsgas im

Reduktionsaggregat unter einem Überdruck steht, muss dafür gesorgt werden, dass beim Entnehmen des Produktes ein gleichzeitiges Entweichen des - in der Regel heißen - Reduktionsgases vermieden wird. Das geschieht

beispielsweise dadurch, dass in die Vorrichtung, über die das Produkt aus dem Reduktionsaggregat ausgetragen wird, - in der Folge auch Produktaustragsvorrichtung genannt - ein sogenanntes Sperrgas - auch Seal Gas genannt - eingeführt wird. Das Seal Gas ist bezüglich Reaktion mit dem Produkt reaktionsträge oder inert und steht unter einem Druck, der etwas über Druck des

Reduktionsgases liegt, um praktisch eine Barriere für das Entweichen des Reduktionsgases zu bilden.

Im Falle von Eisenerzen wird das Produkt der

Direktreduktion beispielsweise Direct Reduced Iron DRI beziehungsweise HDRI Hot Direct Reduced Iron, oder sponge iron, oder Eisenschwamm genannt. Em Verfahren zur Direktreduktion von Metalloxiden zu metallisiertem Material durch Kontakt mit heißem

Reduktionsgas, welches zumindest zum Teil durch

katalytische Reformierung von Erdgas hergestellt wird, wobei die Wärme für die bei der Reformierung

ablaufenden endothermen Reformierungsprozesse zumindest teilweise durch Verbrennung eines Reformerbrenngases geliefert wird, ist beispielsweise in Figur 1 der

WO2011012452 beschrieben; es wird MIDREX®-Verfahren genannt. Bei einem solchen MIDREX®-Verfahren wird das Produkt über eine Produktaustragsvorrichtung aus dem unter erhöhtem Druck stehenden Reduktionsschacht ausgetragen. Die Produktaustragsvorrichtung umfasst in diesem Fall ein Austragsorgan und eine

Materialfördereinrichtung, die unter einem im Vergleich zum Reduktionsschacht geringerem oder keinem Überdruck steht. Eine entsprechende Materialfördereinrichtung wird beispielsweise oft Produktaustragskammer

beziehungsweise Product Discharge Chamber PDC genannt. Zur Abdichtung, das heißt zur Verhinderung des

Austretens von heißem Reduktionsgas aus dem

Reduktionsschacht, wird reaktionsträges Sperrgas - welches auch oft Bottom Seal Gas BSG genannt wird, da es das untere Ende des Reduktionsschachtes abdichten soll -, verwendet; das ist beispielsweise in

WO2008123962 und US4188022 gezeigt. Man spricht davon, die Produktaustragsvorrichtung mit dem Sperrgas zu spülen. Bei einer MIDREXO-Anlage wird als BSG-Gas oft getrocknetes Rauchgas aus einem Reformer einer MIDREX®- Anlage verwendet, welches zu etwa 80 % aus Stickstoff und zu etwa 20% aus Kohlendioxid besteht und

entsprechend bezüglich Oxidation von HDRI

reaktionsträge ist. Das BSG durchströmt die Materialsäule im Austragsorgan - im vorliegenden Beispiel ein mit HDRI gefülltes Materialaustragsrohr, auch dynamic seal leg genannt - zum Großteil vom Ort der Einbringung in Richtung PDC und zu einem geringen Teil in Richtung

Reduktionsschacht. Ein Großteil des BSG strömt also in die PDC und muss aus dieser ausgeleitet werden. Beim Ausleiten aus der PDC - dann Ventgas genannt - ist es mit Staub des Produktes der Direktreduktion beladen. Je mehr Produkt der Direktreduktion als Staub mit dem PDC ausgetragen wird, desto unwirtschaftlicher wird das Direktreduktionsverfahren, da der Staub nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand für beispielsweise

Stahlherstellung genutzt werden kann.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist mit dem Begriff Ventgas generell Sperrgas gemeint, das aus einer

Produktaustragsvorrichtung abgezogen wird - nicht nur aus der PDC eines MIDREX®-Verfahrens ausgeleitetes Seal-Gas. Die Problematik der Staubfracht in Sperrgas besteht immer, wenn Sperrgas Produkt der

Direktreduktion durchströmt.

Aufgrund von zwischen heißem DRI - auch Hot Direct Reduced Iron HDRI oder heißer Eisenschwamm genannt-, und Kohlendioxid ablaufenden Reaktionen, und aufgrund von Ausgasen des heißen Eisenschwamm kann das Ventgas auch Spuren von CO Kohlenmonoxid enthalten. Ein Entlassen des Ventgases in die Umwelt erfordert eine Entstaubung. Entstaubung des Ventgas, die

üblicherweise nass erfolgt, benötigt ausreichende

Verdünnung mit Falschluft, um beispielsweise die

Temperatur zu vermindern oder um Explosionsgrenzen des Staubes im Ventgases zu unterschreiten.

Aufgrund von zwischen heißem DRI und Kohlendioxid ablaufenden Reaktionen, und aufgrund von Ausgasen des heißen Eisenschwamm kann das Ventgas auch CO

Kohlenmonoxid enthalten. Ein Entlassen den Ventgases in die Umwelt erfordert entsprechende Verdünnung mit Luft - auch Falschluft genannt. Allerdings sind dazu große Mengen Falschluft einzuführen, was apparativ und energetisch aufwendig ist und große in die Umgebung zu entlassende Gasmengen bedingt.

Eine Nutzung von staubbeladenem Ventgas unter

thermischer Umsetzung mit sauerstoffhaltigen Gasen ist aufgrund des hohen Staubgehaltes schwierig. Nutzung von entstaubtem, mit Falschluft verdünntem Ventgas unter thermischer Umsetzung mit sauerstoffhaltigen Gasen kann hingegen zu ungewünschten, hohen NOx-Emissionen führen und erfordert ebenfalls einen hohen apparativen

Aufwand.

Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Überwindung der genannten Schwierigkeiten und eine Nutzung von entstaubtem Ventgas erlauben.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein

Verfahren zur Direktreduktion von metalloxidhältigen, bevorzugt eisenoxidhältigen, Einsatzstoffen, zu metallisiertem Material durch Kontakt mit heißem

Reduktionsgas in einem Reduktionsaggregat,

wobei das Produkt der Direktreduktion aus dem

Reduktionsaggregat über eine Produktaustragsvorrichtung ausgetragen wird, welche mit Sperrgas gespült wird, und aus der Ventgas abgezogen und nachfolgend entstaubt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest eine Teilmenge des entstaubten Ventgases genutzt wird

- als Energiequelle bei einer Verbrennung bei der

Herstellung des Reduktionsgases durch katalytische Reformierung,

und/oder

- als Komponente eines

Ofenbrenngases einer Verbrennung zur Aufheizung des

Reduktionsgases ,

und/oder

- als Komponente des Reduktionsgases.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Bevorzugterweise handelt es sich bei den Metalloxiden um Eisenoxide. Weiters können aber auch, gemäß Richardson-Jeffes-Diagramm, beispielsweise oxidische Erze von Nickel, Kupfer, Blei, Kobalt, reduziert werden .

Das Verfahren zur Direktreduktion kann beispielsweise ein Verfahren nach dem Typ MIDREX® mit katalytischer Reformierung von Kohlenwasserstoffen zur Herstellung eines Reduktionsgases, wobei das Reduktionsgas

zumindest zum Teil durch katalytische Reformierung eines Gemisches von gasförmigen Kohlenwasserstoffen hergestellt wird, wobei die Wärme für die bei der Reformierung ablaufenden endothermen

Reformierungsprozesse zumindest teilweise durch

Verbrennung eines Reformerbrenngases geliefert wird, sein - wie beispielsweise in WO2011012448 und

WO2011012452 beschrieben, deren gesamte Offenbarung, speziell hinsichtlich der Reformierung, von der vorliegenden Anmeldung mit umfasst wird.

Das Verfahren zur Direktreduktion kann aber auch beispielsweise ein Direktreduktionsverfahren auf Basis einer Kohlevergasung oder einer Schmelzreduktionsanlage sein, beispielsweise in einem COREX®-DR-Verbund . In diesen Fällen kann das Reduktionsgas vor Einleitung in das Reduktionsaggregat in einem Reduktionsgasofen auf eine für die gewünschten chemischen Reaktionen günstige Temperatur aufgeheizt werden. Sealgas kann aus dem Reduktionsgasofen zur Aufheizung des Reduktionsgases gewonnen werden, da im Vergleich zum MIDREX®-Verfahren ein entsprechender Reformer als Quelle nicht vorhanden ist .

Katalytische Reformierung von Kohlenwasserstoffen zur Herstellung eines Reduktionsgases ist bekannt und beispielsweise in WO2011012448 und WO2011012452 beschrieben, deren gesamte Offenbarung, speziell hinsichtlich der Reformierung, von der vorliegenden Anmeldung mit umfasst wird.

Erfindungsgemäß wird bei so einem Verfahren das entstaubte Ventgas als Energiequelle bei einer

Verbrennung bei der Herstellung des Reduktionsgases durch katalytische Reformierung genutzt. Die Wärme für die bei der Reformierung ablaufenden endothermen

Reformierungsprozesse wird ja durch Verbrennung geliefert. Das entstaubte Ventgas kann dem Reformerbrenngas zugemischt werden, bevor dieses in den Brennraum des Reformers eintritt und verbrennt. Es kann aber auch selber direkt in den Brennraum des Reformers eingeleitet werden, wobei seine brennbaren Anteile im Brennraum des Reformers - der hinsichtlich des

Reformerbrenngases üblicherweise überstöchiometrisch mit Sauerstoff 02, beispielsweise aus Luft, versorgt wird - verbrannt werden.

Wenn das Reduktionsgas vor Eintritt m das

Reduktionsaggregat in einem Reduktionsgasofen

aufgeheizt wird, geschieht das in der Regel durch

Verbrennung eines Ofenbrenngases. Erfindungsgemäß das entstaubte Ventgas als Komponente des

Ofenbrenngases genutzt. Auf diese Weise wird es al Energiequelle im Reduktionsgasofen genutzt.

Das Produkt der Direktreduktion von eisenoxid-hältigen Einsatzstoffen, DRI oder HDRI, wird bevorzugt heiß brikettiert, beispielsweise zu hot briquetted iron HBI verarbeitet. Es kann aber auch im heißen Zustand aus dem Reduktionsschacht ausgetragen und direkt im

Stahlwerk genutzt werden, beispielsweise durch Zugabe in heißem Zustand in einen Elektrolichtbogenofen .

Der Metallisierungsgrad ist das Verhältnis zwischen metallischem Eisen und Gesamteisen im HBI; er ist bei HBI > 88%. Laut aktuellen International Maritime

Organization IMO Vorschriften ist die

Dichte von HBI > 5 kg/dm 3 . Die Dichte des heiß

brikettierten Brikettierungsproduktes kann auch unter dieser Dichte liegen, beispielsweise falls aus

bestimmten Rohstoffen oder für besondere Zwecke

hergestellt wird. Bei der heißen Brikettierung kann direkt ein Brikett hergestellt werden, oder es können Stränge - auch

Schülpen genannt - hergestellt werden, die entweder selber brechen oder mittels Brecher in kleinere Stücke gebrochen werden.

Zu den Vorrichtungen, in denen die Brikettierung abläuft, wird der Eisenschwamm aus dem

Reduktionsaggregat beispielsweise über eine

Produktaustragskammer PDC geliefert. Wie in den

entsprechenden voranstehenden Passagen der Einleitung zum Stand der Technik erläutert, wird die

Produktaustragsvorrichtung mit Sperrgas beaufschlagt; das heißt, Sperrgas wird in die

Produktaustragsvorrichtung eingeleitet, und Ventgas wird aus der Produktaustragsvorrichtung abgezogen. Wenn in der Produktaustragsvorrichtung keinerlei Änderung in der Zusammensetzung des Sperrgases erfolgt, entspricht die Zusammensetzung des Ventgases dem Sperrgas. Das Ventgas ist im Vergleich zu dem eingeleiteten Sperrgas stärker mit Staub des Produktes beladen.

Das Ventgas wird im erfindungsgemäßen Verfahren nass entstaubt .

Zumindest eine Teilmenge des entstaubten Ventgases oder das gesamte entstaubte Ventgas wird erfindungsgemäß genutzt. Reformerbrenngas eines Reformers zur

Herstellung von Reduktionsgas, Ofenbrenngas und

Reduktionsgas enthalten neben der Komponente des entstaubten Ventgases noch eine oder mehrere andere Komponenten. Das entstaubte Ventgas wird einer

Verbrennung bei der Herstellung des Reduktionsgases durch katalytische Reformierung zugegeben, oder dem Ofenbrenngas oder dem Reduktionsgas. Es wird

entstaubtes Ventgas nicht vor dem Reformer in ein zu reformierendes Gas - welches noch nicht als

Reduktionsgas bezeichnet werden kann - zugegeben, sondern nach dem Reformer in das Produktgas der

Reformierung hinein. Produktgas und entstaubtes Ventgas sind dann zwei Komponenten des Reduktionsgases. Bei erfindungsgemäßer Nutzung kann ein Brennwert beziehungsweise eine Reduktionskraft des Ventgases ausgenutzt werden, und das Ventgas wird nicht in die Umgebung entlassen, so dass Probleme hinsichtlich diesbezüglicher Grenzwerte für das Ventgas nicht relevant sind.

Im Vergleich zu herkömmlicher Nassentstaubung sind im erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich kleinere

Gasmengen zu handhaben, weil bei der erfindungsgemäßen Entstaubung vor dem Entstaubungsschritt keine

Verdünnung mit Falschluft erfolgt - bei einem

herkömmlichen Verfahren beispielsweise im Anschluss an eine MIDREXO-Direktreduktion wird das staubbeladene Ventgas auf das etwa 10-30fache Volumen verdünnt.

Da das erfindungsgemäß genutzte Ventgas nicht mit

Falschluft verdünnt wird, ist eine Auslegung von

Anlagenteilen auf die bei Verdünnung anfallenden großen Gasmengen nicht notwendig. Außerdem ist die Problematik der Entstehung von NOx infolge von Stickstoffeintrag durch Falschluft vermindert, da keine Falschluft zur Verdünnung zugeführt wird.

Vorzugsweise erfolgt die Zugabe von entstaubtem Ventgas zu anderen Komponenten des Reformerbrenngases oder Reduktionsgases geregelt in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung und/oder seinem Fluss - Zusammensetzung und Fluss des entstaubten Ventgases -, der

beispielsweise in Nm3/h definiert ist. Beispielsweise können diese Parameter gemessen und zur

Vorausberechnung und Regelung der Verbrennung im

Brennraum des Reformers oder im Reduktionsgasofen herangezogen werden. Bei Verbrennung im Brennraum des Reformers ist es günstig, dass Brennraum des Reformers beziehungsweise Brenner im Brennraum von Reformern in der Regel bereits so konstruiert und betrieben werden, dass die Entstehung von NOx minimiert ist. Verbrennung von entstaubtem Ventgas erfolgt dort also unter geringer NOx-Entstehung .

Bei der Nassentstaubung des Ventgases wird dieses auf circa 30-50°C gekühlt. Das entstaubte Ventgas wird anschließend komprimiert, um einerseits Druckverluste bei seiner Weiterleitung zu kompensieren, und

andererseits einen Druck einzustellen, den die

gewünschte Nutzung erfordert. Der Druck beim Austritt aus einem Kompressor kann dabei auf gewünschte Werte geregelt werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines

erfindungsgemäßen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat mit einer

Reduktionsgaszuführung zur Zuführung von Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- einen Reformer zur Herstellung von Reduktionsgas durch katalytische Reformierung von gasförmigen

Kohlenwasserstoffen, von dem die Reduktionsgaszuführung ausgeht ,

- eine Reformerbrenngaszufuhrleitung zur Zufuhr von Reformerbrenngas zu einem Brennraum des Reformers,

- eine Produktaustragsvorrichtung,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung mündende Sperrgas zufuhrleitung,

- eine von der Produktaustragsvorrichtung ausgehende Ventgasableitung,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung in eine

Nassentstaubungsvorrichtung mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in

- die Reformerbrenngas zufuhrleitung und/oder

- den Brennraum des Reformers ausgeht .

Die gasförmigen Kohlenwasserstoffe, die reformiert werden, werden oft zumindest teilweise mit Erdgas geliefert .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines

erfindungsgemäßen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat mit einer

Reduktionsgaszuführung zur Zuführung von Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- einen Reduktionsgasofen in der Reduktionsgaszuführung, in den eine

Ofenbrenngas Zuführung mündet,

- eine Produktaustragsvorrichtung,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung mündende

Sperrgas zufuhrleitung,

- eine von der Produktaustragsvorrichtung ausgehende Ventgasableitung,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung in eine

Nassentstaubungsvorrichtung mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in die Ofenbrenngaszuführung

ausgeht .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines

erfindungsgemäßen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat mit einer

Reduktionsgaszuführung zur Zuführung von Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- eine Produktaustragsvorrichtung,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung mündende

Sperrgas zufuhrleitung,

- eine von der Produktaustragsvorrichtung ausgehende Ventgasableitung,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung in eine

Nassentstaubungsvorrichtung mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in die Reduktionsgaszuführung zur Zuführung von Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat

ausgeht . Das Reduktionsaggregat ist beispielsweise ein

Reduktionsschacht, bei dem Rohmaterial oben eingegeben wird und unten Produkt ausgetragen wird; beim

Durchlaufen des Schachtes der Schwerkraft folgend von oben nach unten wird mittels Reduktionsgas reduziert. Ein solcher Reduktionsschacht wird beispielsweise bei einem MIDREX®-Verfahren mit Reduktionsgas unter einem Druck von 0,03 - 0,3 MPa g betrieben; Überdruck im Vergleich zum Atmosphärendruck der Umgebung.

Die Produktaustragsvorrichtung umfasst beispielsweise ein Austragsorgan und eine Materialfördereinrichtung. Dabei kann es sich beispielsweise um ein

Materialaustragsrohr mit Anschluss einer

Sperrgaszufuhrleitung, und beispielsweise um einen Zellenradförderer handeln.

Im Fall eines MIDREX®-Verfahrens steht die

Materialfördereinrichtung unter einem im Vergleich zum Reduktionsschacht geringerem oder keinem Überdruck im Vergleich zum Atmosphärendruck der Umgebung. Wie bereits in der Einleitung beschrieben, wird eine entsprechende Materialfördereinrichtung bei einem MIDREX®-Verfahren meist Produktaustragskammer

beziehungsweise Product Discharge Chamber PDC genannt. Ein Austragsorgan wird im Zusammenhang mit MIDREX®- Verfahren oft dynamic seal leg - siehe WO2008123962 - oder dynamische Gassperre genannt.

Die Ventgasableitung kann beispielsweise von der PDC ausgehen .

Die Ventgasableitung mündet in eine

NaßentstaubungsVorrichtung . Die Anmeldung richtet sich also auf eine

Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst

- ein Reduktionsaggregat (1) mit einer

Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat,

- eine Produktaustragsvorrichtung (3) ,

- eine in die Produktaustragsvorrichtung (3) mündende Sperrgaszufuhrleitung (4),

- eine von der Produktaustragsvorrichtung ausgehende Ventgasableitung (5) , sowie optional zumindest ein Mitglied aus der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern a,b,c a)

- einen Reformer (8) zur Herstellung von Reduktionsgas durch katalytische Reformierung von gasförmigen

Kohlenwasserstoffen, von dem die Reduktionsgaszuführung (2) ausgeht,

- eine Reformerbrenngaszufuhrleitung (9) zur Zufuhr von Reformerbrenngas zu einem Brennraum (12) desReformers (8) , b)

- einen Reduktionsgasofen (10) in der

Reduktionsgaszuführung (2), in den eine

Ofenbrenngaszuführung (11) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventgasableitung (5) in eine

Nassentstaubungsvorrichtung (6) mündet, von der zumindest eine Ausleitvorrichtung (7) zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas in zumindest ein Mitglied aus der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern d,e,f d)

- die Reformerbrenngaszufuhrleitung (9) und/oder

- den Brennraum des Reformers (8) e)

- die Ofenbrenngaszuführung (11) f)

die Reduktionsgaszuführung (2) zur Zuführung von

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat ausgeht.

Vorzugsweise umfassen die erfindungsgemäßen

Vorrichtungen zumindest eine Regelvorrichtung zur Zugabe von entstaubtem Ventgas in

Refomerbrenngaszufuhrleitung und/oder

Brennraum des Reformers und/oder

Ofenbrenngas Zuführung und/oder

Reduktionsgaszuführung, bevorzugt in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und/oder dem Fluss des entstaubten Ventgases. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der folgenden schematischen beispielhaften

Figuren wird die vorliegende Erfindung anhand von

Ausführungsformen erläutert.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der eine katalytische Reformierung beispielsweise ä la MIDREX® durchgeführt wird .

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der Reduktionsgas aus einer Kohlevergasungsanlage oder aus eine COREX®-Teil einer COREX®-DR-Anlage stammt.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Vorrichtung

Beschreibung der Ausführungsformen

Figur 1 zeigt schematisch einige Aspekte einer

Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie umfasst ein Reduktionsaggregat 1 mit einer Reduktionsgaszuführung 2, durch die heißes

Reduktionsgas in das Reduktionsaggregat 1 geleitet wird. Auf die Darstellung der Einbringung von

metalloxid-hältigen Einsatzstoffen als Rohmaterial in das Reduktionsaggregat wurde zur besseren

Übersichtlichkeit verzichtet. Vom Reduktionsaggregat 1 geht eine Produktaustragsvorrichtung 3 aus, mit der das Produkt der Direktreduktion aus dem Reduktionsaggregat 1 ausgetragen wird. In die Produktaustragsvorrichtung 3 mündet eine Sperrgaszufuhrleitung 4, durch die Sperrgas in die Produktaustragsvorrichtung eingeleitet wird, um sie mit Sperrgas zu spülen. Von der

Produktaustragsvorrichtung 3 geht eine Ventgasableitung 5 aus; dargestellt mit gezacktem Pfeil. Ventgas aus der Produktaustragsvorrichtung 3 wird durch die

Ventgasableitung 5 ausgeführt. Wenn die

Produktaustragsvorrichtung beispielsweise ein

Austragsorgan und eine Materialfördervorrichtung umfasst - was hier nicht extra dargestellt ist - kann in das Austragsorgan Sperrgas eingeführt werden, welches zum Teil in die Materialfördervorrichtung strömt und aus dieser als Ventgas ausgeführt werden. Die Materialfördereinrichtung könnte beispielsweise ein Zellenradförderer sein oder ein Wischerarm - Englisch wiper bar. Ausgetragenes Produkt ist durch einen eckigen Pfeil angedeutet. Die Ventgasableitung 5 mündet in eine Nassentstaubungsvorrichtung 6, in der das

Ventgas entstaubt wird. Von der

Nassentstaubungsvorrichtung 6 geht eine

Ausleitvorrichtung 7 zum Ausleiten von entstaubtem Ventgas aus. Wo die Ausleitvorrichtung 7 hineinmünden kann, ist in den folgenden Figuren näher erläutert.

Figur 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, in der ein Reformer 8 zur Herstellung von Reduktionsgas durch katalytische Reformierung von Erdgas vorhanden ist, beispielsweise gemäß MIDREX®-Verfahren . Von diesem geht die Reduktionsgaszufuhrleitung 2 aus. Reformerbrenngas wird über die Reformerbrenngaszufuhrleitung 9 dem

Brennraum 12 des Reformers 8 bereitgestellt. Auf die Darstellung der Zufuhr von Erdgas zum Reformer 8 wird zur besseren Übersichtlichkeit verzichtet. Auf bereits anhand Figur 1 erläuterte Teile wird nicht eingegangen. Die Ausleitvorrichtung 7 mündet in die

Reformerbrenngaszufuhrleitung 9 und den Brennraum 12 des Reformers 8. Entstaubtes Ventgas kann dadurch in den Brennraum 12 des Reformers 8 eingebracht werden oder dem Reformerbrenngas zugemischt werden, um als Energiequelle bei der Verbrennung bei der Herstellung des Reduktionsgases durch katalytische Reformierung zu dienen . Figur 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung, in der ein Reduktionsgasofen 10 in der Reduktionsgaszuführung 2 vorhanden ist. Das Reduktionsgas kann beispielsweise aus einer Kohlevergasungsanlage oder aus einem COREX®- Teil einer COREX®-DR-Anlage stammen. Ofenbrenngas wird über die Ofenbrenngaszuführung 11 bereitgestellt. Auf bereits anhand Figur 1 erläuterte Teile wird nicht eingegangen. Die Ausleitvorrichtung 7 mündet in die Ofenbrenngaszuführung 11. Entstaubtes Ventgas kann dadurch als Komponente des Ofenbrenngases bei einer Verbrennung zur Aufheizung des Reduktionsgases genutzt werden .

Figur 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung, in der die Ausleitvorrichtung 7 in die Reduktionsgaszuführung 2 mündet. Entstaubtes Ventgas kann dadurch als Komponente des Reduktionsgases, das in das Reduktionsaggregat 1 eingebracht wird, dienen. Die Reduktionsgaszuführung kann beispielsweise wie in Figur 2 von einem Reformer ausgehen - die Zuleitung des entstaubten Ventgases erfolgt also nicht vor dem Reformer, in ein zu

reformierendes Gas hinein, sondern sie erfolgt nach dem Reformer in das Produktgas der Reformierung hinein. Das Gemisch des Produktgases mit dem entstaubten Ventgas bildet in Figur 4 also das aus diesen beiden Komponenten bestehende Reduktionsgas. Die

Reduktionsgaszuführung kann auch wie in Figur 3 angegeben eine Kohlevergasungsanlage oder der COREX®- Teil einer COREX®-DR-Anlage als Quelle für andere

Komponenten des Reduktionsgases dienen.

Selbstverständlich kann in der Reduktionsgaszuführung auch eine C02 Entfernungsanlage vorhanden sein, um vor Einleitung in das Reduktionsaggregat noch den C02- Gehalt zu vermindern.

In allen Figuren kann eine

Regelvorrichtung zur Zugabe von entstaubtem Ventgas in

Refomerbrenngaszufuhrleitung und/oder

Brennraum des Reformers,

oder Ofenbrenngas Zuführung,

oder Reduktionsgaszuführung, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und/oder dem Fluss des entstaubten Ventgases vorhanden sein, was zur besseren Übersichtlichkeit jedoch nicht extra

dargestellt ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den

Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung umfasst die gesamte Offenbarung der WO08123962, US4188022, WO2011012448, WO2011012452.

Liste der Anführungen

Patent literatur

WO2011012452

WO08123962

US4188022

WO2011012448

Bezugszeichenliste

1 Reduktionsaggregat

2 Reduktionsgas Zuführung

3 ProduktaustragsVorrichtung

4 Sperrgas zufuhrleitung

5 Ventgasableitung

6 NassentstaubungsVorrichtung

7 AusleitVorrichtung

8 Reformer

9 Reformerbrenngas zufuhrleitung

10 Reduktionsgasofen

11 Ofenbrenngas Zuführung

12 Brennraum