FRIEDEN ROMAIN (LU)
SOLVI MARC (LU)
HANSMANN THOMAS (DE)
FRIEDEN ROMAIN (LU)
SOLVI MARC (LU)
DE552837C | 1932-06-18 | |||
US3650830A | 1972-03-21 | |||
US2089782A | 1937-08-10 | |||
GB597530A | 1948-01-28 | |||
US3756804A | 1973-09-04 | |||
DE3841835C1 | 1989-11-02 | |||
US4326883A | 1982-04-27 |
1. | Verfahren zur thermischen Behandlung ölund eisenoxidhaltiger Reststoffe in einem Etagenofen, welcher mehrere übereinanderliegende Etagen aufweist wobei die ölund eisenoxidhaltigen Reststoffe mit einem festen Reduktionsmittel vermischt werden und kontinuierlich in den Etagenofen eingebracht werden und auf die oberste Etage aufgetragen und nach und nach auf die unteren Etagen transferiert werden, wobei die ölund eisenoxidhaltigen Reststoffe auf den obersten Etagen getrocknet werden, anschließend das Ol verdampft und pyrolisiert wird und die Reduktionsmittel mit den Eisenoxiden reagiert, um direkt reduziertes Eisen zu bilden, wobei das direkt reduzierte Eisen zusammen mit Rückständen von Reduktionsmitteln im Bereich der untersten Etage des Etagenofens ausgetragen wird. |
2. | Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierte Eisen nach dem Austrag aus dem Etagenofen auf unter 700°C abgekühtt wird und anschließend durch einen Magnetabscheider von den Rückständen des Reduktionsmittels getrennt wird. |
3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das direkt reduzierte Eisen nach dem Austrag aus dem Etagenofen im heißen Zustand durch Klassierung von den Rückständen des Reduktionsmittels getrennt wird. |
4. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierte Eisen zu Briketts weiterverarbeitet wird. |
5. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das direkt reduzierte Eisen mit oder ohne Rückstände eingeschmolzen wird. |
6. | Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß eventuell unverbrauchte Reduktionsmittel von den Rückständen nach dem Austragen aus dem Etagenofen getrennt werden. |
7. | Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstände des Reduktionsmittels in einem Vergasungsreaktor verbrannt werden wobei die aschebildenden Bestandteile als flüssige Schlacke abgeschieden werden und das gebildete Rohgas im Etagenofen als Verbrennungsoder Reduktionsgas dem Etagenofen zugeführt wird. |
8. | Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel in fester, flüssiger Form und/oder aber gasförmig in den Etagenofen eingebracht werden kann. |
9. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Reduktionsmittel auf verschiedene Etagen des Etagenofens eingebracht werden können. |
10. | Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß grobkörniges Reduktionsmittel weiter oben und feinkörniges Reduktionsmittel weiter unten in den Etagenofen eingebracht werden kann. |
11. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Überschuß an Reduktionsmittel in den Etagenofen eingebracht wird. |
12. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sauerstoffhaltige Gase gezielt auf verschiedene Etagen eingeblasen werden. |
13. | Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoffhaltigen Gase, eine Temperatur von mindestens 250°C haben. |
14. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß auf den untersten Etagen des Etagenofens gasförmige Reduktionsmittel eingeblasen werden. |
15. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Etagen des Ofens, direkt oder indirekt aufgeheizt werden. |
16. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder mehreren Etagen Gase aus dem Etagenofen abgesaugt werden. |
17. | Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionspotential der abgesaugten Gase erhöht wird und die Gase anschließend in den Etagenofen eingebracht werden. |
18. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb einer bestimmten Etage Gase aus dem Etagenofen abgesaugt werden. |
19. | Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionspotential der abgesaugten Gase erhöht wird und die Gase anschließend in den Etagenofen eingebracht werden. |
20. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß schwermetallund eisenoxidhaltiger Staub oder Schlamm auf eine Etage in den Ofen eingebracht werden, dort reduziert werden und die Schwermetalle sich verflüchtigen. |
21. | Verfahren nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, daß die schwermetallhaltigen Gase, separat auf der Etage abgesaugt werden, wo sie entstehen. |
22. | Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren unter Überdruck ausgeführt wird. |
23. | Verwendung eines Etagenofens zum Herstellen von Eisen gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. |
24. | Verwendung eines Etagenofens zur Behandlung ölund eisenoxidhaltiger Reststoffe gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22. |
Schlämmen aus Stahlwalzwerken.
In den Walzwerken der Stahlindustrie fallen große Mengen an eisenoxidhaltigen Schlämmen an, die bei der Reinigung des Kühlwassers aus den Strangußanlagen oder Walzstraßen anfallen. In Abhängigkeit von der Granulometrie der Eisenbestandteile sind diese Schlämme mit Öl bzw.
Fettrückständen kontaminiert. Der Öl bzw. der Fettgehalt nimmt dabei zu, je feiner die Granulometrie der Bestandteile wird. Als besonders ölhaltig erweist sich dabei die Feinstfraktion (< 40m) die um die 14% Öl enthalten kann.
Aufgrund des hohen Ölgehalts ist eine Rückführung dieser Schlamm in den existierenden Produktionsweg schwer möglich. So wurde versucht diese Schlämme in Sinteranlagen zu verwerten. Es wurden jedoch bei der Verbrennung dieser Schlämme derart hohe Dioxinkonzentrationen gemessen daß diese Art der Behandlung weder ökonomisch noch ökologisch ist. Diese Schlämme werden deshalb in künstlichen Seen abgelagert und stellen so eine potentielle Gefahr für die Umwelt dar, weil Öl und andere Rückstände ins Grundwasser gelangen können.
Typische Zusammensetzungen dieser Schlämme werden in der folgenden Tabelle gezeigt : Tabelle 1 Fe (%) Oi (%) H20 (%) Walzwerkschlämme 50-70 2-14 30-40 Unter"01"versteht man in diesem Zusammenhang hauptsächlich Schmierstoffe und Fette die beim Walzen von Stahl gebraucht werden. Es sind
demnach hauptsachlich Kohlenwasserstoffe die verschiedene Additive wie sie in bei den Schmierstoffen üblich sind, enthalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, ein Verfahren zur thermischen Behandlung solcher öl-und eisenoxidhaltiger Reststoffe vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur thermischen Behandlung öl-und eisenoxidhaltiger Reststoffe in einem Etagenofen, welcher mehrere übereinanderliegende Etagen aufweist wobei die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe mit einem festen Reduktionsmittel vermischt werden und kontinuierlich in den Etagenofen eingebracht werden und auf die oberste Etage aufgetragen und nach und nach auf die unteren Etagen transferiert werden, wobei die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe auf den obersten Etagen getrocknet werden, anschließend das OI verdampft und pyrolisiert wird und die Reduktionsmittel mit den Eisenoxiden reagiert, um direkt reduziertes Eisen zu bilden, wobei das direkt reduzierte Eisen zusammen mit Rückständen von Reduktionsmitteln im Bereich der untersten Etage des Etagenofens ausgetragen wird.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß aus wesentlichen Bestandteilen der öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe Wertstoffe hergestellt werden. Der Eisenanteil kann nach durchlaufen des Prozesses in den Produktionsablauf des Stahlwerkes zurückgeführt werden, das 01 wird pyrolisiert und die entstanden Pyrolysegase werden verbrannt. Somit trägt das 01 dazu bei, die nötige Prozesswärme zu erzeugen. Übrig bleiben eventuell Aschen, die im wesentlichen aus Inertstoffen wie Si02, AI203, MgO,... und eventuell aus einem Überschuß an Reduktionsmitteln bestehen In diesem Verfahren können schlammförmige, öl-und eisenoxidhaltige Reststoffe aufgegeben werden wobei durch eine gezielte Prozeßführung und durch dauerndes Umwälzen ein Zusammenbacken der Partiel vermieden wird.
Unabhängig von der Konsistenz des Eingangsmaterials liefert der Prozeß ein feinkörniges Endprodukt.
Dies ist von besonderem Vorteil, wenn aschebildende Reduktionsmittel
eingesetzt werden. Da das feste Endprodukt feinkörnig, ist die Trennung. der Asche vom Eisen leicht durchführbar. Diese Abtrennung kann z. B. im heißen Zustand über Klassierung erfolgen.
Nach einer Abkühlung unter 700°C ist es andererseits möglich, das reduzierte Eisen über Magnetabscheider von der Asche und überschüssigem Reduktionsmittel zu trennen. Die Qualität des so gewonnenen direkt reduzierten Eisens ist nahezu unabhängig von der Menge der Rückstände des Reduktionsmittels.
Das gewonnene Eisen kann anschließend zu Briketts verarbeitet werden oder direkt in einen Einschmelzofen (Elektroofen usw.) eingebracht und weiterverarbeitet werden.
Die anfallende Rückstände des Reduktionsmittels können, falls gewünscht, mit den eventuell darin enthaltenen unverbrauchten Reduktionsmitteln in einem gesonderten Vergasungsreaktor verwertet werden, wobei die aschebildenden Bestandteile vorteilhaft als flüssige Schlacke abgeschieden werden und das gebildete Rohgas im Etagenofen als Verbrennungs-oder Reduktionsgas genutzt wird. Man kann demnach auch ein preiswerteres Reduktionsmittel, das einen relativ hohen Aschegehalt aufweist, benutzen und/oder mit einem relativ hohen Überschuß an Reduktionsmittel arbeiten, was die Agglomeration der Reststoffe verhindert.
Im Fall, in dem mit einem Überschuß an Reduktionsmitteln gearbeitet wird, ist es vorteilhaft, die Rückstände aufzubereiten, um die unverbrauchten Reduktionsmittel abzutrennen und wieder zu verwenden. Dies kann z. B. durch Sieben der Rückstände erfolgen, wenn die unverbrauchten Reduktionsmittel in ausreichend grober Form vorliegen. Die unverbrauchten Reduktionsmittel können direkt in den Etagenofen eingebracht werden.
Ein Teil des benötigten Reduktionsmittels kann aber auch auf eine oder mehrere Etagen, die weiter unter im Ofen angebracht sind, aufgetragen werden.
So besteht die Möglichkeit, daß grobkörnige Reduktionsmittel (1-3 mm) weiter oben in den Etagenofen eingebracht werden und feinkörnige Reduktionsmittel (< 1 mm) weiter unten zugegeben werden. Dadurch wird ein Austragen von Staub mit den Abgasen weitgehend vermieden und der Ablauf der Reaktion durch die weiter unten eingebrachten feinen Reduktionsmittelpartikel beschleunigt.
Durch das Chargieren von gröberen Partikeln wird der Verbrauch an Reduktionsmittel verringert, denn in den oberen Etagen auf denen eine oxidative Atmosphäre vorherrscht werden die kleinen Partikel schnell durch Reaktion mit H20 und CO2 aus dem Abgas verbraucht. Durch gezieltes Zugeben von Reduktionsmitteln in den unteren Etagen des Ofens können die Reduktionsgase im Ofen auf eine optimale Konzentration eingestellt werden wodurch ein besserer Metallisierungsgrad erreicht werden kann.
Der Prozeßraum ist in verschiedene Zonen unterteilt, die Feststoffe bewegen sich kontinuierlich von oben nach unten und die Gase werden von unten nach oben durch den Ofen geleitet. Durch die Unterteilung des Prozeßraums in verschiedene Zonen kann man die Prozeßbedingungen in den verschiedenen Zonen oder sogar pro Etage messen und gegebenenfalls gezielt beeinflussen.
Die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe werden kontinuierlich von Rechen, die auf jeder Etage des Ofens angebracht sind, umgewälzt und nach und nach auf die darunterliegende Etage befördert.
Durch das dauernde Umwälzen wird ein Zusammenbacken der Reduktionsmittel und der öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe verhindert. Die Umwälzgeschwindigkeit hängt von vielen Faktoren wie z. B. der Geometrie der Rechen, der Dicke der Schichten usw. ab. Die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe, die Reduktionsmittel und das eventuell vorhandene, reduzierte Eisen auf den Etagen sollte mindestens einmal pro ein bis drei Minuten umgewälzt werden, wodurch eine Agglomeration weitgehend verhindert wird.
Es besteht die Möglichkeit, sauerstoffhaltige Gase gezielt auf der Etage einzublasen, wo der Wärmebedarf durch Verbrennen der überschüssigen Prozeßgase abgedeckt werden muß.
Dabei ist es vorteilhaft, sauerstoffhaltige Gase zu verwenden, die eine Temperatur von mindestens 250°C haben.
Auf den untersten Etagen des Etagenofens kann zusätzlich ein gasförmiges Reduktionsmittel eingeblasen werden. Hierdurch wird eine voliständigere Reduzierung der Oxide erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden eine oder mehrere Etagen im Ofen mittels Brenner aufgeheizt.
Um die Konzentration an Reduktionsgasen im unteren Teil des Ofens nicht durch Rauchgase der Beheizung zu vermindern, kann hier auch indirekt d. h. durch eine Strahlungsbeheizung Energie zugeführt werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung werden an einer oder mehreren Etagen Gase aus dem Etagenofen abgesaugt. Diese heißen Gase können anschließend entweder durch einen C02-Wäscher geleitet werden, um die Gasmenge zu verringern und das Reduktionspotential des Gases zu erhöhen, oder aber durch einen zusätzlichen Reaktor geleitet werden, in dem sich Kohlenstoff befindet, so daß das in den heißen Gasen enthaltene Kohlendioxyd mit dem Kohlenstoff reagiert um Kohlenmonoxid zu bilden gemäß dem Boudoirschen Gleichgewicht und dadurch das Reduktionspotential des Gases erhöht wird. Die an Kohlenmonoxid angereicherten Gase werden anschließend zurück in den Etagenofen geleitet.
Additive werden, falls nötig, auf eine oder mehrere Etagen in unteren Bereich in den Ofen eingegeben.
In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, auf einer Etage, die oberhalb der Etage liegt, auf der Additive eingebracht werden, Gase abzusaugen.
Unterhalb einer bestimmten Etage werden, gemäß einer bevorzugten Ausführung, Gase aus dem Etagenofen abgesaugt und anschließend oberhalb dieser Etage wieder in den Ofen eingeblasen.
Auf diese Etage können kohlenstoff-und schwermetallhaltige Eisenoxidstäube oder-schlämme in den Ofen eingebracht werden. Sobald sie eine gewisse Temperatur erreicht haben (ungefähr 900°C) beginnen die Schwermetalloxide
mit den Reduktionsmitteln zu reagieren, wobei sich Schwermetalle bilden die sich verflüchtigen und zusammen mit den Abgasen aus dem Etagenofen ausgetragen werden.
Die Schwermetalle werden vorteilhaft auf den Etagen wo sie gebildet werden, abgesaugt und getrennt von den übrigen Abgasen behandelt.
Die Abgase werden anschließend z. B. in einer Nachbrennkammer oxidiert wobei die Schwermetalle zu Schwermetalloxiden umgewandelt werden welche dann in einer Filtereinrichtung von den Abgasen getrennt werden können.
Typische Zusammensetzungen von schwermetallhaltigen Stäuben und Schlämmen aus Elektro-bzw. Konverterstahlwerken sind in der folgenden Tabelle gezeigt.
Tabelle 2 Fe (%) Zn (%) Pb (%) C (%) H20 (%) Stäube20-3020-35iFTo12 Schlämme 20-30 2-8 1 5 30-40 Zu einer weiteren Erhöhung der Produktivität kann der Etagenofen unter einem bestimmten Überdruck gefahren werden. Dies ist im Gegensatz zu einem Drehofen, der über Wassertassen mit einem Durchmesser von zirka 50 m abgedichtet ist, bei einem Etagenofen, der nur kleine Abdichtungen an der Antriebswelle hat, sehr einfach zu realisieren. In einem solchen Fall müssen Druckschleusen für die Eingabe und die Ausfuhr von Material vorgesehen werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines Etagenofens zur thermischen Behandlung öl-und eisenoxidhaltiger Reststoffe.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Figur beschrieben. Es zeigt :
Fig. l : einen Schnitt durch einen Etagenofen zur thermischen Behandlung öl- und eisenoxidhaltiger Reststoffe.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Etagenofen 10, der mehrere-in diesem Fall zwölf-übereinander liegende Etagen 12 aufweist. Diese freitragenden Etagen 12, sowie der Mantel 14, Deckel 16 und der Boden 18 des Ofens 10 sind aus feuerfestem Material. lm Deckel 16 des Ofens 10 ist ein Abzug 20 vorgesehen, durch den die Gase aus dem Ofen evakuiert werden können und eine Öffnung 22, durch die ein Gemisch aus öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe und Reduktionsmitteln auf die oberste Etage aufgetragen werden kann.
In der Mitte des Ofens ist eine Welle 24 angebracht, an der Rechen 26 befestigt sind, die über die jeweiligen Etagen ragen.
Die Rechen 26 sind so ausgelegt, daß sie das Material auf einer Etage von außen nach innen und dann auf der darunterliegenden Etage von innen nach außen wälzen, um so das Material von oben nach unten durch den Ofen 10 zu transportieren.
Die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe werden außerhalb des Ofens 10 mit festen Reduktionsmitteln wie z. B. Braunkohlekoks, Petrolkoks, oder Kohle vermischt und anschließend wird das Gemisch aus öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffen und Reduktionsmittel auf die oberste Etage aufgetragen. Wegen der zähflüssigen, klebrigen Konsistenz des Gemischs wird es mittels Pumpen (nicht dargestellt) in den Etagenofen eingebracht.
Die öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe können eventuell außerhalb des Ofens vorgetrocknet werden bevor oder nachdem sie mit den festen Reduktionsmitteln vermischt werden.
Nachdem das Gemisch aus öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffen und Reduktionsmitteln auf die erste Etage des Ofens 10 aufgetragen ist, wird es von den Rechen 26 umgewälzt und zum Rand der Etage befördert, von wo es durch mehrere hierfür vorgesehene Öffnungen 28 auf die darunterliegende Etage fällt. Von dort werden die mit Reduktionsmitteln vermischten öl-und
eisenoxidhaltigen Reststoffe zur Mitte der Etage befördert und fallen dann auf die darunterliegende Etage. Während des Transports werden die öl--und eisenoxidhaltige Reststoffe sowie die Reduktionsmittel nach und nach erhitzt.
Die Welle 24 und die Rechen 26 sind luftgekühlt und an den Rechen sind Öffnungen vorgesehen, durch die Luft in das Innere des Ofens strömen kann und dort zur Nachverbrennung genutzt werden kann.
Während dieser Zeit werden den mit Reduktionsmitteln vermischten öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe, durch den Kontakt mit der Etage 12 und den aufsteigenden warmen Gasen, Feuchtigkeit entzogen. Die obersten Etagen des Ofens 10 gehören somit zu der Trocknungs-und Vorwärmezone. Nachdem der größte Teil des Wassers verdunstet ist, beginnt sich das Öl bzw. die Kohlenwasserstoffe zu verflüchtigen und wird mit den heißen, aufsteigenden Gasen mitgerissen. Durch die hohen Temperaturen und durch die Gegenwart von Sauerstoff verbrennen im oberen Teil des Ofens ein Teil des Öls und eventuell auch ein Teil der eingebrachten Reduktionsmittel. Der beim Verbrennen entstandene Kohlendioxid, reagiert wiederum mit dem im Überschu ß vorhandenen Kohlenstoff der Reduktionsmittel und wird in Kohlenmonoxid umgewandelt. Dieses Kohlenmonoxid reagiert mit den eisenoxidhaltigen Reststoffen und reduziert das Eisenoxid zu Eisen.
In den Seitenwänden des Ofens 10 ist-normalerweise im oberen Drittel- mindestens eine Einlaßöffnung 30 angebracht, durch die noch zusätzliche Reduktionsmittel in den Ofen eingetragen werden können. Diese Reduktionsmittel können sowohl gasförmig als auch in flüssiger oder fester Form vorliegen. Bei diesen zusätzlichen Reduktionsmitteln handelt es sich beispielsweise um Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Erdgas, Erdöl und Erdölderivate, oder um feste Kohlenstoffträger wie z. B. um Braunkohlekoks, Petrolkoks, Hochofenstaub, Kohle, o. a..
Das Reduktionsmittel, in diesem Fall Kohle, das auf eine weiter unten im Ofen 10 liegenden Etage eingebracht wird, wird dort durch die Rechen 26 mit den erhitzten öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffen vermischt. Durch die hohe Temperatur und durch die Gegenwart von Kohlenmonoxid wird das in den öl-
und eisenoxidhaltigen Reststoffen enthaltene Eisenoxid während des Transportes durch den Etagenofen 10 nach und nach zu metallischem Eisen reduziert.
Durch die kontrollierte Eingabe von festen, flüssigen und gasförmigen Reduktionsmitteln und von sauerstoffhaltigen Gasen an verschiedenen Stellen des Etagenofens 10 und durch die Möglichkeit, überschüssige Gase an kritischen Stellen abzusaugen, ist es möglich, die Reduktion der öl-und eisenoxidhaltigen Reststoffe genau zu kontrollieren und das Verfahren unter optimalen Bedingungen durchzuführen.
In der Seitenwand sind Düsen 30 zum Einblasen von heißen (250°C bis 500°C) sauerstoffhaltigen Gasen vorgesehen, durch die man Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas in den Ofen 10 eingeben kann. Durch die hohen Temperaturen und durch die Gegenwart von Sauerstoff verbrennt ein Teil des Kohlenstoffs zu Kohlendioxid, der wiederum mit dem im Überschuß vorhandenen Kohlenstoff reagiert und zu Kohlenmonoxid umgewandelt wird.
Das Kohlenmonoxid reduziert schließlich die Oxide.
Da diese Reaktionen überwiegend endotherm sind ist es sinnvoll, im unteren Teil des Ofens Brenner 32 anzubringen, die eine gleichbleibend hohe Temperatur in den untersten Etagen des Ofens sicherstellen. Hier können Gas- oder Kohlenstaubbrenner eingesetzt werden.
Diese Brenner 32 können zur Vorheizung und/oder zum Zusatzheizen mit Gas oder Kohlenstaub mit Luft befeuert werden. Durch das Mengenverhältnis zwischen Sauerstoff und Brennmaterial kann ein zusätzliches Reduktionsgas erzeugt werden oder bei Luftüberschu ß wird ein Nachverbrennen der Prozeßgase erreicht. Im Falle einer Kohlenstaubfeuerung kann im Brenner ein Überschuß an Kohlenmonoxid erzeugt werden. Bei außenliegenden Brennkammern kann vermieden werden, daß die Asche der verbrannten Kohle in den Ofen gelangt und sich mit dem Eisen vermischt. Die Temperaturen in den Brennkammern werden so gewählt, daß die anfallende Schlacke flüssig abgezogen werden kann und in verglaster Form entsorgt werden kann. Durch die Erzeugung von Kohlenmonoxid wird der Verbrauch an festen
Kohlenstoffträgern im Ofen 10 reduziert und somit auch der Aschegehalt im fertigen Produkt.
In der letzten oder in den beiden letzten Etagen ist die Zugabe eines gasförmigen Reduktionsmittels, z. B. Kohlenmonoxid oder Wasserstoff durch spezielle Düsen 44, vorgesehen. In dieser Atmosphäre mit erhöhtem Reduktionspotential kann die Reduktion der Eisenoxide vervollständigt werden.
Anschließend wird das erzeugte Eisen durch den Auslaß 46 im Boden 18 des Ofens 10 zusammen mit der Asche ausgetragen.
Das am Auslaß 46 ausgetragene Eisen wird mit der Asche und gegebenenfalls noch weiterverwertbaren Reduktionsmitteln in einer Abkühivorrichtung 48 abgekühit. Anschließend wird das reduzierte Eisen über eine Magnetabscheidervorrichtung 50 von der Asche der Reduktionsmittel und gegebenenfalls noch weiterverwertbaren Reduktionsmitteln getrennt.
Weiterverwertbare Reduktionsmittel 52 werden dann in einer aussenliegenden Brennkammer 34 verbrannt. Die durch die Verbrennung der Reduktionsmittel entstandenen Gasen können wiederum in den Ofen 10 eingetragen werden, während die Rückstände der Reduktionsmittel über einen Auslaß als Asche oder flüssige Schlacke abgeführt werden.
Das Gasgemisch aus dem Ofen gelangt durch den Abzug 20 in einen Nachbrenner 54, wo die brennbaren Gase des Gasgemischs verbrannt werden.
Anschließend wird das Gasgemisch in eine mit einem Kühimedium beaufschlagten Abkühivorrichtung 56 eingetragen und abgekühit. Das abgekühlte Gasgemisch wird anschlie ßend mit Hilfe eines Zyklonfilters 58 gereinigt, bevor es nach außen abgeführt wird.
Dieser Ofen 10 erlaubt es, zusätzlich neben der Behandlung von öl-und eisenoxidhaltigen Abfällen, auch noch verschiedene Problemabfälle, wie z. B. kontaminierte eisenoxidhaltige Stäube zu verwerten.
So können eisenoxidhaltige Staube oder Schlämme aus Elektro-oder Konverterstahlwerken, die ja kaum Kohlenstoff enthalten, oder Staub aus der Abgasreinigung von Hochöfen, durch eine spezielle Öffnung 30 in den Ofen 10
eingebracht werden. Durch die kontrollierte Eingabe von festen, flüssigen und gasförmigen Reduktionsmitteln und von sauerstoffhaltigen Gasen an verschiedenen Stellen des Etagenofens 10 und durch die Möglichkeit, überschüssige Gase an kritischen Stellen abzusaugen, ist es möglich, die Reduktion der Reststoffe genau zu kontrollieren und das Verfahren unter optimalen Bedingungen durchzuführen.
Da diese eisenoxidhaltigen Stäube oder Schlämme oft durch Schwermetalloxide verseucht sind, kann man einen Großteil der Gase, die im Ofen nach oben strömen unterhalb der Etage, auf die die schwermetalloxidhaltigen Stäube oder Schlämme aufgetragen werden, durch einen Absaugstutzen 60 in der Seitenwand aus dem Ofen 10 absaugen und oberhalb dieser Etage durch einen Einlaß 62 wieder in den Ofen 10 einblasen.
Dadurch ist die auf den Etagen, auf die die schwermetalloxidhaltigen Stäube oder Schlämme eingebracht werden, vorhandene Gasmenge gering. Die Schwermetalloxide, die in den Stäuben oder Schlämme enthalten sind, werden nach ihrer Einbringung in den Ofen reduziert und verflüchtigen sich. Sie können dann in einer relativ geringen Gasmenge auf diesen Etage durch einen Auslaß 64 in der Seitenwand aus dem Ofen 10 abgesaugt werden.
Das geringe Volumen an Gas mit relativ hohem Gehalt an Schwermetallen kann dann getrennt gereinigt werden. Durch die geringen Abgasmengen ergeben sich auf den entsprechenden Etagen niedrige Gasgeschwindigkeiten und so wird wenig Staub mit diesem Abgas ausgetragen. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Schwermetailkonzentration im Abgas.
Die brennbaren Gase des abgezogenen Gasgemischs werden in einem Nachbrenner 66 verbrannt. Der restliche Teil des Gasgemischs wird in einer Abkühtvorrichtung 68 abgekühlt und anschließend mit Hilfe eines Zyklonfilters 70 gereinigt, bevor es nach außen gelangt.
Das in den Stäuben enthaltene Eisenoxid wird mit den eingegebenen öl-und eisenoxidhaltigen Abfälle zu Eisen reduziert.
Alle aufsteigenden Gase, inklusive der flüchtigen Bestandteile der Reduktionsmittel, können außerhalb des Etagenofens in der Trocknungsanlage für die schwermetall-und eisenoxidhaltigen Reststoffe und gegebenenfalls für die Reduktionsmittel komplett verbrannt werden und die Restwärme der Abgase des Ofens kann hierdurch optimal genutzt werden.