165999. lajstromszámú szabadalom • Eljárás redukáló gáz előállítására nagyolvasztóhoz
3 165999 4 a két gáz keverékének bizonyos parciális nyomású értékeinél a redukáló gáz teljes mennyisége változatlanul halad keresztül a nagyolvasztón. Az említett nagyolvasztó torkánál ezért kismértékű hasznosítás esetén nagymennyiségű H2 és C02 van jelen, amely nem vett részt a reakcióban és amelyet nem lehet könnyen hasznosítani. A redukáló gáz előállítása például metánból mint nyersanyagból kiindulva lényegében a következő eljárások szerint valósítható meg: — gőz reformálás -tökéletlen elégetés — szakaszos hőbontás Az említett eljárások közül csak az első kettő vezetett eredményre. A gőz reformálási eljárás jelenleg a leggazdaságosabb eljárás hidrogénnek CH4 -ből vagy könnyű benzinből való előállítására. Az, hogy a redukáló gáz kb. 1000 C°-on szükséges csökkentett C02 és H2 0 tartalommal, az előállítás folyamatát — mint ismeretes — nem kevésbé bonyolulttá és nehézzé teszi. Az oxigénnel való tökéletlen elégetési eljárás különösen alkalmas a nehéz folyékony tüzelőanyagok gázosítására. Az üzemi hőmérséklet általában az 1200-1400 C°-ig terjedő tartományban van és az előállított gázt kismértékű hűtés után közvetlenül be lehet vezetni a nagyolvasztóba még akkor is, ha a nem elhanyagolható H20ésC0 2 tartalma csökkenti a kihozatali. Az említett eljárás hátrányai a létrehozott gáz nem jó összetételén kívül az oxigénfogyasztás, amely lényegesen befolyásolja a redukáló gáz költségét. Például metánnak CO-vá való oxidációja kismértékben exoterm, de a fejlődő hő nem elegendő ahhoz, hogy az égéstermékeket a kívánt hőfokra hozza, ezt csak úgy lehet elérni, hogy a metán egy részét C02 - és H 2 0-vá égetik el. A reakcióban résztvevő közegek nagyfokú előmelegítése lehetővé tesz a CH4 teljesen elégetett részének a csökkentését. A C02 + H 2 0 tartalom kb. 7% vagy annál nagyobb. Az említett H2 OC0 2 tartalom, mint említettük, annak köszönhető, hogy a tökéletlen elégetés termékeit a kívánt hőmérsékletre kellett hozni, továbbá a hőveszteségnek és a tüzelőanyagnak a koromképződéssel járó lehetséges endoterm reakciójának köszönhető. Mindez a teljesen elégetendő tüzelőanyag mennyiségének a növekedését és ezért a redukáló gázban a H2 OC0 2 tartalom növekedését jelenti. Az oxigénnel való tökéletlen elégetési eljárásokhoz ki kell hangsúlyozni azt a tényt, hogy a nagy hőmérsékleteken való üzemelés szükségessége szükségszerűen olyan H2 OC0 2 koncentrációkat hoz magával, hogy az említett gázok kihasználási foka a nagyolvasztóban végbemenő folyamatban csökken. Az említett koncentráció lényegesen csökkenthető, ha a tüzelőanyag és az égést tápláló közeg előmelegítését olyan szintre hozzák, hogy a teljesen elégetett tüzelőanyag mennyisége csökken. A tüzelőanyag előmelegítésének felső stabilitási határa van, amely metán esetén 600 C°. Az égést tápláló anyag számára is van ilyen határ, amely abban az esetben, ha oxigént hasz-5 nálnak, a fémeknek az oxidációval szemben tanúsított ellenállása miatt nem lehet nagyobb mint 400-500 C°. Találmányunk tárgya egy új tökéletlen elégetési eljárás, amellyel kiváló kohászati tulajdonságú re-10 dukáló gázt lehet előállítani anélkül, hogy szükségszerűen oxigén használatát igényelné. A találmány tárgya eljárás redukáló gáz előállítására nagyolvasztók számára, mely szénhidrogének 15 (mint pl. metán, feldolgozatlan kőolaj, tüzelőolaj és hasonlók) tökéletlen oxidációjának hagyományos folyamatából áll, lehetővé teszi az égés táplálójaként levegő vagy esetleg oxigénnel dúsított levegő használatát, továbbá lehetővé teszi, hogy a meg-20 felelő előmelegítő közeggel és/vagy az égéstápláló közeg előmelegítési szintjével egy igen jó minőségű, nagyolvasztók számára szolgáló redukáló gázt kapjunk, amelynek az összes C02 +H 2 0 tartalma a gázban jelenlevő hidrogén és szénmonoxidhoz vi-25 szonyítva kevesebb mint 5 térfogat% és bármely esetben kisebb, mint ami az oxigénnel való részleges elégetés hagyományos eljárásával elérhető és ezért a nagyolvasztóban igen jó a hasznosítási foka. 30 A találmány szerinti eljárásnál előnyösen alkalmazhatjuk az előmelegítő levegőnek a nagyolvasztókra jellemző előmelegítésének technikáját (a nagyolvasztókhoz a levegőt 1200-1300 C°-ra vagy 35 még magasabb hőmérsékletekre melegítik fel Cowper regenerátorokban) az égéstápláló közegnek, előnyösen levegőnek a tökéletlen égetést végző kemencék hőfokához közel álló hőmérsékletekig való előmelegítésére. 40 Az említett módon létrehozott redukáló gázban a H2 OC0 2 tartalom igen kis értékekre csökken még akkor is, ha az égető közeg levegő. Nyilvánvaló, hogy más előmelegítő rendszereket is lehet alkalmazni, a találmány szerinti eljárással 45 elért előmelegítési hőmérsékletek szintje azonban mindig ugyanaz. Ebben a vonatkozásban ki kell emelni azt a tényt, hogy az elégető kemencének a találmányunk 50 szerinti, vagy egy másik rendszernek a sajátos előmelegítő rendszere által lehetővé tett hőfokhoz közeli hőfokra való előmelegítése magával hozza, illetve egyidejűleg lehetővé teszi a levegő használatát, mivel a semleges N2 jelenléte nem befolyá-55 solja, vagy csak szélsőséges esetben befolyásolja a reaktor hőtani egyensúlyát és így a C02 + H 2 0 tartalmat, így el lehet kerülni az oxigén használatával kapcsolatos hátrányokat. A jelen találmány szerint meglepő módon ki lehet küszöbölni a 60 nagyolvasztóba bevezetendő gáz előállítására szolgáló tökéletlen elégetési eljárás két igen nagy hátrányát, éspedig a túl nagy C02 +H 2 0 tartalmat a redukáló gázban és az oxigén fogyasztást. Ezáltal eljárásunk gazdaságosabb az ismert többi eljáráshoz 65 viszonyítva. 2
