176773. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd és/vagy folyékony, szén- és/vagy szénhidrogéntartalmú közegeknek vasfürdős reaktorban történő folyamatos elgázosítására
3 176773 4 nek a jelentős erőhatásoknak, illetve az ezzel járó nagy mechanikai igénybevételnek a több méter hosszú fúvatólándzsák sajnos nem tudnak ellenállni. A másik jelentős hátránya a fúvatólándzsák alkalmazásának az, hogy a szükséges bemerülési mélység biztosítása egyúttal azt is jelenti, hogy a fúvatólándzsából kiáramló gázsugár a környezetében fekvő falazatot nagyon nagy mértékben igénybe veszi a létrehozott erőteljes olvadékáramlás következtében. Ha a fúvatólándzsák védelme érdekében a lándzsákat tűzálló védőréteggel borítjuk be, az az intenzív olvadékmozgás következtében fellépő nagy mechanikai igénybevétel következtében, valamint a salakkal történő reakcióbalépés és az erózió hatása következtében feladatát nem tudja ellátni. Intenzíven hűtött fúvatólándzsáknál, például vízhűtéssel ellátott lándzsák esetén, az a probléma lép fel, hogy a befúvatás a reaktortérből nagy mennyiségű hőt von el. Ezen túlmenően a lándzsáknak a salakrétegen történő átvezetése még azt is eredményezheti, hogy salaktáblák fagynak be a fúvatólándzsa környezetében. További hátrányt jelent végül az is, hogy a lándzsák gyors cseréje a gáztermelő eljárás megszakítása nélkül nem oldható meg, minthogy a vasfürdős reaktor kielégítő tömítését a káros hamislevegő beáramlással szemben a lándzsák cseréje során nem lehetett megoldani. Hamislevegő ellenőrizhetetlen mennyiségének beáramlása pedig a gázösszetétel megváltoztatásán kívül jelentős robbanásveszéllyel is jár. Az ismert eljárásoknál nehézséget okoz, hogy a salakháztartás kézbentartása meglehetősen nehéz, minthogy viszonylag nagy mennyiségű, kénben feldúsult salakot kell eltávolítani, és ezt a salakmennyiséget mész hozzáadásával kell pótolni. Ez a jelentős mennyiségű anyag mozgatását igénylő folyamat még azzal a hátránnyal is jár, hogy a salak eltávolítása, illetve új salakképző beadagolása során jelentős hőveszteség lép fel. A jelen találmánnyal olyan eljárás és berendezés kialakítása a célunk, amellyel az ismertetett hátrányok megszüntethetők, és amellyel lehetővé válik szilárd és/vagy folyékony szén- és/vagy szénhidrogén-tartalmú közegek vasfürdős reaktorban végzett folyamatos elgázosítása, és amely hosszú időn keresztül a folyamat megszakítása nélkül üzembiztosán működik. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a reakcióban részt vevő anyagokat, nevezetesen egyrészt a szén- és/vagy szénhidrogén-tartalmú közegeket, másrészt az oxigént vagy oxigént tartalmazó közegeket olyan fúvókákon át vezetjük a vasfürdős reaktorban levő fémolvadék felszíne alá, amelyek alulról nyúlnak be a fémolvadékba, és a falazatba vannak beépítve. A fenti megoldás azzal a meglepő eredménnyel jár, hogy a gáztermelési folyamat során a fémolvadék alá alulról bevezetett anyagokkal nem csupán a hosszú ideig történő biztonságos üzemelés oldható meg, hanem az előállított gáz tisztasága is fokozható. Találmányunk tárgya tehát egyrészt egy olyan eljárás, amellyel szilárd és/vagy folyékony, szén- és/vagy szénhidrogéntartalmú közegek vasfürdős reaktorban végzett folyamatos elgázosítása oldható meg, mégpedig oly módon, hogy a reakcióban részt vevő anyagokat egy vagy több, a vasfürdős reaktorban levő fémolvadék felülete alatt elhelyezett fúvókán át vezetjük be. Tárgya még találmányunknak a fenti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés is, amely egy vagy több, a vasfürdős reaktor tűzálló falazatában elhelyezett, koncentrikus csövekből álló fúvókákat tartalmaz. A találmány szerinti eljárás, illetve az eljárás során előállított gáz igen előnyösen alkalmazható redukáló gázként különböző metallurgiai folyamatokban, például vasérc redukciójánál. A találmány szerinti megoldással a vasfürdős reaktorokban végzett gáztermelés hosszú időn át zavarmentesen és folyamatosan végezhető, szemben a hagyományos eljárásokkal. Előnye még a találmány szerinti eljárásnak, hogy nem szükséges különleges tömítések és mozgást biztosító szerkezetek alkalmazása a befúvatást végző vezetékeknél, ami egyúttal azt jelenti, hogy az üzembiztonság nagymértékben növekszik, és emellett a hamislevegő beáramlásnál fennálló robbanásveszély is kiküszöbölhető. A találmány szerinti eljárással nagymértékben kéntelenített gáz állítható elő, amely mintegy 50—95% szénmonoxidot és 5—50% hidrogént tartalmaz. Általában az így előállított gázok szénmonoxid-tartalma 60— 80% és hidrogéntartalmuk 15—40%. A gázkeverék összetétele természetesen nagymértékben függ a bevezetett szén- és/vagy szénhidrogéntartalmú közegek minőségétől. Szénhidrogének bevezetése esetén a kinyert gáz hidrogéntartalma magasabb, mint a szenet tartalmazó gázok bevezetése esetén. Ha a szokásos szenet vezetjük be a reakciótérbe, általában 60—80% szénmonoxidot és 15—25% hidrogént tartalmazó gázkeveréket nyerünk. Ha barnaszenet alkalmazunk, az előállított gázkeverék hidrogéntartalma elméletileg akár nulla értékre is csökkenthető. Minthogy azonban a felhasznált védőközegek gáz alakú és/vagy folyékony szénhidrogének vagy szénhidrogéntartalmú közegek, a kapott gázkeverék általában 5%-nál nagyobb mennyiségben tartalmaz hidrogént. A találmány szerinti eljárás során bevezetésre kerülhet szenet tartalmazó közegként minden szokásos, a kereskedelemben elérhető szénfajta, például koksz is. Viszonylag tiszta, nagy fűtőértékű fajták, például az antracit vagy koksz, igen előnyösen és könnyen feldolgozhatok, minthogy a salakba kerülő kísérőanyagok csak kis mennyiségben vannak jelen, és különösebb intézkedéseket a vasfürdős reaktor hőegyensúlyának fenntartása érdekében nem kell foganatosítani. Természetesen működtethetők a találmány szerinti eljárással vasfürdős reaktorok kis fűtőértékű szenekkel, például barnaszénnel vagy duzzasztott barnaszénnel, esetleg bitumenes szenekkel is. A találmány szerinti eljárás ilyen, úgynevezett gázszenek alkalmazása esetén is jelentős előnyöket biztosít. Az eljárás során a szenet vagy a szenet tartalmazó közegeket célszerűen finomszemcsés formában kell a reaktorba bevezetni. Igen jelentős a találmány szerinti eljárás során a szénhidrogén-tartalmú közegek felhasználása. Kőolaj desztillálása során a jól ülepíthető, illékony frakciók mellett úgynevezett nehéz olaj is keletkezik. Ennek a nehéz frakciónak az értékesítése különleges jelentőséggel bír az ásványolaj-ipar gazdaságossága szempontjából. Jelenleg ezeket a frakciókat bitumenné és aszfalttá dolgozzák fel vagy tovább krakkolják. A krakkoláshoz azonban drága beruházások szükségesek, amelyek működése éppen a gazdaságosság határán van. A nehéz olaj frak-' cióknak egyéb vegyi eljárások kiindulási anyagaként történő felhasználásánál jelentős technológiai nehézsé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
