176773. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd és/vagy folyékony, szén- és/vagy szénhidrogéntartalmú közegeknek vasfürdős reaktorban történő folyamatos elgázosítására
9 176773 10 bevezetése megoldható az elgázosítandó közegekkel együtt, vagy azoktól elválasztva. A gyakorlatban kis fűtőértékű közegek elgázosítása során különösen előnyösnek bizonyult a nagy reakcióhővel rendelkező anyagok egy például alumínium, szilícium és/vagy kalciumkarbid egy részét a vasfürdő hőmérsékletének megfelelő beállítása, illetve szabályozása érdekében a többi bevezetett anyagtól elkülönítve a vasfürdőbe juttatni. Ily módon megoldható a vasfürdő hőmérsékletének közvetlen szabályzása. Amint a fémolvadék hőmérséklete csökkenni látszik, a hőhordozó közeg bevezetését fokozzuk, és természetesen fordítva a hőmérséklet növekedésekor a hőhordozó-bevezetést csökkentjük. A viszonylag olcsó szeneket és a különböző kőolajfrakciókat magas kéntartalmuk következtében eleddig nagyon nehéz volt gazdaságosan kihasználni. A kéntartalom ugyanis rendkívül erős korróziót eredményez azokban az alkatrészekben, amelyek a kénnel, különösen annak gázalakú formájával érintkezésbe kerülnek. Ezen túlmenően a kéntartalom jelentős kömyezetszenynyezést is eredményez. A találmány szerinti eljárással azonban lehetővé válik ilyen kedvező árú fűtőanyagok, illetve tüzelőanyagok gazdaságos értékesítése. A tüzelőanyagokban levő kén az elgázosítás során a vasfürdős reaktorban levő salakba kerül, amely a fémolvadék felületén úszik. A salak által így felvett kén jelentős mennyiségét úgy lehet eltávolítani, hogy a folyékony, kénben feldúsult salakot a vasfürdős reaktorból még folyékony állapotban egy olyan tartályba vezetjük át, ahol oxigén vagy oxigéntartalmú közegek bevezetésével, semleges gáz jelenlétében vagy anélkül kéntelenítést végzünk, és a még mindig folyékony salakot a vasfürdőbe visszavezetjük. A találmány szerint ily módon megvalósítható, hogy vasfürdős reaktorban jelentős kéntartalmú közegek üzembiztosán és gazdaságosan lényegében kénmentes gázzá alakíthatók át. Ezzel a környezetszennyezés jelentős mértékben csökkenthető. Ezen túlmenően a találmány szerinti eljárás még azzal az előnnyel is jár, hogy a salaknak a vasfürdős reaktorba történő közvetlen visszavezetése által elkerülhetők a nagymértékű hőveszteségek. A salaknak egy külön reakciótérben történő kéntelenítését célszerűen úgy lehet elvégezni, hogy ezt a teret a vasfürdős reaktor gázterétől tökéletesen szigeteljük, és az oxigént közvetlenül a salak felszíne alá vezetjük be. Az oxigénbevezető fúvókát tehát célszerű a reakciótér fenékrészénél és/vagy oldalának alsó részénél elhelyezni, hogy a gáz áramlási útja a salakban viszonylag hosszú legyen, és így intenzív kéntelenítés játszódjék le. A kísérletek során kitűnt, hogy a kénnek a salakból történő eltávolítását kedvezően befolyásolja, ha az oxigénhez semleges gázt adunk hozzá vagy a semleges gázt külön vezetjük a salakréteg felszíne alá. Az oxigén bevezetésére szolgáló fúvókát és a semleges gáz bevezetésére szolgáló fúvókát is ki lehet alakítani két koncentrikus csőből, ahol az oxigén áramlik a belső csőben, a semleges gáz pedig a külső csőben. A salak kéntelenítésére a reakciótérbe levegőt is be lehet vezetni. Ekkor a levegőt a folyamat hőegyensúlyától függően hidegen vagy előmelegítve lehet befúvatni. Alkalmazható erre a célra például forrószél, amelyhez adott esetben hideg levegőt is keverhetünk. Célszerű a salak kéntelenítésére alkalmazott reakciótérben a hőmérsékletet a vasfürdő hőmérsékletével azonos értéken tartani. A vasfürdős reaktor hőmérsékletét széles határok között lehet különböző exoterm, vagy endoterm reakcióba lépő anyagok hozzáadásával, illetve bevezetésével szabályozni. A reakciótérben, ahol a salak kéntelenítése játszódik le, a hőmérsékletet a gázkeverék oxigéntartalmának változtatásával, a gázkeverék hőmérsékletének és mennyiségének szabályozásával lehet beállítani. A gyakorlatban a vasfürdős reaktor és a kéntelenítő reakciótér hőmérsékletét 1350—1450 C° között célszerű tartani. Ettől a hőmérséklettartománytól azonban fölfelé is és lefelé is el lehet térni mintegy 100 C°-kal. Az egyes esetekben a fenntartott hőmérséklet értéke a folyamat különböző paramétereitől függően választható meg, és megengedhetők hőmérséklet-különbségek a vasfürdős reaktor és a kéntelenítő reakciótér hőmérséklete között is. I A vasfürdős reaktorban levő salakban a kéntartalom viszonylag alacsony értéken tartható. Ezáltal lehetségessé válik viszonylag kis bázikusságú salak felhasználása. Míg normál esetben a bázikusság (CaO : Si02) értéke 1 és 3 között van, a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy megfelelő kéntelenítést végezzünk el például 0,8 értékű bázikusság mellett, vagy akár ennél kisebb értéknél is. A salak kis bázikussága, valamint az általában jelentős mennyiségű alkáliát tartalmazó fémhamu alkotóinak együttes hatására a kéntelenítést végző salak olvadáspontja igen alacsony lesz. Ez továbbá azt jelenti, hogy lehetőség nyílik a találmány szerinti eljárás üzemi hőmérsékletének csökkentésére. A salak csekély bázikusságának további előnye, hogy csupán kis mennyiségű mész bevezetésére van szükség ahhoz, hogy a fémhamu folyamatos felvétele mellett a kívánatos salakösszetételt fenn tudjuk tartani. Ez a körülmény igen kedvező hatással van a találmány szerinti eljárás során kialakuló hőháztartásra. Mint már mondottuk, a reakciótérből elvezetett salakot külön térben kéntelenítjük, és itt a salak egy bizonyos részét folyamatosan eltávolítjuk. A salak kedvező összetétele lehetővé teszi, hogy a kéntelenítő térből elvezetett salakot a későbbiekben cementgyártás során felhasználjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során általában a vasfürdős reaktorból eltávolított salak kéntartalma jóval a telítettség értéke alatt van. Az eljárás során a salak kéntartalma tartható például 1% alatti értéken is. Míg a vasfürdős reaktorból eltávolított salak kéntartalma 1—3% is lehet általában, a találmány szerinti eljárásnál célszerűen a salak kéntartalma 0,5—1% között van, amikor a kéntelenítő térbe vezetjük és ott a kéntelenítést elvégezzük. A kéntelenítést végző salak alacsony kéntartalma lehetővé teszi az előállított gáz kéntartalmának különlegesen alacsony értéken tartását. Ha a vasfürdős reaktorban történetesen különlegesen alacsony kéntartalmat kell elérni, akkor megoldható az is, hogy az alkalmazott salak kéntartalma a telítettségi érték 10%-áná! alacsonyabb értéken legyen. A kéntelenítés során nyert gázt a termékgáztól elválasztva vezetjük el, és minthogy annak kéntartalma igen nagy, könnyen kénteleníthető, vagy ellenkezőleg, kén előállításához felhasználható. A vasfürdő széntartalmát is célszerű 1—3°/0 közötti értéken tartani. Ilyen üzemmód mellett olyan termék5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
