182214. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vasoxid közvetlen redukciójára
(19) HÚ MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS (11) 182214 jÉÂl Nemzetközi osztályozás: fo» Bejelentés napja: (22) 1980. X. 15 (21) (2503/80) (5l) NSZO3 C 21 B 13/02 Elsőbbsége: (32) 1979. X. 22. (31) (086,980) (33) Amerikai Egyesült Államok ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: (41) (42) 1983. III. 28. Megjelent: (45) 1986. VIII. 31. ápF3****^ 1 Szabadalmi Tár. . J V^TIJLAJDON*^' Feltalálók: (72) Ahrendt William Arthur műszaki specialista, Charlotte Beggs Donald igazgató, Charlotte, Amerikai Egyesült Államok Szabadalmas: (73) Midrex Corporation, Charlotte, Amerikai Egyesült Államok (54) Eljárás és berendezés vasoxid közvetlen redukciójára 1 A találmány tárgya eljárás és berendezés vasoxid közvetlen redukciójára. Vasoxidnak agglomérait pelletek vagy darabos érc formájában közvetlenül fémvassá történő redukálása az utóbbi években nagymértékben elteijedt és számos ilyen redukáló üzemet működtetnek. Az ilyen üzemekben ma már évente több, mint 15 millió tonna közvetlenül redukált vasat, más néven vasszivacsot állítanak elő. Az így nyert terméket elsősorban villamos ívkemencékben dolgozzák fel. Minthogy az acélgyártó villamos ívkemencék száma állandóan növekszik, a közvetlenül redukált fcmvas iránti igény is nagymértékben fokozódik. A legtöbb üzemelő berendezésben a vasoxid közvetlen redukciójához földgázt használnak fel redukáló közegként. A földgáz reformálásával nyerik a szénmonoxidot és a hidrogént, amelyek a redukcióban közvetlenül részt vesznek. Jelenleg a leghatékonyabb és gazdaságosabb redukáló üzemek, amelyek a vasoxid redukálását földgáz felhasználásával végzik, a MIDREX cégnél működnek. A berendezésekben a földgáz folyamatos katalitikus reformálása megy végbe, ehhez oxidáló közegként széndioxidot és recirkulált hűtött vízgőzt használnak. Az eljárás lényegében a 3 748 120 sz. USA szabadalomban bemutatottnak felel meg. A földgáz vagy más szénhidrogén tartalmú gázok katalitikus reformálása során igen fontos, hogy a gázkeverékben a kéntartalmat igen alacsonyan tartsuk, annak érdekében, hogy a katalizátor kénnel történő szennyeződését megakadályozzuk. A reformálás során a maximális kéntartalom, amellyel még a katalizátor tönkremenetele elkerülhető, körülbelül 2—3 ppm (térfogat). Ahhoz, hogy a gázkeverékben 2 ilyen alacsony kéntartalmat biztosítsunk, rendkívül drága és komplikált kéntelenítő műveleteket kell elvégezni, mielőtt a gázkeveréket a folyamatban fel lehet használni. Jóllehet kokszolókemence gáz számos helyen hozzáférhe- 5 tő és tüzelőanyagként alkalmazható lenne, problémát jelent, hogy ezek a gázok több kéntartalmú alkotót, például COS-t és tiofént tartalmaznak. A jelen találmánnyal olyan megoldás kifejlesztése a célunk, amellyel az említett 3 748 120 sz. USA szabadalom 10 szerinti eljárás tovább fejleszthető oly módon, hogy az alkalmazott tüzelőanyagot magában a redukáló kemencében kéntelenítjük. A gázban, illetve gázkeverékben lévő kén ugyanis a közvetlenül redukált forró vassal lép reakcióba, mielőtt a reformáló egységbe kerül. így a felhasznált gázban 15 akár 400 ppm nagyságrendű kén is lehet, anélkül, hogy a késztermékben a kén mennyisége a megengedettnél magasabb értékre emelkedne, minthogy a kén a redukció alatt lép érintkezésbe a vassal. Ennek megfelelően a találmány szerint felhasználhatók olyan gázok, amelyeket a kemencén kívül 20 igen nehéz kénteleníteni: például kokszolókemence gáz vagy szerves kénvegyületeket tartalmazó földgáz. Az 1 522 929 sz. angol szabadalomban olyan aknakemence szerepel, amelybe a redukáló gázt két különböző szinten 25 vezetik be. Ezek közül az egyik bevezetés a kemence kerülete mentén történik, a másik pedig ennél lejjebb, a kemence központjában. Találmányunk egy célszerű foganatosítási módjánál ugyancsak két szinten vezetjük be a redukáló gázt, a két szinten bevezetett gáz, illetve gázkeverék összetétele 30 azonban különböző. Ezen túlmenően a különböző szinteken 182214 1
