155137. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyolvasztók és egyéb kemencék üzemeltetésének javítására szénmonoxid gáz befuvatásával
3 gén előállítása költséges, míg vízgőz alkalmazásakor a képződő hidirogéntartalom a kohóban további hőfogyasztást okoz. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amelynek felhasználásával a nagyolvasztók és egyéb kemencék eddiginél gazdaságosabb üzemeltetése oxigén felihasználása nélkül elérhető, emellett a vasérc redukciójához szükséges kohókoksz mennyisége is csökkenthető. A találmány szerinti eljárás nagyolvasztók és egyéb kemencék üzemeltetésének megjavítására azzal jellemezhető, hogy a kohóba vagy egyéb kemencébe a szükséges koksztartalom széntartalmára számítva legalább 10%-nyi szénmennyiséget szénmonoxidgáz formájában adagolunk. A szénmonoxidot a kemence fúvósíkjában vagy efelett legfeljebb 3 ,m magasságban fúvatással adagoljuk. A szénmonoxidot vagy 90% feletti tisztaságban, vagy legalább 50i% szénmonoxidtartalmú gázkeverék formájában vezetjük be a kemencébe. A befúvatásra alkalmas, lehetőleg nitrogénballaszttól mentes vagy részben mentesített szénmonoxidgázt, nitrogénballaszttól mentes széndioxadgázból valamely alkalmas szénhordozóval redukálva állítjuk elő. A szénmonoxid előállítására célszerűen külső fűtésű gázgenerátort használunk és a C02 kalcinálással történő előállítását valamint a képződő széndioxid szénmonoxiddá történő redukcióját egy lépésben 1000 C° feletti hőmérsékleten végezzük. A szénmonoxid a nagyolvasztó működésénél magában a kohóban képződik a levegő nitrogénjével erősen felhígított állapotban. A szénmonoxid kohóban történő előállításának hőigényét, valamint a kisérő nitrogén felmelegítését a beadagolt kohókoksz fedezi. Ha azonban a találmány szerint a kohókoksz egy része helyett szénmonoxidot használunk, akkor a kísérletek szerint 1% szénmonoxid befúvatása a szokásosan alkalmazott forrószél 0,5%-os oxigéndúsításánaik felel meg, emellett minden 1% szénmonoxid befúvatására számítva 2,5%-kal csökkenthető a forrószél aláfúvatott mennyisége, ezenbelül pedig 2i%rikal csökken a kohón átvezetett nitrogénballaszt menynyisége. A nagyolvasztóba adagolt kohókoksz túlnyomórészt közvetett redukiálószerként egyébként is szénmonoxid formájában fejti ki hatását. A találmány szerinti eljárással elérhető az, hogy a kohó nemcsak részben mentesül szénmonoxid előállításától, hanem annak koncentrációja is a kohó belsejében megnövekszik. A megnövekedett szénmonoxidkoncentráció kohóra gyakorolt hőtechnikai hatása elsősoriban a kohó felmelegedésében nyilvánul meg, mivel azonos beadagolt szénmennyiség mellett a felmelegítendő anyag tömege csökken. Ennél azonban még jelentékenyebb felmelegedést okoz a szénmonoxid és az alkalmazott vasérc között végbemenő redukció, amely ugyancsak a nitrogénballaszt csökkentése folytán lehetővé teszi további kohákokszmennyiségnek olcsóbb kalórdahordozóval pl. földgáz-4 zal történő pótlását. A találmány szerint tehát elérhető az is, hogy a kdhófcoksz mennyiség nem csupán a szénmonoxid beadagolása következtében, hanem részben pótlásával is csök-5 kenthető. A találmány szerinti eljáráshoz szükséges szénmonoxid két lépésben állítható elő, mindkét lépést egy-egy külső fűtésű kemencében, zárt munkatérben nitrogénmentes viszonyok között végezzük. Az első lépésben pl. az (5) reakcióegyenlet értelmében mészkőből széndioxidot és égetett meszet állítunk elő: CaOOa • CaO + C02 (5) majd a képződött széndioxidot a második lépésben a Í(I6) reakcióegyenlet szerint valamely szénhordozóanyag jelenlétében szénmonoxiddá redukáljuk. C02 .+ C • 2 CO (6) „. Ezzel a módszerrel az első lépésben kb. 95%-os tisztaságú széndioxid, a másodikban pedig kokszporon történő redukcióval ugyancsak kb. 95%-os tisztaságú szénmonoxid állítható elő. 25 Előnyösebb azonban, ha a fentemlített két munkatérben lefolytatott két lépésből álló szénmonoxid előállítást egyetlen munkatérben és a csökkentett nitrogéntartalom, fenntartása érdekében külső fűtésű berendezésiben kivi,Q telezzük. Ennek megfelelően az alkalmazott egyetlen munkatérbe adagoljuk mind a széndioxid előállítására szükséges kalcinálandó kiinduló anyagot, mind a redukcióhoz szükséges szénhordozóanyagot, amely szén- vagy koksz-35 hulladék, kátrány, szurok, földgáz, kohó- vagy kamragáz lehet. A szénmonoxid előállítását homogén fázisban is megoldhatjuk, oly módon, hogy szénsavtartalmú földgázt, vagy szénsavtartalmú' barnaszenet használunk. Ilyen eset-40 ben az alábbi reakciók mennek végbe: CH4 -f C0 2 = 2 CO + 2 H20 (7) CH4 -fi 3 C02 =4 CO + 2 H20 (8) A képződött vízgőz hűtéssel vagy bármilyen 45 ismert módon eltávolítható. A leírt reakciók 11:90—1150 C°-on csaknem teljes mértékben végbemennek. Az .elbontatlanul maradt széndioxid a krakkolódás során elsődlegesen képződött hidrogénnel az alábbi reakció szerint 50 C02 + H 2 = GO + H20 (9) szénmonoxiddá redukálódik. A találmány szerinti eljáráshoz szükséges szénmonoxidot tehát előnyösen külső fűtésű 55 gázgenerátorban egyetlen munkatérben állítjuk elő, ahol a kalcináskor felszabaduló és/ /vagy kívülről bevezetett szénsavas földgázt, kohógázt vagy egyéb forrásokból származó esetleg mosással kiválasztott széndioxidot va-60 lamely szénanyaghordozó felett szénmonoxiddá redukáljuk. Az alkalmazott külső fűtésű gázgenerátor hengeres vagy szögleteskiképzésű aknakemence lehet, amelyben a reakció zárt térben fo-65 lyik le és az ahhoz szükséges hőmennyiséget 2
