NO822797L - Fremgangsmaate og innretning til fremstilling av syntesegass - Google Patents

Description

Den autoterme forgassing av karbonrike materialer spesielt av koks og kull, med teknisk rent oksygen eller blandinger av oksygen og tilsetningsgasser, fortrinnsvis vanndamp, nitrogen eller karbondioksyd er kjent. Forgassingen føres deretter i et egnet reaktorrom, som kan ha forskjellige utførelsesformer, således at forgassingen kan forløpe etter typen, f. eks. av flyvestrømforgassing eller fastlagringsforgassing ved normaltrykk eller forhøyet trykk. Hittil anvendte tilslagsstof f er til karbonrike mat:erialer, skal overveiende gunstig påvirke slaggens fysikalske egenskaper.

Således omtales i tysk patent 1 068 4-15 en fremgangsmåte til fremstilling av syntese- eller brenngass med forgassing av faste brennstoffer med oksygen, ved temperaturer fra 1200 til 1375°C, idet for nedsettelse av slag-smelt etemperaturen kan tilsettes et flussmiddel, f. eks.

kalk. Ved "fremgangsmåten ifølge DAS 1 508 083 for fremstilling av reduksjonsgasser til jernfremstilling ved forgassing av faste, karbonholdige brennstoffer med luft i hvirvelsjikt ved 1000 til 1500UC tilsett er man til brenn-:: stoffene med kalksten','~ kalk eller kiselsyre- og leirjord-holdig materialer i slike mengder at de øker/askesmelte-punktet over arbeidstemperaturen. I DE-AS 25 20 584 omtales forgassing av svovelholdig kull i en jernbadreaktor idet kalk, kalksten eller dolomitt haes på jernbadet for å frem-bringe et slagg som virker avsvovlende. DE-PS 930 539 og 1 012 4.20 omtaler en fremgangsmåte til gassfrembringelse hvor vanndamp ved 775 - 980°C innføres i en blanding av karbonholdig, fast brennstoff og kalsiumoksyd eller kalk,

idet den i ieaks jonssonen nærværende mengde av kalsiumoksyd eller kalk er tilstrekkelig for omtrent å omdanne det sam-hde dannede karbondioksyd til karbonat.

Ved fremgangsmåten ifølge US-patent 3 01 7 259 dispergeres koks og kalk i vanndamp, og omsettes med oksygen i en hvirvelsjiktreaktor ved 1650 - 2750°C, idet det opp står kalsiumkarbid og syntesegass (CO + H^). Reaksjonsproduktet avkjøles med hydrokarbonolj e til under 4-25°C,

idet det adskill»e<s>en suspensjon av kal siumkarbid av syntesegassen.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes utvalgte tilsetningsstoffer som minst finner noen bestanddeler av den fra mineralen i kullen resulterende aske eller slagg ved kjemisk reaksjon, hvorved i en sekundær-reaksjon fremstilles kjemisk-teknisk utnyttbare produkter såkalte verdistof f er. Derved foroppvarmes tilsetningsstoffene ved den varme syntesegass til den nødvendige temperatur,

og energibehovet av den endoterme sekundær-reaksjon dekkes fullstendig ved en del av den autoterme forgassing frigjorte energi. Sekundærproduktet fjernes smeltet fra reak-torro.mmet.

Som kjent er spesielt de fossile, faste karbon-bærere som"sten- og brunkull eller deres koks utstyrt ofte meget forskjellig innhold av ballaststoff. Ball ast stoffet består hovedsaklig av et flertall mineraler som delvis foreligger i god blanding med karbonet og som gløderesiduet danner asken. I asken lar det seg påvise mer enn 35 ele-menter hvorfor består interesse i en råstoffutvinning fra asken. Hittil har imidlertid ingen tilsvarende fremgangsmåter slått igjennom. Ansvarlige for dette er fremfor alt det vanligvis meget lite innhold av asken av verdifulle stålf o redl ende metaller som på sin side hittil. :,sto i for-grunnen for interessen. Hovedmineralene forblir derved sterkt uten interesse. Enskjønt flyveaske oe; granulert aske er utnvttbar i bygningsindustrien hvilket det allerede i dag i kraftverk dannede slagg- og askemengder som sten-kull bare kan tilføres inntil ca. 15% og ved brunkull bare til rundt 8 % til en utnytting store problemer. Disse blir. sterkere når de i fremtiden taes i drift i stortekniske kullforgassingsanlegg, da på den ene side den høye an-rikningsgrad av tungmetaller og radionuklider utelukker be stemte anvendelsesområder av asken- resp. slaggen som tideligere ble foreslått, på den annen side er kapasiteten i utnyttelsen uttømt,og aske- og slagguttaket økes ytterligere ved kullforgassingen.

Ved kjente kullforgassingsanlegg hersker

det i stedet for aske- og slaggdannelse vanligvis meget høye temperaturer. Samtidig foreligger aske- resp. slagg vanligvis smeltet. Mineralene i kullene hovedsaklig ilit og kalinit som leirjordmineraler, serisid som glimmermineral-er, pyrit, markasit, limonit, hematit og jernspat som jern-mineral.er, brunspat, ankerit, kalkspat og dolomitt som karbonspeter, apatit som fosformineral og kvarts, dertil dessuten en rekke ytterligere imidlertid skjeldnere påvis-bare oksyder, hydroksyder og sulfider samt bestemte salter, viser alt etter oppvarmingshastighet og atmosfære forskjellige forhold. Generelt utdrives i første rekke ved oppvarmingen adsorbert vann, deretter krystallvann, vann fra 8H-gruppen og karbondioksyd fra karbonater. Ved temperaturer over 1500°C finner det sted en tydelig transport av noen oksyder over gassfasen under dannelse av gasskomplekser monoksyder eller sulfider, som etter tilbakereaksjon fører til aero soldanning. Spesielt finner dette sted ved silisiumdioksyd, aluminiumoksyd og jernoksyd. Dessuten ned-bryter mineraler ved de høye oppvarmingshastighetec sterkt til amorfe oksyder, som meddrives av syntesegass-strømmen.

En stor del av silisiumdioksyd smelter og danner senere en gassaktig masse. Under sterkt reduserte betingelser, fremfor alt ved nærvær av karbon kan det også iakttas reduksjon av metalloksydene til metaller. Foretrukket blir opptreden av jern, men også dannelse av kalsiumkarbid som likeledes dannes intermediært over et metallisk trinn eller opptreden av ferrosilisium iakttas.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, blir disse egenskaper av de mineralske bestanddeler av de karbonrike materialer spesielt kull, kombinert og utnyttet på

gunstig måte.

Derved blir

1. Store deler av slaggene og asken kjemisk om-dannet og overført til kjemisk-tekniske produkter, 2. Enkelte komponenter f. eks. Al^O^anriker i en støvfraksjon som gir denne gode hydrauliske bindemiddel-egenskap, 3. De ved spesielt høyt temperaturnivå dannede forgassingsvarme utnyttes direkte for høye temperaturreak-sjoner, k> Syntesegassens karbondioksyd holdes minimal, og 5. Store deler av det ellers fra reaktoren ut-tredende flyvestøv tilbakeholdes i reaktoren og omdannes ved kjemisk reaksjon. Dette oppnås ved at den varme syntesegass umiddel-bart etter dens dannelse, føres direkte inn i en lagring av et tilslagsstoffblanding. Tilslagsstoffblaningen inneholder et reaksjonsmiddel, spesielt karbon i form av koks-, svovelkoks, antrasit, trekull eller torvkoks til slaggreduksjon. Derved utskilles de delvis flytende slagg- og flyvestøvaskepartikler for en stor del på lagringssjikt ets overflate og danner derpå en overflatefilm. Her inntrer på grunn av de høye temperaturer reaksjon og det utdanner seg en reduksjons sone. Under forbruk av tilslagsstoffblandingen danner det seg detønskede sekundærprodukt. Dette kan f. eks. være ferrosilisium eller kalsiumkarbid. Dimen-sjoneringen av de spesifikke tilslagsstoffmengder referert til anvendt mengde av karbonrikt materiale, kan varieres innen vide grenser. Fornuftigvis gir mengden av nøkkel-komponenter i asken som skal omsettes over støkiometrien avomdanningsreaksjonen den nedre grense av mengden av tilslagsstof f er, (sml. eks..1:), mens den ved den autoterme forgassingsreaksjonens frigjorte varmemengde danner over energiforbruket omdannelsesreaksjonen den øvre grense av mengde av tilslagstoffer (sml. eks. 2). I detalj, vedrører nå oppfinnelsen en fremgangsmåte til fremstilling av syntesegass, (CO + Hg) ved autoterm forgassing av findelte karbonrike materialer med oksygen eventuelt i nærvær av tilsetningsgassér'.'idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat karbonstøv med en partikkel-størrelse på 0 - 0, 1 mm sammen med oksygen og eventuelt en tilsetningsgass inndyses i en 2000 til 2600°C holdt forgassingssone av den dannede flyveaskeholdige rå syntesegass ved den iboende termiske energi føres gjennom en med utgangsstoffene for en endoterm karbotermisk reduksjon fylte reduksjonssone og formert den ved den karbotermiske reduksjon dannede syntesegass gjennom en dertil knytt et med de samme stoffer fylt foroppvarmingssone og fjernes med en temperatur på 300 - 1500°C til rensning og konvertering, og at under reduksjons sonen uttas reduksjonsproduktet fra den karbotermiske reduksjon samt danne et slagg smelteflytende fra en saml"e- og etterreaks jonsone. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan videre fortrinnsvis og etter valg værekarakterisert vedat a) Askedelen av det inndysede karbonstøv, samt de for den karbotermiske reduksjon anvendte kull, minst delvis anvendes som reaksjonsdeltager ved den karbotermiske reduksjon, b) en rå syntesegass som forlater foroppvarmingssonen befries for støv og aske, og disse faststoffer inndyses i det minste delvis i kret sløp-sammen med nytt karbon-støv igjen over ,'f orgassingssonen inn i reduks jonssonen, c) Utgangsstoffer for den karbotermiske reduksjon

. anvendes en kornstørrelse på 10 til 20 mm, eller på 20 -

4-0 mm,

d) Reduksjonssonen består sideveis i åpen forbindelse ved minst to forgassingssoner og oppad med foroppvarmingssonen. e) Fo roppvarmingsreduksjon en og reduksjorissonen beskikkes med koks, jernavfall og eventuelt kvarts, idet man som reaksjonsprodukt fra den karbotermiske reduksjon ved 1300 til 1800°C utvinner ferrosilisium, f) foroppvarmingssonen og reduksjonssonen beskikkes med koks eller kalsinert antrasit og kalk, idet som reaksjonsprodukt fra den karbotermiske reduksjon ved 1800 til 2300°C utvinnes kalsiumkarbid, g) foroppvarmingssonen og reduksjonssonen beskikkes med koks, kalsiumfosfat og kvarts- idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon ved 1300 til 170o°C utvinnes elementært fosfor, h) foroppvarmingssonen av reduksjonssonen beskikkes med koks og oksydisk jernmalm, idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon ved 13 00 til 1800°0 utvinnes metallisk jern,

i) at det som tilsetningsgass anvendes CO, COg, Ng» vanndamp eller i kretsløp ført syntesegass,

j) i forgassingssonen arbeides" med et støkiometrisk oksygenoverskudd i forhold til oksydasjonen til CO,

k) en komponent av utgangsstoffene tildoseres for den karbotermiske reduksjon målrettet langs den indre vegg av foroppvarmingssonen og reduksjons son en.

Videre omfatter oppfinnelsen også en innretning (sml. fig. 1) til gjennomføring av fremgangmsåten idet innretningen erkarakterisert veden sjaktovn 6 som ovenifra og nedad består av et langstrakt foroppvarmingskammer 6c,

et reduksjonskammer 6b, og etterreaksjonskammer 6d, som åpent går over i hverandre, sideveis til reduksjonskammeret 6b tilgrensende og med dette åpent forbundet sylindriske forgassingskammeret 6a, hvori det hver løper inn én dyse 3 for den felles tilførsel av karbonstøv, oksygen og eventuelt tilsetningsgasser, en tilførsel 8 for utgangsstoffene

av den karbotermiske reduksjon, og en avtrekksledning 9,

12 for rå syntesegass ved toppen av sjaktovnen 6 minst-en avtrekksledning 7a, 7b, på etterreaksjonskammer 6d til bortføring av smeltet slagg og smelteflytende reaksjonsprodukt fra den karbotermiske reduksjon. Innretningen ifølge oppfinnelsen kan videre fortrinnsvis etter valg værekarakterisert veda) hver gang en av hver av dysene 3 forankoblet mellombunker 3 for karbonstøv en avstøvningsinnretning 11 1 avtrekkledning 9, 12 for rå syntesegass og tilbakeførings-ledninger 13 for de utskilte mineralske støv fra avstøvnings-innretningen 11 til det enkelte mellombunkere 2,

b) i den øvre del av sjaktovnen 6 loddrett og sirkelformet anordnede skilleblikk 16 til avgrensning av

ringrom 6e mellom skilleblikkene 16 og den indre vegg av s j aktovn.en "6, samt ved minst to transportledninger 15 for tilførsel av en komponent av utgangsstoffene for den karbotermiske reduksjon gjennom ringrommet 6e under dannelse av en ringformet lagringsmantel (sml. fig. 2) som beskytter den indre vegg av sjaktovnen 6.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg utføre på mangfoldige måter. Under henvisning til tegningens figu-rer 1 og 2 .skal det nærmere forklares fremgangsmåter og innretning ifølge oppfinnelsen idet karbonrike materialer som er bestemt til forgassing (karbonstøv)i det følgende kort betegnes med forgassingskull.

Fig. 1

Finmalt og fortørket forgassingskull (partikkel-størrelse: 90 % ^ um haes over tilførsel 1 og mellombunker 2 til hver gang en støvforgassingsbrenner 3, hvor de med oksygen fra ledning k og eventuelt tilsetningsgass, spesielt karbondioksyd, vanndamp, karbonmonooksyd og råsyntesegass, injiseres fra ledning 5 inn i forgassingssone 6a av reaktorrommet (sjaktovnen) 6 ifølge oppfinnelsen og forgasses autotermt. Derved kan innen oppfinnelsens ramme oksygen og/eller tilsetningsgass anvendes som bæregass for forgassingskull. Reaktorrommet (sjaktovn) 6 er ifølge oppfinnelsen utformet således at direkte til forgassingssonen 6a mot aksen renser en reduksjonsone 6b som består av et løst sjikt av hver gang tilslagsstoffblanding. Derved er ko r-ningen av tilslagsstoffer og denne blanding fortrinnsvis 10 - 20 mm eller 20 - 4-0 mm. Over sjiktet er det anordnet en foroppvarmingssone 6c, som likeledes inneholder et løst sjikt av tilslagsstoffblanding således at tyngdekraftinn-virkning til tilslagsstoffblandingen nedad tilsvarende forbruk i reduksjons sonen 6b. Under reduksjonssonen 6b er anordnet en samle- og etterreaksjonssone 6d, hvori det drypper inn fra reduksjons sone 6b avdryppenée smeltet slagg og reduksjonsprodukt. Samle- og etterreaksjonssonen 6d er utstyrt med minst en lukkbar avstikningsåpning så-

ledes at smeltet slagg og smeltet reduksjonsprodukt kan fjernes over 1edningene-7a og/eller 7b. Deretter granuleres eller avkjøles i kar.

Mens i forgassingssonen 6a temperaturen innstilles ved hjelp av tilsetningsgasser på ca. 2000 - 2600UC, fr em-kommer i reduksjonssonen 6b en temperatur på 1300 - 2300°C. Tilslagstoffblandingen inneholder et reduksjonsmiddel, fortrinnsvis koks, avgassingskoks, antrasit, trekull eller torvkoks, og for denønskede reaksjon<y>spesifikke ytterligere materialer. Viktige bestanddeler tillater reduksjonsmidlene bare så vidt som deres'avgassings- eller reaksjonsprQdukter (hydrokarboner, tjære) ikke forstyrrer videre-forarbeidel sea av den fremstilte syntesegass. Eventuelt kan slike -'reduksjons-midl er på forhånd kalsineres. De i forgassingssonen 6a dannede forgassingsprodukter føres tvangsmessig igjennom reduksjonssonen 6b og foroppvarmingssonen 6c, hvor de av-

gir en iboende varme til tilslagsstoffblandingen selv trer ut ved overdelen av reaksjonsrommet med temperaturer mellom 350 og 1500°C. Alt etter kravet til mengden av frembrakt

reduksjonsprodukt og/eller den ønskede uttredelsestempera-tur av rågassen kan tilslagsstoffmengden doseres tilsvarende etter mengde og sammensetning. Minimale råsyntesegass-temperaturer fremkommer når foroppvarmingssonen er ut-

formet således at en til varmeutvekslingen disponible lag-ringsoverflate blir meget stor og energiforbruket ved reduk-sjonsreaks jonen til svarer:: energif rig j øringen ved hjelp av den autoterme forgassingsreaksjonen. Ved overdelen av reaksjonsrommet er det anordnet en egnet innretning til inn-føring av den over 8 tilførte tilslagsstoff blanding, fortrinnsvis i form av rutsjebaner, som avtettes mot gass,

eller giktlukker. I ledningen 9 kan det ved høye uttredel-sestemperaturer av.romsyntesegassen være anordnet en av-varmekar 10, således at råsyntesegassen avstøves i varme-avstøver 11, og kan bortledes over ledning 12. Det fra varm-avst.øvningen 11 fjernede støv, kan enten over ledning 13

og mellombunker 2 igjen tilbakeføres i forgassing sovn 6a og reduks jonssonen 6b, eller uttas over ledning 14-, eller bestemte mengdefo-rhold samtidig føres over 13 og 14-. På denne måte kan man enten fjerne all restaske og ballast stoffer fra innsatt anvendte materialer som slagg, over ledningene 7a resp. 7b eller deler herav som støv fra 11 over ledning

U.

Fig. 2.

I en ytterligere utforming av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan det til forskjell fra fig. 1 bare være foreskrevet å innføre en komponent av tilslagstoffblandingen over ledning 15, adskilt av en resterende til-slagstoffblanding inn i reaktorrommet og en hjelpeinnbygning 16 og oppnå en søyle- resp. sylindermantellignende for-deling av komponenten i lagringen.

Forgassingssonen kan beskikkes med overskytende oksygen hvorved det fremkommer høye gasstemperaturer. Dessuten overtar den ytre"lagringsmantel 6c en beskyttelses-funksjon for reaktorrommets indre vegg.

I de ■• følgende eksempler refererer vol u md el ene seg til normaltilstanden ved 270 K og 1,013 bar.

Eksempel 1

Det kreves syntesegass for frembringelse av rundt 52,5 tonn pr. time metanol. Hertil må det rundt frembringes 121 000 m^/time CO + Hg. hvilket skal foregå ved omdannelsen ifølge oppfinnelsen av silisiumdioksyd av asken til ferrosilisium 4-5 % Si ved autotermt, forgassing tørket finmalt (diameter = 90 $^90um) uvasket, rå finkull under tilsetning av fortørket høyovnskoks.4- ( diameter 10 - 20 mm) og jernavfall (95 % Fe). Derved transporteres tilsvarende fig. 1 over ledning 1 under 6o tonn/time finkullstøv (diameter 90 $^90 um) inn i bunkeren 2 og forgasses derifra i støvforgassningsbrennere 3 sammen med rundt 39 290 m pr/time 99,9 $-ig oksygen fra ledning 4-. Over ledning 8 er sjaktovnen 6 blitt utstyrt med en lagring av en blanding (diameter = 10 -20 mm) av koks (til reduksjon av SiOj-,) og knust jernavfall da det pr. time forbrukes ca. 4-, 17 tonn (2,08 tonn pr, time koks og 2,09 tonn pr. time jernavfall). Mens i forgassingssonen 6a under tilsetning av rundt 5000 m karbondioksyd fra ledning 5 som til setningsgass v<ed temperaturer på rundt 2000 - 2300°C danner syntesegass inntrer i reduksjonssone 6b slaggreduksjon. Derved reduseres såvel SiOg som også FegO-^og dannes ved rundt 1600°C ferrosilisium. Dette fremkommer smeltet, og drypper gjennom lagringen inn i samle- og etterreaksjonssone 6d, hvorfra det pr time fjernes 4-,2 tonn ferrosilisium 4-5 % Si over 7a resp. 7b. Syntesegassen føres deretter i tilslagsstoffblandingen og foroppvarmer denne i foroppvarmingsovn 6c til ca. 1500°C. Derved tilbakeholdes en del av den frembrakte flyveaske av lagringen, og tilføres igjen til reduksjonssone 6b. Syntesegassen unnviker over ledning 9, avvarmingskar 10 og varmav-støvningen 11-. Øver ledning 12 fjernes rundt 122 100 m<3>

pr. time foravstøvet råsyntesegass (rundt 121 000 m 3 pr time CO + Hg) ved sammensetning: rundt 76 - 77 vol$ CO og rundt 22 vol% H2og rundt 1 - 2 vol% Ng, COg. Det i 11 utskilte støv tilbakeføre^delvis over 13. Den over 14- uttatte støvdel inneholder rundt 57 vekt$ AlgO-^ ved siden av hovedsaklig CaO og MgO. Over tilbakestøvmengden kan også mengden av den fra 6b over 7a resp. 7b medfjernede slagg på-virkes. Således fremkommer til sammen rundt 4-, 2 tonn pr. time støv og slagg.

Ved en vanlig flyvestrømforgasning ville mengden av støv og slagg utgjøre rundt 7,9 tonn pr. time. Slagg-

og askeuttak kan altså med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen senkes rundt 4-2 %' i forhold til teknikkens stand. Samtidig frembringes ved økning av AlgO^-delen i flyvestøvfrak-sjonen (ledning 14-) et som bindemiddel anvendbart hydraulisk produkt, samt ferrosilisium 4-5 Si som ønsket verdifullt reduksjonsprodukt.

Eksempel 2 .

Ferrosilisiumfrembringelsen er en høytempera-■ turprosess som tideligere gjennomføres i elektrotermiske ovner. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar seg også ut-vide således at man utvider tilslagsstoffmengden med "kvartsit, og dermed øker f erro salisiummengden. På denne måte kan den overveiende del av forgassingsvarme utvinnes, i form av en kjemisk bundet energi.

En gassgenerator som ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir rå syntesegass for drift av et 1000 tato metanolanlegg, produserer pr. time rundt 95 800 m 3 CO + H . Derved føres tilsvarende fig. 1 over ledning 1 og bunker 2 4-6,73 tonn pr. time uvasket fortørket og finmalt (diameter = 90 % ^ 90 ym) rå finkull til støvforgasningsbrennere 3, og forgasses autotermt med rundt 32 560 m oksygen, 99»9 % imidlertid uten tilsetningsgass ved 2200°C til 2600°C. Over ledning 18 er sjaktovn 6 beskikket med tilslagsstoffblanding (diameter = 10 - 20 mm) bestående av rundt 5,15 tonn pr. time høyovnkoks 4- (fortørket) rundt 7,4-1 tonn pr. time brutt kvartsit (95 %- i. g) og rundt 0,67 tonn pr. time jernavfall

(stykkformet ca. 95 % Fe).

I reduks jonssone 6 b hersker betingelser som

i eksempel 1. Her dannes rundt 5,89 tonn pr. time ferrosilisium, 75 % Si som smeltet flyter inn i samle- og etterreaks jons sone 6d, og fjernes deri fra over ledning 7a resp. 7b. Syntesegassen og den ved reduksjonen frigjorte CO strømmer i 6c gjennom lagringen av tilslagsstoffblanding og avkjøler seg derved til rundt 350 - 4-50°C. Deretter fjernes. over ledning 9 avstøvning 11 og ledning 12 rundt 97 050 m3

pr. time foravstøvet råsyntesegass (rundt 95 800 m o pr. time CO + Hg) med sammensetning: Rundt 77 vol# CO, rundt 21 vol$ Hg, og rundt 2 vol% Ng, COg. Flyvestøvet hvoriasom i eksempel 1 igjen AlgO^er anriket kan det som i eksempel 1 til-bakeføres over 13 og 2 i variable mengder til støvforgassings-brennerne 3 resp. uttas over 14-. Sammen fremkommer rundt 3,4-9 tonn pr. time støv og slagg.

Dette er sammenlignet til den vanlige flyve-strømforgassing bare rundt 52 % av det normale støv- og slagguttak.I tillegg frembringes ifølge oppfinnelsen dessuten rundt 5,89 tonn pr. time ferrosilisium, 75 % Si som ønsket verdifulle reduksjonsprodukter.

Eksempel 3

For uten ferrosilisium kan også det ellers i elektrotermiske ovner fremstilte kalsiumkarbid fremstilles som reduksjonsprodukt i en kullforgassing etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen;.

Som forgassingskull anvendes amerikansk fiberkull som i rå tilstand inneholder ca. 11,5 vekt$ aske og 2,8 vekt% vann. Den brennbare del av denne fiberkull inneholder 85,55 vektfo C, 5,23 uekt% H, 6,24 vekt/» 0, 1,52 vekt$ N, 1,4-6 vekt% S. Kalsiumoksydinnholdet av asken er med

ca.- 50 vekt% temmelig høyt. Som reduksjonsmiddel tjener kalsinert antrasit.

Anvender man analogt til foregående eksempler 106,91 tonn pr. time råtørket til 90 % mindre enn 90 ura finmalt kullstøv, forgasser ved 2200°-2600°C med rundt 70 720 m 3 pr. tilne oksygen, 99,9 %- lg så lar det seg i reduksjonssonent6b ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

av tilslagsstof f blandingen bestående av rundt 4-8,4-5 tonn pr. time brent kalk, 96 %- lg og rundt 36,06 tonn pr. time kalsinert antrasit ved ca. 2000°C, smeltes rundt 60 tonn pr. time 80 %- lg kal siumkarbid idet over 14- fjernes rundt 10,82 tonn pr. time støv. Samtidig oppstår rundt 231 000 m 3 pr. time foravstøvet råsyntesegass som forlater sjaktovnen 6 med rundt 4-00°C og inneholder ca. 73 - 74- vol# 00, 24- - 25 vol/o Hg, og rundt 1 - 3 vol$ Ng, COg. Spesielt fordelaktig viser det seg i det høye innhold av basiske tilslagsstoffer i blandingen således at råsyntesegassen praktisk talt er svo-velf ri.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av syntesegass (CO + Hg) ved autoterm forgassing av findelte kullstoff-rike materialer med oksygen, eventuelt i nærvær av tilsetningsgasser, karakterisert ved at kull-støvet inndyses med en partikkel størrelse på 0 - 0,1 mm sammen med oksygen og eventuelt en tilsetningsgass i en med 2000 - 2600°C holdt fo rgassingssone at den dannede flyveaskeholdige rå syntesegass med deri iboende termisk energi føres gjennom en med utgangsstoffene for en endoterm karbotermisk reduksjon fylt reduksjonssone og formert ved den ved den karbotermiske reduks jon ?dann ede synt esegass gjennom et dertil tilknyttet med de samme stoffer fylt foroppvarmingssone og fjernes ved en temperatur på 300 - 1 500°C til rensning og konvertering, og at under reduksjonssonen uttas reaksjonsprodukt av karbotermisk reduksjon, samt dannet slagg, smel"t end ef lyt ende fra en samle- og etterreaks jonssone.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at askedelen av det inndyste k.ullstøv samt det for den karbotermiske reduksjon anvendte kull, i det minste delvis anvendes som reaksjonsdeltager ved den karbotermiske reduksjon.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en rå syntesegass som forlater foroppvarmingssonen befries for støv og aske, og disse faststoffer inndyses i det minste delvis i kretsløp sammen med frisk kullstøv på nytt over f orgassingssGrøen inn i reduksjonssonen.

4-. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at utgangsstoffer : for den karbotermiske reduksjon anvendes i en korn størrelse på <1> 0 - 20 mm, eller 20 - 4.0 mm.

5. Fremgang små "be ifølge et av kravene 1-4-, karakterisert 'ved at reduksjonssonen sideveis står i åpen forbindelse med minst to forgassingssoner oppad i foroppvarmingssonen.

6.. - ■ Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at foroppvarmingssone og reduksjonssonen beskikkes med koks, jernavfall og eventuelt kvarts, idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon 1300 til 1800°C utvinnes ferrosilisium.

7. Fremgangsmåte ifølge et avakravene 1-5, karakterisert' -.ved at foroppvarmingssonen og reduksjonsaonen beskikkes med koks eller kalsinert antrasit og kalk, idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon ved 1800 til 2300°C utvinnes kalsiumkarbid.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at foroppvarmingssonen og reduksjonssonen beskikkes med koks, kalsiumfosfat og kvarts, idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon ved 1300 til 170o°C utvinnes elementært fosfor.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at foroppvarmingssonen og reduksjonssonen beskikkes med koks, og oksydisk jernmalm, idet det som reaksjonsprodukt av den karbotermiske reduksjon ved 1300 til 180o°C utvinnes metallisk jern.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at det som tilsetningsgass anvendes CO, COg, Ng, vanndamp eller i kretsløp ført syntesegass.

11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 - 10,. karakterisert vedati forgassingssonen arbeides med støkiometrisk oksygenoverskudd i forhold til oksydasjonen til CO.

12. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 - 11, karakterisert ved at i en komponent av utgangsstoffene for den karbotermiske reduksjon målrettet tildoseres langs en indre vegg av foroppvarmingssone og reduksjonsson en.

13. Innretning til gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1 -12., karakterisert ved en sjaktovn 6, som ovenifra og nedad består av en langstrakt, foroppvarmningskammer 6c, et reduksjonskammer 6b og et etterreaksjonskammer 6d, som åpent går over i hverandre, minst to ovenfor;:- hverandre liggende sideveis til reduksjonskammer 6b tilgrensende, og med dette åpent forbundet, sylindriske forgassingskammer 6a, hvori hver gang dyse 3 munner ut for felles tilførsel av kullstøv og oksygen og eventuelt tilsetningsgasser, en tilførsel 8 for utgangsstoffer av .den karbotermiske reduksjon og en avtrekksledning 9, 12 for rå syntesegass ved toppen av sjaktovnen 6, minst en avtrekksledning 7a, 7b, og etterreaksjonskammer. 6d til avtrekk av smeltet slagg og smelteflytende reaksjonsprodukt fra den karbotermiske reduksjon.

14-. Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved hver gang en foran hver dyse 3 koblet mellombunker 2 for kullstøv, en avstøvningsinnretning 11 i avtrekksledningen 9, 12 for rå syntesegass, og tilbake-f øringsl edninger 13 for det .adskilte mineralske støv fra avstøvningsinnretningen 11 til de enkelte mellombunkere 2.

15. Innretning ifølge" krav 13 eller 14-, karakterisert ved t den øvre del av sjakt-sonen 6 loddrett på sirkelformet anordnede skill eblikk 16 til avgrensning av et ringrom 6e mellom skilleblikket 16 og den indre vegg av sjaktovnen 6, samt ved minst to transportledninger 15 for tilførsel av en komponent av utgangsstoffene for den karbotermiske reduksjon gjennom ringrommet 6e under utforming av en ringformet beskyttelsesmantel som beskytter den indre vegg av sjakten 6.