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DE2265325B2 - Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung

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DE2265325B2
DE2265325B2 DE2265325A DE2265325A DE2265325B2 DE 2265325 B2 DE2265325 B2 DE 2265325B2 DE 2265325 A DE2265325 A DE 2265325A DE 2265325 A DE2265325 A DE 2265325A DE 2265325 B2 DE2265325 B2 DE 2265325B2
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gas
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reducing
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Texaco Development Corp
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes, wobei die erzeugte Gasmischung hauptsächlich aus CO und H2 besteht und sich durch einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen auszeichnet.
Reduktionsgas wird gewöhnlich durch bekannte Verfahren bei Temperaturen erzeugt, welche zu hoch sind, um eine direkte Eingabe des Gases beispielsweise in eine Erzreduktionszone zu erlauben. Weiterhin kann das so erzeugte Reduktionsgas einen unerwünschten Wasserdampfanteil und mitgerissene Kohlenstoffteilchen aufweisen. Dadurch wird seine Verwendung als Reduktionsmittel begrenzt. Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß die Notwendigkeit großer Abhitzekessel und Quenchkessel, welche gewöhnlich zum Kühlen und Reinigen des aus dem Gasgenerator ausströmenden Reduktionsgasstromes verwendet werden, vermieden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung, die hauptsächlich aus CO und H2 besteht und einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen enthält, durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases in einer strömungshindernisfreien Reaktionszone eines Reduktionsgasgenerators bei einer autogenen Temperatur von etwa 815 bis 19300C und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären- Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
a) der Reduktionsgasaussti om nach Verlassen der Reaktionszone in einer getrennten Mischzone mit einem zurückgeführten Teil des in diesem Verfahren bereits vorher gewonnenen, verminderte Anteile an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltenden Reduktionsgasstromes vermischt wird,
b) ein Teil der auf diese Weise aufgebesserten is Reduktionsgasmischung in die Gaskühl- und Waschzone, die in Abstromrichtung hinter der Mischzone angeordnet ist, eingegeben wird und
c) der so gekühlte und gereinigte, verminderte Anteile an Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaJ-tende Teil der Reduktionsgasmischung aus der Gaskühl- und Waschzone abgezogen, auf einen Druck, der höher als der Druck des den Generator verlassenden Reduktionsgasausstroms ist, komprimiert und alsdann in die Mischzone zurückgeführt wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach das gesamte, den Reduktionsgasgenerator verlassende Reduktionsgas kontinuierlich in einer vom Gasgenerator getrennten Mischzone mit einem nur geringe Mengen Wasserdampf und Kohlenstoffteilchen enthaltenden Reduktionsgas gemischt unter Bildung eines vergleichsweise kühlen, gereinigten und somit aufgebesserten Reduktionsgasstroms. In Abstromrichtung von der Mischzone kann ein Teil des aufgebesserten Reduktionsgasstroms kontinuierlich abgezogen und einer entsprechenden Verwendung, beispielsweise in der Erzreduktionszone eines Eisenerzhochofens, zugeführt werden. Der andere Teil des aufgebesserten Reduktionsgasstroms wird nach Passieren einer Gaskühl- und Reinigungszone komprimiert und in die Mischzone zurückgeführt.
Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß das Reduktionsverhältnis, d.h. das Molverhältnis (H2+ CO)/(H2O+CO2), des Reduktionsgases erhöht wird. Das aufgebesserte Reduktionsgas kann infolgedessen beispielsweise in der Erzreduktionsanlage eines Eisenerzhochofens besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da es das Gewicht des einzusetzenden metallurgischen Kokses pro Gewicht erzeugten Metalls zu vermindern erlaubt.
Das Reduktionsgas wird in der feuerfesten Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien, ungepackten, nichtkatalytischen Reduktionsgasgenerators, wie er beispielsweise in US-PS 28 09 104 beschrieben wird, erzeugt.
Eine große Zahl von Kohlenwasserstoffen kann im Gasgenerator mit einem sauerstoffhaltigen Gas und wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases unter Bildung von Reduktionsgas reagieren.
Der nachstehend verwendete Ausdruck »Kohlenwasserstoffbrennstoff« beschreibt verschiedene Ausgangsmaterialien und umfaßt gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffbrennstoffe, ferner pumpbare Aufschlämmungen von festen kohlenstoffhaltigen Brenn-
b5 stoffen, z. B. Kohle, Kohlenstoffteilchen und Petrolkoks in einem flüssigen Träger wie Wasser und/oder flüssige Kohlenwasserstoffbrennstoffe, ferner Gas/Feststoff-Suspensionen, z. B. feingemahlene, feste kohlenstoffhal-
tige Brennstoffe, dispergiert entweder in einem temperatursteuernden Gas oder einem gasförmigen Kohlenwasserstoff, und schließlich Gss/Flüssig/Feststoff-Dispersionen, z. B. feinverteilte, flüssige Kohlenwasserstoffbrennstoffe und Kohlenstoffteilchen, dispergiert in einem temperatursteuernden Gas.
Der Ausdruck »flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff« schließt verschiedene Materialien ein, z. B. Flüssiggas, Erdöldestillate und -rückstände, Benzin, Naptha, Kerosin, Rohöl, Asphalt, Gasöl, Rückstandsöle, Teersandöl, ferner aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylolfraktionen, aber auch Kohleteer, Kreislaufgasöle aus Wirbelschichtcrackverfahren, Furfurolextrakte des Koksgasöls sowie Mischungen derselben. Unter dem Ausdruck »gasförmige Kohlenwasserstoffbrennstoffe« werden Gase wie Methan, Äthan, Propan, Butan, Pentan, Erdgas, Wasssergas, Koksofengas, Raffineriegas, Actylenrestgas, Äthylenabgas und Mischungen derselben verstanden.
Gasförmige und flüssige Ausgangsmaterialien können vermischt und gleichzeitig verwendet werden und können paraffinische, olefinische und aromatische Verbindungen in jedem Anteil enthalten. Das Kohlenwasserstoffausgangsmaterial kann bei Raumtemperatur vorliegen oder auf eine Temperatur von etwa 315 bis 6500C, aber unterhalb seiner Cracktemperatur, vorgeheizt werden. Das flüssige Kohlenwasserstoffausgangsmaterial kann dem Brenner in flüssiger Phase oder als verdampftes Gemisch mit oder ohne Dampf oder einem anderen Moderator zugeführt werden.
Als sauerstoffhaltiges Gas können Luft, sauerstoffangereicherte Luft oder im wesentlichen reiner Sauerstoff, d. h. ein Gas mit mehr als 95 Mol-% Sauerstoff, eingesetzt werden. Das sauerstoffhaltige Gas kann dem Brenner im Temperaturbereich von Umgebungstemperatur bis 985° C zugeführt werden. Das Verhältnis von freiem Sauerstoff im Oxydans zum Kohlenstoff im Ausgangsmaterial (O/C, Atom/Atom) liegt zweckmäßigerweise zwischen 0,7 und 1,5.
Wasser kann der Reaktionszone in flüssiger oder gasförmiger Form zugeführt werden, wobei es mit dem Kohlenwasserstoffausgangsmaterial oder mit dem sauerstoffhaltigen Gas vermischt werden kann. Es kann aber auch nur ein Teil des Wassers in Dampfform dem Oxydansstrom in einem Anteil von weniger als etwa 25 Gew.-% des Sauerstoffs zugemischt und der Rest mit dem Kohlenwasserstoff vermischt werden. Das Gewichtsverhältnis von H2O zu flüssigem Kohlenwasserstoffausgangsmaterial beträgt etwa 0,05 bis 6 und insbesondere etwa 0,05 bis 0,25, wobei die Wahl des Gewichtsverhältnisses innerhalb des angegebenen Bereichs abhängig von der Endverwendung d?s Produktgases ist.
Das Wasser dient im wesentlichen zum Steuern der Temperatur in der Reaktionszone des Reduktionsgasgenerators. Andere geeignete Temperaturmoderatoren, welche anstatt oder in Kombination mit H2O verwendet werden können, sind abgekühlte Reduktionsgasanteile, abgekühltes Abgas aus einer integrierten Erzreduktionszone, z. B. aus einem Hochofen, CO2, verschiedene Abgase aus anderen Verfahren, Inertgas, ζ. Β. Stickstoff, und Mischungen derselben. Soll das Produktgas als Reduktionsgas verwendet werden, so wird zweckmäßig nur ein geringer Anteil an H2O und/oder CO2 eingesetzt.
Die Ausgangsmaterialien reagieren durch Partialoxydation ohne Katalysator in der Reaktionszone eines Strömungshindernisfreien Gasgenerators. Die Mischung des Reduklionsgasausstroms kann folgende Zusammensetzung (in Vol.-%, trocken) aufweisen, wobei der Gehalt an Inertgasen vernachlässigt ist:
CO 33-52
H2 62-42
CO2 1,5-8
CH4 0,02-2
H2S -2,0
COS -0,1
Beim Einsatz von flüssigen Ausgangsmaterialien beträgt der Anteil an ungebundenen Kohlenstoffteilchen (bezogen auf Kohlenstoff im Ausgangsmater'al) etwa 0,2 bis 12 Gew.-%. Bei gasförmigen Kohlenwasserstoffausgangsmaterialien ist dieser Anteil vernachlässigbar gering.
Der gesamte heiße Reduktionsgasausstrom des Gasgenerators wird auf eine Temperatur von etwa 980 bis 1260° C abgekühlt Die Abkühlung tritt in einem Reihenmischverbinder ein. Das gesamte heiße, den Gasgenerator verlassende Reduktionsgas wird gleichzeitig mit einem verbesserten Reduktionsgasstrom in den Mischverbinder gegeben. Der verbesserte Reduktionsgasstrom wurde vorher auf etwa 38 bis 370° C abgekühlt, getrocknet, zur Entfernung im wesentlichen aller mitgerissenen Kohlenstoffteilchen gereinigt und im wesentlichen auf den gleichen Druck des den Gasgenerator verlassenden heißen Reduktionsgases oder etwas oberhalb komprimiert. Vorzugsweise werden etwa 0,2 bis 0,6 Mole verbesserten Reduktionsgases in den Mischverbinder pro Mol Reduktionsgasausstrom des Gasgenerators eingegeben. Die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit jeder der Reduktionsgasströme, die gleichzeitig in den Mischverbinder eingegeben werden, wird durch Wärme- und Massebilanzen bestimmt, so daß kontinuierlich ein kombinierter aufgebesserter Reduktionsgasstrom mit der gewünschten Temperatur für eine Reduktionszone erzeugt wird.
So verläßt ein Teil der aufgebesserten Reduktionsgasmischung den Mischverbinder bei einer niedrigeren Temperatur als der heiße Gasausstrom des Gasgenerators und wird beispielsweise in eine Erzreduktionszone eingegeben. Gleichzeitig erfolgt die Eingabe des Reststroms an teilweise abgekühltem, aufgebessertem Reduktionsgas in eine Gaskühl- und Wascheinrichtung.
Der Reduktionsgasausstrom wird in dieser Einrichtung weiter abgekühlt. Das Gas wird durch Waschen von Kohlenstoffteilchen befreit und sein Wassergehalt vermindert. Anschließend erfolgt Kompression des Gasstroms und Zurückführen zum Misch verbinder als Strom verbesserten Reduktionsgases.
Falls gewünscht, können weitere mitgerissene Kohlenstoffteilchen entfernt werden, indem der Gasausstrom eine zweite Waschanlage passiert.
Das Reduktionsgas verläßt die Gaswaschzone im wesentlichen frei von mitgerissenen Kohlenstoffteilchen bei einer Temperatur von etwa 370 bis 38° C. Dieses Gas wird nun auf einen Druck etwa gleich dem des den Gasgenerator verlassenden Reduktionsgases komprimiert und dem Mischverbinder wieder zugeführt.
Die Waschflüssigkeit kann Wasser oder ein flüssiger Kohlenwasserstoff sein. Der Anteil verdampfter Waschflüssigkeit im Überkopfstrom des Wäschers kann im bevorzugten Bereich von etwa 0 bis 5 Mol-% (bezogen auf Mole Waschflüssigkeit) aufrechterhalten werden bei Verwendung einer 480° C und höher siedenden schweren, flüssigen Kohlenwasserstoffrückstandsfraktion als Waschflüssigkeit. Der Druck in der Waschzone liegt bei
etwa 1 bis 350 Atmosphären, vorzugsweise ist er etwa der gleiche wie im Gasgenerator. Ist die Reduktionszone ein Eisenerzhochofen, so ist ein Druck von 1 bis 5 Atmosphären in der Waschzone geeignet. Die Temperatur des flüssigen Kohlenwasserstoffes als Waschflüssigkeit in der Waschzone beträgt etwa 65 bis 1000C. Für die Waschflüssigkeit Wasser beträgt die Temperatur etwa 205 bis 38° C. Die obere Temperaturgrenze wird von der Sättigungstemperatur bei dem im Gaswäscher gegebenen Druck festgelegt, um so das Wasser im wesentlichen in flüssiger Phase zu halten.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Wasser als Waschflüssigkeit verwendet und die Kohlenstoff-Wasser-Aufschlämmung aus der Gaswascheinrichtung in eine Kohlenstoffrückgewinnungseinrichtung gegeben. In dieser wird die Kohlenstoff-Wasser-Aufschlämmung mit Naphtha in Kontakt gebracht, um eine Aufschlämmung von leichtem flüssigem Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstoffteilchen und eine geklärte Wasserphase zu erhalten. Die Wasserphase wird sodann von der Aufschlämmung in einem Dekantierer abgetrennt, mit Zusatzwasser vermischt und der Gaswascheinrichtung wieder zugeführt zur Verwendung beim Quenchkühlen und Waschen weiteren Reduktionsgasausstroms des Gasgenerators. Billiges Heizöl wird dann mit der Aufschlämmung von leichtem flüssigem Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstoffteilchen vermischt.
In einer Destillationskolonne wird der leichte flüssige Kohlenwasserstoffbrennstoff abdestilliert und zur Extraktion weiteren Kohlenstoffs aus der erwärmten Kohlenstoffteilchen-Wasser-Dispersion erneut verwendet. Eine heiße Heizöl-Kohlenstoffteilchen-Aufschlämmung mit etwa 3 bis 20 Gew.-% Kohlenstoff wird von der Destillationskolonne abgezogen, wahlweise mit Zusatzheizöl vermischt, in einem temperatursteuernden Gas dispergiert und in den Reduktionsgasgenerator eingegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Fließschemas in der Figur weiter erläutert.
Ein sauerstoffhaltiges Gas aus der Leitung 2 strömt durch die zentrale Leitung 3 eines Ringbrenners 4, der im angeflanschten Eingang 5 am Kopf des Gasgenerators 1 in axialer Ausrichtung angebracht ist. Eine Mischung von Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kohlenstoffaufschlämmung wird zusammen mit einem temperatursteuernden Gas durch Leitung 6 und dann durch eine äußere, konzentrisch um die zentrale Leitung angeordnete Leitung zur koaxialen, konzentrischen, sich verjüngenden Ringdüse 7 geführt, wo die Mischung anschließend in die Reaktionszone 8 des Reduktionsgasgenerators 1 eintritt. Der Brennstoffdispersionsstrom und der sauerstoffhaltige Gasstrom prallen in der Reaktionszone in kurzem Abstand von dem Brennerabstromende 4 aufeinander.
Ein heißer Reduktionsgasausstrom verläßt kontinuierlich den Gasgenerator 1 durch den axial ausgerichteten, angeflanschten Ausgang 9 am Boden des Gasgenerators 1 und strömt unmittelbar danach durch den Durchgang 11 in den feuerfest ausgekleideten und isolierten Mischverbinder 10. Ein zweiter Reduktionsgasausstrom aus der Leitung 12 wird ebenfalls in den Mischverbinder 10 eingeführt Dieser zweite Reduktionsgasstrom war vorher gekühlt gereinigt und komprimiert worden. In 10 werden die Gasströme gemischt und auf eine vorgegebene Temperatur eingestellt Ein vergleichsweise kühler und sauberer Reduktionsgasstrom verläßt den Misch verbinder 10 durch den Durchgang 14. Der hhO-Gehalt, die Temperatur und der Gehalt an mitgerissenen Kohlenstoffteilchen dieses Reduktionsgasstroms sind geringer als in dem durch 11 eintretenden Gasstrom, aber etwas größer als in dem durch 13 eintretenden Gasstrom.
In Abstromrichtung vom Mischverbinder 10 wird in einer Ausführungsform ein Teil des Mischstroms an aufgebessertem Reduktionsgas bei geeigneter Temperatur zur Eingabe in eine Reduktionszone, beispielsweise einen Hochofen 15 abgezogen. Der andere Teil des Reduktionsgases (20—60%), abhängig vom gewünschten Abkühlungsgrad, strömt durch den Windring 17 des Hochofens 15 und den Austritt 22, der in Abstromrichtung vom Misch verbinder 10 angeordnet ist, von dort weiter durch den angeflanschten Rohrabschnitt 38, den angeflanschten Eingang 39 und das Tauchrohr 40 und schließlich in die untere Kammer 42 des Gaskühl- und Waschturmes 43 unterhalb der Oberfläche 41 des Waschflüssigkeitsvorrates ein. Das Reduktionsgas blubbert durch die Waschflüssigkeit im Ring 45 nach oben und tritt unterhalb des Spritzbleches 46 aus.
Das gewaschene Reduktionsgas tritt in den Raum 55, welcher oben durch den Boden der oberen Kammer 56 des Gaswaschturmes 43 abgeschlossen wird. Die Kammer 56 kann verwendet werden, falls weiteres Waschen des Reduktionsgases notwendig ist. Anschließend strömt das Reduktionsgas durch den angeflanschten Ausgang 57, die Leitungen 58 und 59, den angeflanschten Eingang 60 auf den Boden und durch die obere Kammer 56 nach oben aus derselben durch den angeflanschten Ausgang 61 aus.
Die Waschflüssigkeit tritt am Kopf des Gaskühl- und Waschturmes 43 durch die Leitung 62 und den angeflanschten Eingang 63 ein. In der vorliegenden Ausführungsform ist Wasser die Waschflüssigkeit. Die Waschflüssigkeit strömt durch die obere Kammer 56 nach unten über jeden Boden in direktem Kontakt mit und im Gegenstrom zum aufsteigenden Reduktionsgas und entfernt auf diese Weise im wesentlichen alle mitgerissenen Kohlenstoffteilchen aus dem Gas. Eine Kohlenstoff-Waschflüssigkeits-Aufschlämmung verläßt die obere Kammer 56 über den angeflanschten Ausgang 64 und tritt, falls notwendig, unter Zuhilfenahme einer Pumpe, in die untere Kammer 42 durch die Leitung 65 und den angeflanschten Eingang 66 ein. Die Kohlenstoffkonzentration in der Aufschlämmung wird vorzugsweise bei einem Maximumwert von etwa 1 Gew.-% gehalten, indem Aufschlämmung vom Boden des Gaswaschturmes 43 über den angeflanschten Ausgang 67, die Leitung 68, das Ventil 49 in die Kohlenstoffrückgewinnungseinrichtung 69 über die Leitung 70 eingegeben wird.
Wahlweise kann ein kleiner Wärmetauscher 72 in Aufstromrichtung zum Gaswaschturm und in Abstromrichtung vom Hochofen 15 im Rohr 38 angeordnet sein. In diesem Fall passiert das den angeflanschten Ausgang 22 der Windringanlage 27 verlassende heiße Reduktionsgas den Abhitzekessel 72 zur Dampferzeugung. Die Temperatur des Reduktionsgases wird mit Hilfe des Abhitzekessels gesenkt, um so ein Verdampfen der Waschflüssigkeit zu verhindern. Das abgekühlte Reduktionsgas wird sodann dem Gaswaschturm 43 über den angeflanschten Eingang 39 zugeführt, in welchem weiteres Abkühlen mit einer relativ großen Menge kälterer Waschflüssigkeit erfolgt
Das abgekühlte und gereinigte Reduktionsgas passiert die Leitungen 74 und 75, das Ventil 76 und die Leitungen 77/78 zum Kompressor 79, in welchem der
Gasdruck auf einen Wert eingestellt wird, der in etwa dem im Durchgang 11 herrschenden Druck des dort ausströmenden Reduktionsgases entspricht. Das komprimierte Reduktionsgas strömt durch die Leitungen 80/81, die Strömungssteuerung 82, die Leitung 83, das Ventil 84 und die Leitung 12 in den angeflanschten Eingang 13 des Mischverbinders 10 zurück, um die Temperatur des heißen, durch 11 eintretenden Reduktionsgasgeneratorausstroms herabzusetzen.
Überschüssiges gekühltes und gereinigtes Reduktionsgas kann dem System zur Verwendung als Heizoder Synthesegas durch die Leitung 87, das Ventil 88 und die Leitung 89 entnommen werden.
Beispiel
15 983Nm3 Reduktionsgas, die 14 555Nm3 H2 + CO enthielten, wurden durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffs in einem senkrechten, strömungshindernisfreien, mit feuerfester Auskleidung versehenen Reduklionsgasgenerator bei einer autogenen Temperatur von etwa 1566°Cund einem Druck von etwa 3 abs. Atmosphären erzeugt. Die durchschnittliche Verweilzeit im Gasgenerator betrug etwa 0,8 Sekunden. Das den Generator verlassende Reduktionsgas hatte folgende Zusammensetzung (in Vol.-%):
CO 48,55
H2 42,50
CO2 1,89
H2O 6,83
CH4 0,02
Ar 0,11
N2 0,03
H2S 0,07
COS Spuren
Etwa 1800 kg Kohlenstoffteilchen wurden im Reduktionsgasausstrom mitgerissen. Das Reduktionsverhältnis des Reduktionsgasausstroms betrug 10,4.
Das genannte Reduktionsgas wurde durch kontinuierliche Eingabe der folgenden Beschickung in den nichtkatalytischen Reduktionsgasgenerator erzeugt: 5911 kg Gesamtbeschickung enthielten 765 kg Dampf bei etwa 163°C und 5146 kg einer Kohlenwasserstoffaufschlämmung bei 79,5° C, welche sich aus 5098,4 kg Rohöl und 47,6 kg Kohlenstoffteilchen zusammensetzte. Das Rohöl ergab folgende Analysendaten: C 87,09%; H 12,22%; S 0,35%; N 0,11 %; O = 0,18% und Asche 0,05%. Es hatte eine Dichte D 0,917, eine Verbrennungswärme von 10 680 kcal/kg und eine Viskosität von 950 Saybolt-Sekunden (Furol) bei 500C. 4246 Nm3 reiner Sauerstoff, in einem Strom von 99,6 Mol-% O2 enthalten, wurden bei 51,7°C in die Reaktionszone des Gasgenerators über den Brenner eingegeben.
Das gesamte heiße, den Gasgenerator verlassende Reduktionsgas wurde unmittelbar nach seinem Austritt mit 5757 Nm1 verbessertem Reduktionsgas, das nachfolgend im Verfahren auf 37,8°C abgekühlt und aus dem im wesentlichen alle Kohlenstoffteilchen und Wasserdampf entfernt wurden, vermischt. Die Zusammensetzung des verbesserten Reduktionsgasstroms entsprach im wesentlichen der des Generatorgasausstroms. Das Mischen der Ströme fand in einem feuerfest ausgekleideten Verbinder in Abstromrichtung vom Ausgang des Reduktionsgasgenerators statt. Während der resultierende Strom der aufgebesserten Reduktionsgasmischung im wesentlichen die gleiche Analyse (auf Trockenbasis) wie der Generatorgasausstrom aufwies, war die Temperatur der den Mischverbinder verlassenden Reduktionsgasmischung auf etwa 1204°C gesenkt und die Kohlenstoffteilchenkonzentration auf etwa 26 Gew.-% vermindert worden. Die tatsächliche Zusammensetzung der aufgebesserten Reduktionsgasmischung war:
Das Reduktionsverhältnis der Reduktionsgasmischung stieg auf 13,4, was eine 30%ige Steigerung gegenüber dem Wert für das aus dem Gasgenerator ausströmende Gas bedeutet.
6071 Nm3 Reduktionsgas wurden über die Windringleitung abgenommen und sodann mit Wasser in einer Gaskühl- und Waschzone gequencht und gewaschen. Im wesentlichen aller Wasserdampf und mitgerissene Kohlenstoffteilchen wurden aus dem Reduktionsgas entfernt. In der Kohlenstoffrückgewinnungsanlage wurde Klarwasser aus der Kohlenstoffteilchen-Wasser-Dispersion abgetrennt und der Gaskühl- und Waschzone wieder zugeführt. Eine Kohlenstoffteilchen-Heizöl-Aufschlämmung wurde der Kohlenstoffrückgewinnungsanlage zur Rückführung als Generatorbeschikkung entnommen. Das gekühlte und gereinigte, verbesserte Reduktionsgas wurde auf etwa 5 Atmosphären komprimiert. Es wurden 5757 Nm3 dieses Gases, das eine Temperatur von 37,8°C besaß, mit dem gesamten heißen Reduktionsgasausstrom im Mischverbinder, wie beschrieben, vermischt.
CO 49,49
H2 43,33
CO2 1,93
H2O 5,02
CH4 0,02
Ar 0,11
N2 0,03
H2S 0,07
COS Spuren
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Reduktionsgasmischung, die hauptsächlich aus CO und H2 besteht und einen geringen Anteil an Kohlenstoffteilchen enthält, durch Partialoxydation eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes mit einem sauerstoffhaltigen Gas wahlweise in Gegenwart eines temperatursteuernden Gases in einer Strömungshindernisfreien Reaktionszone eines Reduktionsgasgenerators bei einer autogenen Temperatur von etwa 815 bis 19300C und einem Druck von etwa 1 bis 350 Atmosphären, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reduktionsgasausstrom nach Verlassen der Reaktionszone in einer getrennten Mischzone mit einem zurückgeführten Teil des nach diesem Verfahren bereits gewonnenen Reduktionsgasstromes vermischt wird,
ein Teil der so erhaltenen Reduktionsgasmischung in die Gaskühl- und -waschzone, die in Abstromrichtung hinter der Mischzone angeordnet ist, eingegeben wird und
der so gekühlte und gereinigte Teil der Reduktionsgasmischung aus der Gaskühl- und -waschzone abgezogen, auf einen Druck, der höher als der Druck des den Generator verlassenden Reduktionsgasausstroms ist, komprimiert und alsdann in die Mischzone zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,2 bis 0,6 Mole der gekühlten und gereinigten Reduktionsgasrnischung pro Mol des aus dem Gasgenerator ausströmenden Reduktionsgases in die Mischzone eingegeben wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Reduktionsgasmischung, der aus der Mischzone in die Gaskühl- und -waschzone eingegeben wird, vorher durch einen Abhitzekessel geführt wiro.
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