Direktreduktion von Eisen

In vielen Ländern der Welt wird die Reduktion von Eisenerz noch vorwiegend im Hochofen mit Koks als Reduktionsmittel durchgeführt. In Ländern wo jedoch keine Kohle oder Koks vorhanden sind, aber günstiges Erdgas verfügbar ist (Mittlerer Osten, Südamerika, Australien), nimmt die Bedeutung der Direktreduktionsanlagen immer mehr zu.
Bei der Direktreduktion werden Eisenoxidpellets in hochwertiges „Reineisen“ (kohlenstofffreier Eisenschwamm) umgewandelt. Das dazu benötigte Reduktionsgas, z.B. Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan, kann preiswert in bewährten und erprobten Verfahren aus Erdgas hergestellt werden.

Anforderungen an den FK-Inertgasgenerator
Während des Prozesses, beim Ab- und Zuschalten der Gesamtanlage und bei Störungen in der Reduktionsanlage, ist der eigentliche Reaktionsraum der Anlage durch zündfähige Gasgemische stark gefährdet. Es kann zu erheblichen Störungen kommen, wobei die Anlage im schlimmsten Fall zerstört werden kann.
Besonders beim Stillstand, der Aufheizphase und beim Abschalten des Reformers kann es zu Störungen kommen. Für diesen Fall muss sehr schnell eine große Menge Inertgas verfügbar sein.

Das FK Inertgassystem wird für folgende Fälle eingesetzt:
+ Entweichen von brennbaren Gasen aus dem Schachtofen während des Betriebes
+ Spülen des Systems von brennbaren Gasen beim Abschalten der Gesamtanlage
+ System unter Druck setzen (Füllen mit Inertgas) beim Anfahren der Anlage
+ Halten eines positiven Druckes im Reaktor (Füllen mit Inertgas), während des Stillstandes, um eine Re-Oxidation des noch heißen Produktes zu verhindern

Die Funktion des FK Inertgasgenerators
Verbrennungsluft (Sauerstoff O2) und Erdgas werden in einem speziell dafür konzipierten Brenner gemischt und zusammen der doppelwandigen, gekühlten Edelstahlbrennkammer zugeführt. Die Zündung des Brenners wird mittels einer Hochspannungselektrode durchgeführt. Flammüberwachung erfolgt mittels einer UV-Diode (optische Flamm-überwachung). In der Brennkammer erfolgt dann die exotherme Reaktion zwischen Erdgas und Luft. Die nachgeschaltete Kühlung der Gase erfolgt in zwei Stufen mittels eines vertikal angebrachten Kühlturmes und einer nachgeschalteten Kältemaschine mit entsprechenden Rohrbündelkühlern.
Die gesamte Anlage arbeitet vollautomatisch mit Steuerung der Inertgas Analyse ohne Bedienungspersonal. Innerhalb von ca. 30 Minuten ist eine große Inertgasmenge (z.B. 3500 Nm³/h) verfügbar. Während des Betriebes stellt sich der Generator selbst auf die angeforderte Inertgasmenge ein.

- Broschüre: FK-Schutzgasgeneratoren für Direkt-Reduktions-Verfahren

- Bilder Inertgasgeneratoren im Direktreduktionsverfahren