Спосіб та установка для одержання газу-замінника
Номер патенту: 105376
Опубліковано: 12.05.2014
Автори: Плауль Ян-Фрідеманн, Мілльнер Роберт, Відер Курт
Формула / Реферат
1. Спосіб відновлення матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, при якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють у відновлювальній зоні за допомогою відновлювального газу, а утворений під час відновлення відпрацьований газ відводять і піддають сепарації СО2, під час якої видаляють залишковий газ з вмістом СО2, який відрізняється тим, що залишковий газ з метою вирівнювання коливань у кількості та теплотворній здатності спочатку накопичують у газовому колекторі, змішують з кисневмісним газом, зокрема з чистим киснем, у пальниковій системі і спалюють з утворенням газу-замінника, причому газ-замінник після зневоднення використовують замість інертного газу, зокрема замість азоту, причому принаймні частину газу-замінника після зневоднення і/або ущільнення з метою регулювання температури згорання при спалюванні залишкового газу змішують з кисневмісним газом і повертають у пальникову систему.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газ-замінник після спалювання охолоджують у принаймні одній стадії, зокрема до температури від 20 до 60 °C, зневоднюють та ущільнюють, а при потребі осушують.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що спалювання суміші залишкового газу з кисневмісним газом здійснюють у камері згорання.
4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що залишковий газ за допомогою газодувки або компресора вводять у пальникову систему, зокрема з регулюванням кількості за допомогою відповідного регулятора кількості потоку.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що кількісну подачу поверненого газу-замінника в пальниковусистему здійснюють таким чином, що температура полум'я при спалюванні є сталою.
6. Спосіб за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що залишковий газ перед спалюванням змішують з верхнім газом, відхідним газом або надлишковим газом із відновлювального або плавильно-відновлювального процесу.
7. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що зневоднений та ущільнений і при потребі осушений газ-замінник знаходить своє застосування в системах захисного газу при завантаженні оксидів і/або вугілля, або як робочий газ при подачі вугілля через насадки, або при охолодженні кисневих списів у пальниках, або як газ для продувки чи охолодження, або для регулювання температури полум'я Raceway, або в пальникових системах, або для пневматичної доставки як газ-носій.
8. Спосіб за одним із пп. 4-7, який відрізняється тим, що залишковий газ і/або кисневмісний газ і/або повернений газ-замінник попередньо нагрівають перед спалюванням при використанні відпрацьованого тепла, що виникає при згоранні залишкового газу.
9. Установка для відновлення матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, у відновлювальному агрегаті, в якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють за допомогою відновлювального газу, а відновлювальний газ відводять як верхній газ і обробляють в сепаруючому пристрої (1) з метою видалення СО2 із верхнього газу, причому утворюється залишковий газ з вмістом СО2, яка відрізняється тим, що містить пальникову систему (2) для змішування залишкового газу з кисневмісним газом, зокрема чистим киснем, а також газовий колектор (14) для проміжного накопичення та гомогенізації залишкового газу перед його змішуванням з кисневмісним газом, а також камеру згорання (3) для введення цих газів і згорання при утворенні газу-замінника, що може бути відведений по трубопроводу (4) для газу-замінника, причому передбачено пристрій для рекуперації відпрацьованого тепла разом зі зневоднюючим пристроєм (5) для видалення води із газу-замінника, завдяки чому утворюється замінник інертного газу, зокрема азоту, причому передбачено зворотний трубопровід (9) для повернення частини зневодненого газу-замінника, а після домішування кисневмісного газу для подачі в пальникову систему (2) з метою регулювання температури згорання при спалюванні залишкового газу, причому він відгалужений від трубопроводу (4) для газу-замінника у напрямку потоку після зневоднюючого пристрою (5).
10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що між газовим колектором (14) та пальниковою системою (2) встановлено принаймні один компресор (6), призначений для ущільнення суміші залишкового газу з кисневмісним газом і принагідно з поверненим газом-замінником.
11. Установка за п. 9 або 10, яка відрізняється тим, що передбачено принаймні один компресор (7) для газу-замінника, призначений для ущільнення зневодненого газу-замінника.
12. Установка за будь-яким із пп. 9-11, яка відрізняється тим, що передбачено газодувку або компресор (6) і при потребі регулятор кількості потоку для подачі залишкового газу в пальникову систему (2).
13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що у зворотному трубопроводі (9) передбачено компресор (16) для ущільнення поверненого газу-замінника.
14. Установка за будь-яким із пп. 9-13, яка відрізняється тим, що передбачено додатковий зневоднюючий пристрій (10) для зневоднення ущільненого газу-замінника.
15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що зневоднюючий пристрій (5, 10) має пристрій (11) для охолодження і рекуперації відпрацьованого тепла та сепаратор конденсату (12) для видалення води із газу-замінника.
16. Установка за будь-яким із пп. 12-15, яка відрізняється тим, що у напрямку потоку після відгалуження зворотного трубопроводу (9) від трубопроводу (4) для газу-замінника встановлено додатковий компресор (13).
Текст
Реферат: Описані спосіб та установка для відновлення матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, при якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють у відновлювальній зоні за допомогою відновлювального газу, а утворений під час відновлення відпрацьований газ відводять і піддають видаленню СО 2 у пристрої (1) для сепарації СО2, у якому видаляють залишковий газ з вмістом СО 2. Залишковий газ піддають спалюванню та наступному зневодненню у зневоднюючому пристрої (5), а утворений газ-замінник використовують замість інертного газу. UA 105376 C2 (12) UA 105376 C2 UA 105376 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується способу та установки для відновлення матеріалу формі частинок, який містить оксид заліза, при якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють у відновлювальній зоні за допомогою відновлювального газу, а утворений під час відновлення відпрацьований газ відводять і піддають сепарації СО 2, під час якої видаляють залишковий газ з вмістом СО2. Так, наприклад, із US 6 478 841 В1 відомо, що відновлювальний газ, який після процесу відновлення відводиться із відновлювальної зони як верхній газ, надходить на повторне використання. Відомо, що верхній газ спочатку очищують і видаляють із нього СО 2. Шляхом видалення СО2 і/або Н2О відновлювальний потенціал верхнього газу підвищується, і його знову можна залучити до відновлення. Також можна спрямовувати на використання і видалений при цьому газ з великим вмістом СО2. Отриманий при очищенні від СО2 залишковий газ з вмістом СО2 має нестабільний склад. Із рівня техніки відомо, що залишковий газ підлягає термічній реалізації, причому енергію, що при цьому виникає, можна використати в процесі. При цьому існує недолік, що все-таки виникає велика кількість відпрацьованого газу, який доводиться викидати у атмосферу. Тому задача даного винаходу полягає у створенні способу та установки, які дозволяли б використання залишкового газу за умови зниження забруднення навколишнього середовища та створювали б замінник інертного газу в процесі. Цю задачу вирішено за допомогою способу згідно з винаходом, викладеному в пункті 1 формули винаходу, та установки за пунктом 9 формули винаходу. За допомогою способу згідно з винаходом утворено газ-замінник, який при спалюванні, зокрема у чистому кисні, більше не має жодних горючих компонентів і тому після зневоднення має такі властивості, які відповідають інертному газу, і тому може бути застосований як економічно вигідна альтернатива інертному газу. Перевагою застосування залишкового газу для виготовлення інертного газу є те, що він має дуже низький вміст азоту (N2). Крім того, внаслідок використання залишкового газу скорочуються викиди СО 2 та виробничі витрати при виробництві чавуну. Для спалювання доцільно застосовувати технічно чистий кисень або принаймні кисневмісний газ, який містить щонайменше 90 %, краще більш ніж 99 % кисню. При цьому можна продукувати газ-замінник з вмістом СО2 > 95 %, який має лише незначну долю азоту та кисню. Залишковий газ можна отримати із відпрацьованого газу після процесу відновлення. Для цього можна використовувати верхній газ, наприклад, із доменної печі або відновлювальної шахти або відхідний газ із агрегату з псевдозрідженим шаром або надлишковий газ із процесу плавильного відновлення. При відновленні матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, у відновлювальній зоні можна спочатку виготовляти губчасте залізо, яке потім переплавляють у чавун, але можливим є також безперервне здійснення цього у доменній печі, де відбувається плавильне відновлення. За допомогою вигідного способу можна замінити азотовмісні інертні гази, які часто застосовуються в металургійних установках та способах. Азот, присутній у інертному газі, перш за все при рециркуляції технологічних газів створює недолік, що полягає у збагаченні азоту, технологія видалення якого є дуже витратною і тому невигідною економічно. Внаслідок застосування газу-замінника замість азоту можна виділяти СО2 із рециркульованого технологічного газу значно простіше за допомогою відомих технічних способів. Оскільки кількість газу в цілому скорочується, тому що газ-замінник на відміну від інертного газу може бути відділеним, зменшується також і споживання електроенергії, а установки для відновлення заліза та рециркуляції технологічних газів можуть мати компактнішу та дешевшу конструкцію. Крім того, газ-замінник придатний для секвестрування СО2, оскільки численні способи секвестрування висувають високі вимоги до чистоти газів. За однією з доцільних форм виконання способу згідно з винаходом газ-замінник після спалювання охолоджують принаймні на одному етапі, наприклад до температури 20-60 °C, зневоднюють та конденсують, при потребі осушують. Шляхом охолодження гарячого газузамінника можна, наприклад, за допомогою конденсації відділити вологу і таким чином зневоднити газ-замінник. Це має значення для його використання як заміни інертного газу, оскільки в протилежному випадку може дійти до конденсації в постачальних трубах, а відтак до корозії та порушень в роботі. Внаслідок конденсації газ-замінник набуває того рівня тиску, який потрібен для звичних технічних застосувань. Оскільки залишковий газ після сепарації СО 2 має низький тиск на рівні приблизно 0,1 барг, конденсування газу-замінника є необхідним. Шляхом необов'язкового осушування вміст вологи в газі-заміннику можна зменшити ще більше. 1 UA 105376 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з винаходом спалювання суміші залишкового газу та кисневмісного газу здійснюється у пальниковій камері. Пальникова камера дозволяє здійснювати спалювання за контрольованих умов, причому особливо бажаним є повне спалювання. Крім того, температура спалювання утримується у певних межах, аби уможливити стабільну роботу за дуже постійних умов. Це має сенс, оскільки залишковий газ не має постійного складу протягом певного проміжку часу і тому може відповідно впливати на спалювання. За особливо доцільною формою виконання способу згідно з винаходом залишковий газ вводять у систему спалювання за допомогою газодувки або компресора, зокрема такого, що регулює кількість за допомогою регулювання потоку. Залишковий газ на виході після очищення від СО2 має низький тиск, причому його кількість та рівень тиску також можуть коливатися залежно від умов процесу. За допомогою газодувки та регулювання потоку можна цілеспрямовано регулювати кількість залишкового газу, вводячи його в систему спалювання. Необов'язково залишковий газ можна накопичувати у газовому колекторі, щоб, приміром, вирівняти коливання у складі та кількості, причому перш за все можна вирівнювати коливання теплоти згорання, завдяки чому можливим стає спалювання в стабільних умовах. За іншою доцільною формою виконання способу згідно з винаходом принаймні частину газузамінника, принагідно після зневоднення і/або ущільнення, змішують з кисневмісним газом і спрямовують до пальникової системи. Після зневоднення можна узгодити рівень тиску газузамінника. Шляхом повернення газу-замінника можна модифікувати суміш із газу, що підлягає згоранню, та кисневмісного газу, змінюючи частки горючих компонентів у суміші. Спосіб дії згідно з винаходом дозволяє, наприклад, встановлювати температуру спалювання або температуру топочної камери і газу-замінника. Таким чином можна запобігти утворенню чадного газу (NOX) або принаймні значно його скоротити. За особливою формою виконання способу згідно з винаходом подача потрібної кількості поверненого газу-замінника в пальникову систему відбувається шляхом того, що температура полум'я підтримується на сталому рівні. Це гарантує здійснення спалювання в оптимальних і постійних умовах. За доцільною формою виконання способу згідно з винаходом залишковий газ перед спалюванням змішують з верхнім газом, відхідним газом або надлишковим газом із відновного або плавильно-відновного процесу. Відновлювальні гази після відновлення залізовмісного матеріалу у формі частинок відводяться із відновлювальної зони. У випадку відновлювальної шахти або доменної печі цей газ називається верхнім газом, а у випадку агрегату псевдозрідженого шару - відхідним газом. Крім того, може також бути використаний відновлювальний газ, який на даний момент не потрібен у процесі, так званий надлишковий газ. Шляхом додавання вищеназваних газів можна чинити вплив на температуру спалювання та кількість газу-замінника та встановлювати їх. За доцільною формою виконання способу згідно з винаходом зневоднений та ущільнений і при потребі осушений газ-замінник застосовують в системах захисного газу при завантаженні оксидів і/або вугілля або у якості робочого газу при подачі вугілля через насадки або при охолодженні кисневих списів в пальниках, або у якості газу для продувки чи охолодження, або для регулювання температури полум'я Raceway, або в пальникових системах, або для пневматичної доставки у якості газу-носія. Внаслідок великого вмісту СО 2 зневоднений та ущільнений газ-замінникможе знайти застосування у багатьох випадках, заміняючи дуже поширений в техніці азот або інші інертні гази. Під Raceway фахівець розуміє пухирчасту порожнину, що утворюється при вдуванні у металургійний реактор. За доцільною формою виконання способу згідно з винаходом залишковий газ і/або кисневмісний газ і/або повернений газ-замінник перед спалюванням попередньо нагрівають з використанням виникаючого при спалюванні відпрацьованого тепла. Відпрацьоване тепло після спалювання у камері згорання може бути використане для попереднього нагрівання названих газів, щоб досягти ще більш точного встановлення температури при спалюванні. Таким чином можна також контролювати склад газу-замінника, напр. вміст NO2. Установка згідно з винаходом має ту перевагу, що залишковий газ з вмістом СО 2, який походить із пристрою для видалення СО2, за допомогою установки нескладної будови оптимальним чином може бути перетворений у негорючий і відносно безпечний газ-замінник. Для цього передбачено пальникову систему, що використовується для змішування залишкового газу з кисневмісним газом, а також камеру згорання, в яку цей газ вводять і спалюють з утворенням газу-замінника, а потім відводять по трубопроводу для газу-замінника. Необов'язково може бути передбачений газовий колектор для накопичення залишкового газу перед його змішуванням з кисневмісним газом у пальниковій системі. У газовому колекторі склад залишкового газу може бути значною мірою гомогенізований, оскільки залишковий газ в 2 UA 105376 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 умовах процесу має коливання свого складу, а відтак і теплотворної здатності, завдяки чому можна забезпечити стабільне згорання при переважно стабільних умовах. Трубопровід для газу-замінника сполучає камеру згорання з зневоднюючим пристроєм для видалення води із газу-замінника. Вже зневоднений газ-замінник може по традиційній для техніки системі інертного газу надходити до споживачів інертного газу. Внаслідок дуже високого вмісту СО2 і незначного вмісту N цей газ-замінник є придатним для багатьох випадків застосування. Завдяки пальниковій системі отримується дуже однорідна суміш залишкового газу з кисневмісним газом, внаслідок чого може бути забезпечене повне згорання горючих компонентів залишкового газу. Традиційні пристрої для сепарації СО2 працюють, наприклад, за принципом адсорбції зміни тиску або вакуумної адсорбції зміни тиску, вони відомі фахівцеві. За альтернативною формою виконання установки згідно з винаходом між газовим колектором та камерою згорання розміщено принаймні один компресор, що служить для ущільнення залишкового газу. Ущільнення перед спалюванням має ту перевагу, що складові установки працюють при підвищеному тиску і таким чином можуть бути виконані більш компактними. Можливий варіант установки згідно з винаходом передбачає наявність принаймні одного компресора для газу-замінника, призначеного для ущільнення зневодненого газу-замінника. За його допомогою можна відповідним чином пристосувати рівень тиску для подальшого застосування газу-замінника. За альтернативною формою виконання установки згідно з винаходом передбачено газодувку або компресор і при потребі регулятор потоку для подачі залишкового газу в пальникову систему. Оскільки залишковий газ в умовах процесу має дуже низький тиск, він мусить надходити через газодувку або компресор, причому відбувається і регулювання кількості залишкового газу. За іншою формою виконання установки згідно з винаходом передбачено зворотний трубопровід, який повертає частину зневодненого газу-замінника, а після змішування з киснем доставляє його в пальникову систему, причому він відгалужується від трубопроводу для газузамінника у напрямку потоку після зневоднюючого пристрою. Таким чином можна при потребі частину зневодненого газу-замінника повертати в пальникову систему, що може чинити вплив на спалювання внаслідок надходження негорючих компонентів. За доцільною формою виконання установки згідно з винаходом передбачено ще один зневоднюючий пристрій для зневоднення ущільненого газу-замінника. Завдяки додатковому зневодненню забезпечується ще менший вміст вологи в газі-заміннику. За особливою формою виконання установки згідно з винаходом до складу зневоднюючого пристрою входять пристрій для рекуперації невикористаного тепла та сепаратор для видалення води з газу-замінника. Обезводнення шляхом конденсування здійснюється за випробуваною технологією. За особливо доцільною формою виконання установки згідно з винаходом у напрямку потоку після відгалуження зворотного трубопроводу від трубопроводу газу-замінника встановлено ще один компресор. За допомогою цього компресора можна окремо встановлювати тиск газузамінника, який не був повернений, і підготувати його для подальшого застосування. Нижче винахід пояснюється більш детально на прикладах за допомогою фігур 1-4. Фіг. 1 та 2 - Установка для одержання газу-замінника у двох формах виконання; Фіг. 3 та 4 - Установки згідно з винаходом для одержання газу-замінника з рециркуляцією газу-замінника у двох формах виконання. Фіг. 1 показує установку для одержання газу-замінника. Із не зображеного відновлювального агрегату, який може бути доменною піччю, відновлювальною шахтою, агрегатом псевдозрідженого шару або також плавильним газогенератором, відводять відпрацьований газ AG, тобто вже використаний для відновлення відновлювальний газ, і спрямовують його у пристрій 1 для сепарації СО2. При цьому утворюються технологічний газ PG та залишковий газ TG з вмістом СО2, причому останній спочатку накопичується у газовому колекторі 14. Об'єм газового колектора 14 обрано таким чином, щоб коливання у складі залишкового газу могли суттєво вирівнюватися. Через компресор 6, який може бути виконаний, наприклад, як двоступінчастий гвинтовий компресор, поршневий компресор або багатоступінчастий турбокомпресор, залишковий газ TG спочатку отримує тиск від 6 до 12 бар і спрямовується до системи пальників 2, де залишковий газ TG змішують з кисневмісним газом O2-G. Здебільшого при цьому додають технічно чистий кисень. Шляхом ущільнення залишкового газу TG перед спалюванням можна передбачити газ 3 UA 105376 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 замінник лише з одним зневодненням чи охолодженням, тому конструкція установки може бути простою. Додатково можна також відпрацьований газ AG, наприклад, верхній газ, відхідний газ або надлишковий газ, безпосередньо змішувати з залишковим газом і подавати в пальникову систему 2 за допомогою підвідного трубопроводу 8. Суміш із залишкового газу та кисневмісного газу O 2-G і принагідно із відпрацьованого газу AG спрямовують до камери згорання 3, у якій залишковий газ TG і принагідно відпрацьований газ AG майже повністю згорають, внаслідок чого утворений при згоранні газ-замінник має дуже високий вміст СО2 і лише незначну кількість водяної пари, азоту або кисню. Утворений при спалюванні газ-замінник по трубопроводу 4 надходить в зневоднюючий пристрій 5, який значною мірою звільняє газ-замінник від вологи. Камера згорання також може бути об'єднана з зневоднюючим пристроєм 5 в один вузол. Обезводнюючий пристрій 5 може мати охолоджувач або пристрій 11 для рекуперації відпрацьованого тепла та сепаратор 12 для конденсату, причому відсепаровану воду відводять по трубі як конденсат. Додатково можна передбачити осушуючий пристрій 15, щоб ще більше зменшувати вміст вологи у газі-заміннику до рівня нижче точки роси для газу. Тепер осушений газ-замінник може надходити до споживача IV інертного газу або після підвищення тиску за допомогою секвеструючого компресора 17 - на секвестрацію СО2 у пристрій SQ. Фіг. 2 показує альтернативну форму, яка відрізняється від установки на фіг. 1 тим, що має газодувку 6 для незначного ущільнення залишкового газу TG до тиску приблизно 0,1-0,3 барг. Додатково відбувається ущільнення газу-замінника за допомогою компресора 7 для газузамінника до тиску 6-12 барг. Компресор 7 для газу-замінника може бути виконаний, наприклад, як двоступінчастий гвинтовий компресор, поршневий компресор або багатоступінчастий турбокомпресор. Фіг. 3 показує установку згідно з винаходом для одержання газу-замінника з рециркуляцією газу-замінника. Для цього передбачено зворотний трубопровід 9 для рециркуляції частини зневодненого газу-замінника в пальникову систему 2. За його допомогою можна регулювати спалювання залишкового газу і створювану при цьому температуру полум'я. При цьому зворотний трубопровід 9 відгалужується від трубопроводу 4 для газу-замінника у напрямку потоку після зневоднюючого пристрою 5. За фіг. 4 у напрямку потоку після відгалуження зворотного трубопроводу 9 від трубопроводу 4 для газу-замінника можна передбачити інший компресор 13, додатковий зневоднюючий пристрій 10 та осушуючий пристрій 15. Аналогічно з конструкцією за фіг. 2 передбачено газодувку 6 для незначного ущільнення залишкового газу TG до тиску приблизно 0,1-0,3 барг та інший компресор 13 для ущільнення до тиску 6-12 барг. Додатково у всіх формах виконання за фіг. 1-4 можна передбачити у напрямку потоку після газодувки чи компресора 6 пусковий чи компенсуючий трубопровід 18. Він служить для того, щоб ту кількість залишкового газу, яка не була використана для створення газу-замінника або для секвестрування, домішувати до потоку газу, що відводиться, наприклад, вивантажується після процесу відновлення. Альтернативно пусковий чи компенсуючий трубопровід 18 може бути також розміщений вище газового колектора 14 або газодувки чи компресора 6, щоб тут відводити непотрібний залишковий газ TG. Для транспортування або для ущільнення поверненого газу-замінника можна передбачити компресор 16 у зворотному трубопроводі 9. Шляхом окремої подачі кисневмісний газ O 2-G спочатку змішують з поверненим газом-замінником і потім вводять у пальникову систему 2. У напрямку потоку після відгалуження зворотного трубопроводу 9 можуть бути передбачені ще один компресор 13, додатковий зневоднюючий пристрій 10 та осушуючий пристрій 15. При виконанні згідно з прикладами за фіг. 2-4 не потрібно, щоб камера згорання 3 і/або охолоджувач чи пристрій 11 для рекуперації відпрацьованого тепла були виконані як напірні резервуари, оскільки тиск і без того становить менше ніж 0,5 барг. Перелік позиційних позначень 1 - пристрій для сепарації СО2 2 - пальникова система 3 - камера згорання 4 - трубопровід для газу-замінника 5 - зневоднюючий пристрій 6 - газодувка або компресор 7 - компресор для газу-замінника 8 - підвідний трубопровід 9 - зворотний трубопровід 4 UA 105376 C2 5 10 - зневоднюючий пристрій 11 - пристрій для охолодження і рекуперації відпрацьованого тепла 12 - сепаратор конденсату 13 - інший компресор 14 - газовий колектор 15 - осушуючий пристрій 16 -компресор 17 - секвеструючий компресор 18 - пусковий пристрій або компенсатор кількості 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб відновлення матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, при якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють у відновлювальній зоні за допомогою відновлювального газу, а утворений під час відновлення відпрацьований газ відводять і піддають сепарації СО2, під час якої видаляють залишковий газ з вмістом СО 2, який відрізняється тим, що залишковий газ з метою вирівнювання коливань у кількості та теплотворній здатності спочатку накопичують у газовому колекторі, змішують з кисневмісним газом, зокрема з чистим киснем, у пальниковій системі і спалюють з утворенням газу-замінника, причому газ-замінник після зневоднення використовують замість інертного газу, зокрема замість азоту, причому принаймні частину газу-замінника після зневоднення і/або ущільнення з метою регулювання температури згорання при спалюванні залишкового газу змішують з кисневмісним газом і повертають у пальникову систему. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газ-замінник після спалювання охолоджують у принаймні одній стадії, зокрема до температури від 20 до 60 °C, зневоднюють та ущільнюють, а при потребі осушують. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що спалювання суміші залишкового газу з кисневмісним газом здійснюють у камері згорання. 4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що залишковий газ за допомогою газодувки або компресора вводять у пальникову систему, зокрема з регулюванням кількості за допомогою відповідного регулятора кількості потоку. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що кількісну подачу поверненого газу-замінника в пальникову систему здійснюють таким чином, що температура полум'я при спалюванні є сталою. 6. Спосіб за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що залишковий газ перед спалюванням змішують з верхнім газом, відхідним газом або надлишковим газом із відновлювального або плавильно-відновлювального процесу. 7. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що зневоднений та ущільнений і при потребі осушений газ-замінник знаходить своє застосування в системах захисного газу при завантаженні оксидів і/або вугілля, або як робочий газ при подачі вугілля через насадки, або при охолодженні кисневих списів у пальниках, або як газ для продувки чи охолодження, або для регулювання температури полум'я Raceway, або в пальникових системах, або для пневматичної доставки як газ-носій. 8. Спосіб за одним із пп. 4-7, який відрізняється тим, що залишковий газ і/або кисневмісний газ і/або повернений газ-замінник попередньо нагрівають перед спалюванням при використанні відпрацьованого тепла, що виникає при згоранні залишкового газу. 9. Установка для відновлення матеріалу у формі частинок, який містить оксид заліза, у відновлювальному агрегаті, в якому матеріал з вмістом оксиду заліза принаймні частково відновлюють за допомогою відновлювального газу, а відновлювальний газ відводять як верхній газ і обробляють в сепаруючому пристрої (1) з метою видалення СО 2 із верхнього газу, причому утворюється залишковий газ з вмістом СО2, яка відрізняється тим, що містить пальникову систему (2) для змішування залишкового газу з кисневмісним газом, зокрема чистим киснем, а також газовий колектор (14) для проміжного накопичення та гомогенізації залишкового газу перед його змішуванням з кисневмісним газом, а також камеру згорання (3) для введення цих газів і згорання при утворенні газу-замінника, що може бути відведений по трубопроводу (4) для газу-замінника, причому передбачено пристрій для рекуперації відпрацьованого тепла разом зі зневоднюючим пристроєм (5) для видалення води із газу-замінника, завдяки чому утворюється замінник інертного газу, зокрема азоту, причому передбачено зворотний трубопровід (9) для повернення частини зневодненого газу-замінника, а після домішування кисневмісного газу для подачі в пальникову систему (2) з метою регулювання температури згорання при спалюванні 5 UA 105376 C2 5 10 15 20 залишкового газу, причому він відгалужений від трубопроводу (4) для газу-замінника у напрямку потоку після зневоднюючого пристрою (5). 10. Установка за п. 9, яка відрізняється тим, що між газовим колектором (14) та пальниковою системою (2) встановлено принаймні один компресор (6), призначений для ущільнення суміші залишкового газу з кисневмісним газом і принагідно з поверненим газом-замінником. 11. Установка за п. 9 або 10, яка відрізняється тим, що передбачено принаймні один компресор (7) для газу-замінника, призначений для ущільнення зневодненого газу-замінника. 12. Установка за будь-яким із пп. 9-11, яка відрізняється тим, що передбачено газодувку або компресор (6) і при потребі регулятор кількості потоку для подачі залишкового газу в пальникову систему (2). 13. Установка за п. 12, яка відрізняється тим, що у зворотному трубопроводі (9) передбачено компресор (16) для ущільнення поверненого газу-замінника. 14. Установка за будь-яким із пп. 9-13, яка відрізняється тим, що передбачено додатковий зневоднюючий пристрій (10) для зневоднення ущільненого газу-замінника. 15. Установка за п. 14, яка відрізняється тим, що зневоднюючий пристрій (5, 10) має пристрій (11) для охолодження і рекуперації відпрацьованого тепла та сепаратор конденсату (12) для видалення води із газу-замінника. 16. Установка за будь-яким із пп. 12-15, яка відрізняється тим, що у напрямку потоку після відгалуження зворотного трубопроводу (9) від трубопроводу (4) для газу-замінника встановлено додатковий компресор (13). 6 UA 105376 C2 7 UA 105376 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and plant for the production of substitute gas
Автори англійськоюMillner, Robert, Plaul, Jan-Fridemann, Wieder, Kurt
Автори російськоюМиллнер Роберт, Плауль Ян-Фридеманн, Видер Курт
МПК / Мітки
МПК: C21B 13/00, C21B 5/06
Мітки: газу-замінника, спосіб, одержання, установка
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-105376-sposib-ta-ustanovka-dlya-oderzhannya-gazu-zaminnika.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та установка для одержання газу-замінника</a>
Попередній патент: Спосіб виготовлення вагінального супозиторія
Наступний патент: Заміщені похідні індазола і азаіндазола як модулятори гамма-секретази
Випадковий патент: Затискач