Спосіб термічної обробки агломератів і пристрій для термічної обробки агломератів (варіанти)

1 Спосіб термічної обробки агломератів, зокрема, високотемпературного випалення окатишів, які містять оксид заліза, у декількох послідовних зонах обробки в реакторі, зокрема, в шахтній печі, в якому агломерати - постійно подають в зону завантаження і утворюють в реакторі шар, - висушують і нагрівають в зоні сушіння і нагріву, наступній за зоною завантаження, - обпалюють в зоні випалення, наступній за зоною нагріву, - охолоджують в зоні охолоджування, наступній за зоною випалення, і - вивантажують з реактора в зоні вивантаження, наступній за зоною охолоджування, який відрізняється тим, що в зоні подачі газу, розташованій безпосередньо перед зоною вивантаження в напрямку руху агломератів, в реактор подають горючу газову суміш, яка проходить через нього протитоком відносно агломератів, загоряється на переході із зони охолоджування в зону випалення і потім її виводять з реактора у вигляді відпрацьованого газу в зоні виходу, розташованій безпосередньо перед зоною завантаження в напрямку руху потоку газу 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що горючу газову суміш і негорючу газову суміш по черзі подають в реактор в зоні подачі газу 3 Спосіб по одному з пп 1 або 2, який відрізняється тим, що газ подають в зоні подачі газу із загалом рівномірним розподілом по горизонтальному поперечному перетину реактора 4 Спосіб по одному з пп 1 або 3, який відрізняється тим, що гази відводять із зони виходу із загалом рівномірним розподілом по горизонтальному поперечному перетину реактора 5 Спосіб по одному з пп 1-4, який відрізняється тим, що подають горючу газову суміш, яка містить таку КІЛЬКІСТЬ горючого газу, зокрема, СпН2П+2 і/або CO і/або ЬІ2, і газу, який містить кисень, зокрема, повітря і/або технічний кисень, якого досить для отримання температур, які потрібно отримати під час її згоряння 6 Спосіб по одному з пп 1-5, який відрізняється тим, що горючий газ містить природний газ і/або пічний газ, і/або коксовий газ, і/або генераторний газ, і/або синтез-газ, і/або відновний газ 7 Спосіб по одному з пп 1-6, який відрізняється тим, що регулюють співвідношення горючого газу і газу, що містить кисень, в горючій газовій суміші 8 Спосіб по одному з пп 1-7, який відрізняється тим, що співвідношення горючого газу і газу, що містить кисень, в горючій газовій суміші регулюють як функцію температури в зоні випалення і/або просторового розміру зони випалення 9 Спосіб по одному з пп 1-8, який відрізняється тим, що регулюють швидкість, при якій горюча газова суміш або негорюча газова суміш протікає через шар агломератів 10 Спосіб по одному з пп 1-9, який відрізняється тим, що швидкість, при якій горюча газова суміш протікає через шар агломератів, регулюють як функцію температури в зоні випалення і/або просторового розміру зони випалення 11 Спосіб по одному з пп 1-10, який відрізняється тим, що швидкість, при якій горюча газова суміш протікає через шар агломератів, вибирають більшою або рівною швидкості поширення полум'я горючої газової суміші 12 Спосіб по одному з пп 2-11, який відрізняється тим, що негорюча газова суміш створена з щонайменше частково рециркульованого відпрацьованого газу, відведеного з шахтної печі в зоні виходу, і/або повітря 13 Спосіб по одному з пп 2-11, який відрізняється тим, що негорюча газова суміш утворена з щонайменше частково рециркульованого відпрацьованого газу з іншого процесу згоряння і/або повітря О 1 Ю 57144 14 Спосіб по одному з пп 1-13, який відрізняється тим, що в зону вивантаження реактора подають бар'єрний газ, переважно повітря 15 Пристрій для термічної обробки агломератів, зокрема, високотемпературного випалення окатишів, які містять оксид заліза, що включає щонайменше один реактор (1), зокрема, щонайменше одну шахтну піч, що має верхню зону завантаження (2) для завантаження агломератів за допомогою завантажувального пристрою (3), і нижню зону вивантаження (4) оброблених агломератів з реактора (1) за допомогою розвантажувального пристрою (5), який має зону виходу (11), розташовану під зоною завантаження (2) і містить засоби (12) для відведення відпрацьованого газу з реактора (1), і має зону подачі газу (6), розташовану між зоною завантаження (2) і зоною вивантаження (4), і містить засоби (7) для подачі газів, який відрізняється тим, що горюча газова суміш може бути поданою із загалом рівномірним розподілом по горизонтальному поперечному перетину реактора (1) з використанням засобів (7) для подачі газів, а відпрацьований газ може бути відведений із загалом рівномірним розподілом по горизонтальному поперечному перетину реактора (1) з використанням засобів (12) для відведення газів 16 Пристрій по п 15, який відрізняється тим, що кожний із засобів (12) для рівномірного відведення газів і/або засобів (7) для рівномірної подачі газів містить щонайменше один, переважно щонайменше два брусоподібних внутрішніх фітинги, які проходять, переважно горизонтально, через зону виходу (11) і зону подачі газу (6), ВІДПОВІДНО 17 Пристрій по одному з пп 15 або 16, який відрізняється тим, що вертикальний поперечний перетин одного з внутрішніх фітингів (7, 12) вибраний таким чином, щоб його ширина в самому широкому МІСЦІ складала мінімум п'ять, переважно мінімум десять, особливо переважно від 15 до 25 середніх діаметрів агломерату 18 Пристрій по одному з пп 15-17, який відрізняється тим, що відстань між внутрішніми фітингами (7, 12) складає мінімум три, переважно мінімум п'ять максимальних діаметрів агломерату 19 Пристрій по одному з пп 15-18, який відрізняється тим, що вертикальний поперечний перетин внутрішнього фітинга (7, 12) має загалом прямокутну або квадратну, або трикутну, або трапецієподібну, або закруглену згори форму 20 Пристрій по п 15, який відрізняється тим, що засоби (12) для рівномірного відведення і/або засоби (7) для рівномірної подачі газів виконані у вигляді газорозподільної основи (16), яка утворена перфорованою пластиною, що проходить через весь поперечний перетин реактора 21 Пристрій по п 20, який відрізняється тим, що ширина ребер між двома суміжними вирізами (17) в газорозподільній основі складає мінімум п'ять, переважно мінімум десять, особливо переважно від 15 до 25 середніх діаметрів агломерату 22 Пристрій по одному з пп 20 або 21, який відрізняється тим, що відстань між двома суміжними ребрами газорозподільної основи складає мінімум три, переважно мінімум п'ять максимальних діаметрів агломерату 23 Пристрій по одному з пп 20-22, який відрізняється тим, що вирізи (17) в газорозподільній основі (16) розташовані рядами, які рівномірно відстоять один від одного, при цьому вирізи (17) всередині одного ряду відстоять один від одного через, загалом, однакові інтервали 24 Пристрій по одному з пп 20-23, який відрізняється тим, що вирізи (17) в газорозподільній основі (16) мають, загалом, квадратну або прямокутну, або круглу форму 25 Пристрій по одному з пп 15-24, який відрізняється тим, що над засобами (7) для подачі газу розташований пристрій переміщення (24) для переміщення агломератів і дроблення скупчень 26 Пристрій по п 25, який відрізняється тим, що пристрій переміщення (24) утворений щонайменше однією, переважно щонайменше двома дробарками скупчень, виконаними у вигляді привідного ролика з дробильними зубцями, розподіленими по його окружності 27 Пристрій по одному з пп 15-26, який відрізняється тим, що газоподавальні лінії (14) входять в реактор (1) безпосередньо під засобами (7) для рівномірної подачі газів 28 Пристрій по п 27, який відрізняється тим, що є головна газоподавальна ЛІНІЯ (19), яка розгалужується з утворенням газоподавальних ЛІНІЙ (14) і містить газозмішувальний пристрій (22) 29 Пристрій по одному з пп 15-28, який відрізняється тим, що газовідвідні лінії (15) входять у реактор (1) безпосередньо під засобами (12) для рівномірного відведення газів 30 Пристрій по одному з пп 15-29, який відрізняється тим, що газовідвідні лінії (15) сполучаються з утворенням головної газовідвідної лінії (18) 31 Пристрій по одному з пп 15-30, який відрізняється тим, що головна газовідвідна ЛІНІЯ (18) зв'язана з головною газоподавальною ЛІНІЄЮ (19) 32 Пристрій по одному з пп 15-31, який відрізняється тим, що ЛІНІЯ (20) для подачі газу, що містить кисень, входить в головну газоподавальну ЛІНІЮ (19) 33 Пристрій по одному з пп 15-32, який відрізняється тим, що ЛІНІЯ (21) для подачі горючого газу входить в головну газоподавальну ЛІНІЮ (19) 34 Пристрій по одному з пп 15-33, який відрізняється тим, що ЛІНІЯ бар'єрного газу (25) для подачі бар'єрного газу входить в реактор (1) в зоні вивантаження (4) 35 Пристрій по одному з пп 15-34, який відрізняється тим, що в зоні вивантаження (4) є затвор 36 Пристрій, який містить два реактори (1) по одному з пп 28-35, який відрізняється тим, що головна газовідвідна ЛІНІЯ (18) першого реактора (1) зв'язана з головною газоподавальною ЛІНІЄЮ (19) другого реактора (1), і тим що головна газовідвідна ЛІНІЯ (18) другого реактора (1) зв'язана з головною газоподавальною ЛІНІЄЮ (19) першого реактора (1) 57144 Винахід відноситься до способу термічної обробки агломератів, зокрема, високотемпературного випалення окатишів, які містять оксид заліза, у декількох послідовних зон обробки в реакторі, зокрема, в шахтній печі, по якому агломерати постійно подають в зону завантаження,де вони утворюють шар, висушують і нагрівають в зоні сушіння і нагріву, наступній за зоною завантаження, обпалюють в зоні випалення, наступній за зоною нагріву, охолоджують в зоні охолоджування, наступній за зоною випалення, і вивантажують з реактора в зоні вивантаження, наступній за зоною охолоджування Відома велика КІЛЬКІСТЬ способів термічної обробки агломератів, що включають використання, зокрема, окатише-обпалювальних машин і окатише-обпалювальних шахтних печей, які використовують для високотемпературного випалення окатишів руди Високотемпературне випалення окатишів руди на окатише-обпалювальних машинах звичайно здійснюється на пересувних ґратках з газовими ковпаками Окатише-обпалювальні машини мають різні зони обробки у напрямку руху пересувної ґратки, а саме - зону сушіння, зону випалення і зону охолоджування Ці зони можуть бути розділені, наприклад, на різні зони сушіння, зону нагріву, зону випалення і перевипалення і різні зони охолоджування Необхідне технологічне тепло звичайно вводять в процес головним чином або виключно за рахунок гарячих газів Ці гарячі гази виробляються в камерах згоряння шляхом спалення твердих видів палива, які знаходяться в рідкій, газоподібній або пилоподібній формі, і потім проходять в газові ковпаки Оскільки відпрацьовані гази згоряння ІНОДІ дуже гарячі, то для того, щоб утилізувати їх тепло, використовують різні системи рециркуляції газу У іншому способі високотемпературного випалення окатишів руди, способі конвеєрної/карусельної трубчастої печі, потрібні три вузли для окремих фаз термообробки конвеєрна сушарка з попереднім нагрівом, карусельна трубчаста піч і пристрій охолоджування окатишів Цей спосіб має ту перевагу, що можливе регулювання окремих фаз термічної обробки Однак три пристрої, необхідні для цього способу, зумовлюють високі капіталовкладення і експлуатаційні витрати Інший недолік полягає у високому рівні стирання матеріалу руди в карусельній трубчастій печі У окатише-обпалювальній шахтній печі реалізований інший прийнятний варіант способу високотемпературного випалення окатишів руди У цьому способі гарячі гази згоряння нагнітають у піч або в шар у верхній частині печі, внаслідок чого відбувається випалення окатишів при високій температурі Обпалені окатиші охолоджують за рахунок нагнітання охолоджуючого повітря через відвідну область шахтної печі, при цьому охолоджуюче повітря підіймається вгору і проходить крізь шар окатишів в печі і, таким чином, забирає тепло від обпалених окатишів Повітря, яке було нагріте таким чином, вносить свою частку тепла разом з гарячими газами згоряння у випалення окатишів і в сушіння окатишів У окатише-обпалювальних машинах нагрів шару окатишів, розміщеного на гратці, продовжується доти, поки навіть окатиші, які лежать на самому дні шару, не будуть повністю обпалені Недолік цього полягає в тому, що окатиші, які знаходяться у верхній частині шару, хоча вони вже повністю обпалені, продовжують нагріватися просто тому, що окатиші в нижніх областях шару ще не нагрілися до температури випалення або щонайменше не прогрілися протягом достатнього часу Цей факт неминуче веде до підвищеного споживання енергії і до обмеження продуктивності пристрою, а також до різної якості окатишів в різних частинах шару Шахтна піч не має цього недоліку, але в технологи шахтних печей, навіть при малих діаметрах шахти, малоймовірне досягнення рівномірного нагріву окатишів газами згоряння, які нагнітають збоку Отже, продуктивність окатишеобпалювальних шахтних печей вельми обмежена Найбільші шахтні печі в цей час мають придатну продуктивність близько 500 000 тонн Таким чином, пристрій для виробництва 2,5млн т окатишів/рік вимагає використання п'яти шахтних печей і тільки одного пристрою пересувної ґратки Подальше підвищення продуктивності звичайних окатише-обпалювальних шахтних печей малоймовірне через проблему нерівномірності споживання енергії по поперечному перетину По тій же причині окатише-обпалювальні шахтні печі придатні лише для випалення окатишів, які містять в основному магнетитові руди, оскільки оксидування магнетиту з утворенням гематиту є екзотермічним процесом і тому має значний енергетичний вплив на процес випалення Велика КІЛЬКІСТЬ енергії, необхідної для випалення окатишів, які містять гематитові руди, не може бути рівномірно розподілена по поперечному перетину шахти Однак ця умова є обов'язковою для виробництва окатишів рівномірно високої якості У DE-C 27 00 485 описаний спосіб випалення окатишів залізняку, в якому сірі окатиші висушують і заздалегідь нагрівають в конвеєрній печі, а потім обпалюють в шахтній печі і після цього охолоджують Для зниження споживання енергії в технологічному процесі гази, що використовуються для охолоджування обпалених окатишів, пропускають через технологічні етапи випалення, попереднього нагріву і сушіння протитоком до окатишів Крім того, частина газів, що використовуються для сушіння сірих окатишів, використовують для охолоджування обпалених гранул Спосіб, запропонований в DE-C 27 00 485, нічого не вносить у вирішення проблеми низької продуктивності окатише-обпалювальної шахтної печі Пічний пристрій, згідно з описом, являє собою конвеєрну піч і шість шахтних печей Тому даний спосіб є негативним відносно необхідних капіталовкладень Наступна проблема складається в тому, що заздалегідь нагріті або заздалегідь обпалені окатиші повинні бути вивантажені із конвеєрної печі і потім подані в шахтну піч (печі) Як показує досвід, це веде до високого рівня стирання окатишів, що також небажано Таким чином, задача даного винаходу склада 57144 8 ється в створенні способу термічної обробки аглосуміші припиняють і в шар нагнітають негорючу мератів, зокрема, високотемпературного випаленгазову суміш Негорюча газова суміш, яка також ня окатишів, які містять оксид заліза, в якому усупідіймається вгору в шар, охолоджує вже обпалені нені недоліки, характерні для відомої технології окатиші У ході цього процесу шар, який знахоЗокрема, спосіб по винаходу повинен забезпедиться в зоні випалення і в якому перед цим відчити можливість експлуатації окатишебувалося згоряння або переважали температури обпалювальних шахтних печей з істотно підвищевипалення окатишів, охолоджується нижче за темною продуктивністю в порівнянні з відомими спопературу загоряння горючої газової суміші, і велисобами або печами Крім того, спосіб по винаходу ка частина теплової енергії, що міститься в шарі повинен відрізнятися високою ефективністю викоокатишів в зоні випалення, передається окатишам, ристання енергії і тому бути дуже економічним що знаходяться вище, таким чином нагріваючи ці Крім того, спосіб по винаходу також повинен годиокатиші щонайменше до температури загоряння тися для випалення окатишів, які містять високі горючої газової суміші рівні гематитових руд По закінченні цього процесу теплопередачі, тобто, коли шар не повністю обпалених окатишів, По винаходу, ця задача вирішується тим, що в який лежить безпосередньо над обпаленими оказоні подачі газу, розташованій безпосередньо петишами, набуває температуру загоряння, горючу ред зоною вивантаження в напрямку руху агломегазову суміш знов нагнітають у шахтну піч у зоні ратів, в реактор вводять горючу газову суміш, яка подачі газу, і ця горюча газова суміш знов мимовіпроходить через нього протитоком відносно аглольно загоряється безпосередньо над обпаленими мератів, загоряється на переході із зони охолоокатишам и джування в зону випалення і виводиться з реактора у вигляді відпрацьованого газу в зоні виходу, У будь-якому випадку, легко визначити дослірозташованій безпосередньо перед зоною завандним шляхом, як довго або яку КІЛЬКІСТЬ негорючої таження в напрямку руху потоку газу газової суміші необхідно пропускати крізь шар, щоб отримати температурний розподіл, який опиСпосіб по винаходу вперше забезпечує можсаний вище ливість вирішити проблему нерівномірної подачі енергії в окатише-обпалювальні шахтні печі, оскіТаке зміцнення окатишів шляхом почергового льки енергія вводиться не зовні шляхом подачі спалення газової суміші в зоні випалення і перегарячих газів згоряння, а зсередини шару за рахудачі тепла до окатишів, які ще не обпалені, здійснок згоряння горючої газової суміші, що мимовільнюється без перерв, що забезпечує можливість но загоряється У результаті діаметр шахти більше безперервного виробництва не є обмежуючим чинником для її потужності, з Даний варіант способу по винаходу відрізняодного боку, можна експлуатувати окатишеється особливо низьким споживанням енергії і, обпалювальні шахтні печі з великим діаметром і, отже, незначним впливом на навколишнє середоВІДПОВІДНО, підвищеною продуктивністю, а з іншого вище, оскільки повторюване перемикання між боку, шахтна піч цього типу вже не обмежується операціями згоряння і теплопередачі означає, що випаленням сірих окатишів, які містять в основноенергія, що подається, використовується оптимаму магнетитові руди Вперше також з'являється льним чином можливість обпалювати в шахтній печі окатиші, які Оскільки необхідний період випалення може містять в основному гематитові руди, без відхибути встановлений точно, то обпалені окатиші малення якості обпалених окатишів або недостатньо ють рівномірно високу якість рівномірного випалення ВІДПОВІДНО ДО ІНШИХ переважних варіантів спо Крім того, сірі окатиші можуть також містити добавки, звичайні для випалення окатишів, такі як зв'язуючі, твердий вуглець і т д Горюча газова суміш нагрівається по мірі підйому по шахтній печі і в ході цього процесу охолоджує вже випалені окатиші, які рухаються протитоком униз Горюча газова суміш, яка загоряється на переході із зони охолоджування в зону випалення, згоряє в зоні випалення в межах області, яка визначена великою КІЛЬКІСТЮ параметрів Просторові розміри цієї області і температури, які мають перевагу в зоні випалення, можуть бути відрегульовані складом і швидкістю течи горючої газової суміші, таким чином, щоб забезпечити високотемпературне випалення окатишів, які додатково або головним чином містять гематитові руди ВІДПОВІДНО ДО переважного варіанту здійснення способу по винаходу, горючу газову суміш і негорючу газову суміш по черзі вводять в шахтну піч в зоні подачі газу Після спалення горючої газової суміші протягом певного часу, необхідного для випалення окатишів в зоні випалення, подачу горючої газової собу по винаходу, подача газу в зоні подачі газу і відведення газів в зоні виходу рівномірно розподілені по поперечному перетину шахтної печі Механізм введення енергії по винаходу, який здійснюється більш рівномірно по поперечному перетину шахтної печі, додатково поліпшений за рахунок того, що горючу газову суміш і негорючу газову суміш подають рівномірно по поперечному перетину шахтної печі Рівномірне по поперечному перетину відведення газів в зоні виходу також забезпечує ефект інтенсифікації цього механізму по винаходу Горюча газова суміш може містити як компоненти метан (СЬЦ, низький вміст вищих вуглеводнів) і/або монооксид вуглецю (СО) і/або водень (Нг), якщо необхідно - також мати деякий вміст вищих в порівнянні з метаном вуглеводнів, таких як етан, пропан, етилен або ацетилен Однак спосіб по винаходу не обмежений використанням перерахованих горючих газів, і можливе використання будь-яких горючих речовин, що знаходяться в даних технологічних умовах в газоподібному стані Співвідношення компонентів горючої газової суміші повинне бути таким, щоб під час згоряння цієї суміші досягалися температури, необхідні для високотемпературного випалення окатишів Що стосується джерел компонентів горючого газу, можливе використання газу з дуже широкого діапазону джерел Особливо потрібно згадати природний газ (в основному СЬЦ), топковий газ (близько 28 - 33%СО, 6 - 12% СО2, 2 - 4% Н2, інше -N2), коксовий газ (близько 61%Н2, 26% СЬЦ, 5%СО, 2% СО2, 2% N2, 3% вищі вуглеводні), генераторний газ (близько 29%СО, 55% N2, 11% Н2, 6% СО2), синтез-газ (в основному CO і Н2) і різні ІНШІ ВІДНОВНІ гази, які утворюються, наприклад, в установках для риформінгу газу або в плавильногазифікаційних апаратах під час плавлення рідкого чушкового чавуну з губчастого заліза шляхом газифікації вугілля з киснем, або утворюються у вигляді конвертерних відпрацьованих газів, або, після прямого відновлення оксидів металу, у вигляді частково прореагувавшого відновного газу Частково прореагувавший відновний газ, який утворюється, наприклад, в технологічному процесі COREX, має приблизно такий склад близько 45%СО, 32% СО2, 16% Н2, 2% СЬЦ, 3% N2 Як компонент, сприяючий згорянню, горюча газова суміш містить газ, в якому є кисень, наприклад, повітря або технічний кисень, що отримується в установці для розділення повітря, або суміш повітря з киснем Щоб забезпечити можливість регулювання ширини фронту випалення і, отже, просторового розміру прошарку, який термічно обробляється згоряючою газовою сумішшю, а також температури згоряння, співвідношення горючого газу і газу, який містить кисень, в горючій газовій суміші може регулюватися Переважно, це співвідношення регулюють як функцію температурного профілю, переважаючого по висоті шахтної печі, зокрема, температури в зоні випалення, і/або просторового розміру зони випалення У способі по винаходу швидкість, при якій горюча газова суміш і негорюча газова суміш протікають крізь шар агломератів, переважно може регулюватися Швидкість подавання горючої газової суміші переважно вище або рівна її "швидкості полум'я" Це дає можливість запобігти зворотному удару фронту полум'я в прошарок, який вже обпалений У іншому випадку прошарок, який вже обпалений, буде знов нагріватися газовою сумішшю, що згоряє всередині неї, і ефективність використання енергії знизиться Вираз "швидкість полум'я" потрібно розуміти як швидкість поширення фронту полум'я згоряючої газової суміші при даному тиску, даній температурі і при даному складі Швидкість подавання газу негорючої газової суміші повинна бути відрегульована так, щоб під час операції забезпечити оптимальну передачу теплової енергії від обпаленого шару шарові необпалених гранул, які лежать над цим обпаленим шаром Зокрема, необхідно забезпечити, щоб після операції теплопередачі в цьому шарі необпалених гранул по всьому поперечному перетину шахтної печі переважною була щонайменше температура загоряння, і що температура не впаде нижче за цю температуру, так що горюча газова 57144 10 суміш, яка буде введена на наступному технологічному етапі, також запалає і згорить при рівномірному розподілі по всьому поперечному перетину шахтної печі Переважно, швидкість газу знов-таки регулюють як функцію температурного профілю, який переважає по висоті шахтної печі, зокрема, температури в зоні випалення, і/або просторового розміру зони випалення Таким чином, для даної геометрії шахти управління технологічним процесом регулюють великою КІЛЬКІСТЮ параметрів типом і складом горючого газу, співвідношенням газу і газу, який містить кисень, в горючій газовій суміші, швидкістю, при якій горюча газова суміш або негорюча газова суміш проходить крізь шар, часом, за який горюча газова суміш або негорюча газова суміш проходить крізь шар, і складом агломератів Спочатку, для того, щоб почати процес необхідно, щоб в зоні випалення встановилися температури, необхідні для подальшого загоряння горючої газової суміші ВІДПОВІДНО ДО ОДНОГО З варіантів здійснення, з цією метою горючу газову суміш запалюють в зоні загоряння, розташованій перед зоною виходу в напрямку потоку газу Для цього горючу газову суміш вводять в шахтну піч в зоні подачі газу як в подальшій операції випалення, запалюють шляхом зовнішньої подачі енергії і виводять з шахтної печі у вигляді відпрацьованого газу в зоні виходу Запалювання горючої газової суміші необхідне лише при запуску процесу Згідно З варіантом здійснення, більш переважним в порівнянні з попереднім, зона загоряння розташована між зоною виходу і наступною зоною випалення Горюча газова суміш під час запуску процесу проходить крізь шар агломератів при швидкості, яка нижче за швидкість полум'я горючої газової суміші У результаті фронт полум'я горючої газової суміші може мігрувати вниз і по мірі переміщення висушує і нагріває ще необпалені агломерати Коли фронт полум'я досягає зони випалення, швидкість газу збільшується в достатній мірі, щоб фронт полум'я більше не мігрував униз, а залишався на МІСЦІ ЗГІДНО З ІНШИМ варіантом запуску технологічного процесу по винаходу, шахтну піч заповнюють вже обпаленими агломератами приблизно трохи нижче за рівень зони випалення, однак температура цих агломератів нижче за температуру загоряння горючої газової суміші Потім зону випалення шахтної печі заповнюють прошарком обпалених агломератів, температура яких вище за температуру загоряння горючої газової суміші, після чого шахтну піч заповнюють агломератами до рівня зони завантаження Температура агломератів, що подаються в зону випалення, така, що, коли буде подаватися горюча газова суміш, ці агломерати все ще будуть мати щонайменше температуру загоряння або навіть вище, так що горюча газова суміш загоряється мимовільно Згідно З наступним варіантом запуску технологічного процесу по винаходу, температури, необхідні в зоні випалення, створюються за рахунок того, що в шар, розташований в зоні випалення, введені фурми, через які подають гарячі відпра 12 11 57144 цьовані гази згоряння Ці фурми можуть бути вверно по поперечному перетину реактора з викорисдені в зону випалення збоку, через оболонку реактанням засобів подачі газів, а відпрацьований газ тора, або згори, а після нагріву агломератів в зоні може бути відведений з по суті рівномірним розповипалення вище за температуру загоряння горюділом по поперечному перетину реактора з викочої газової суміші їх можна прибрати Потім почиристанням засобів відведення газів нають подачу горючої газової суміші Згідно З переважним варіантом здійснення, кожний із засобів рівномірного відведення газів Звісно, існують і ІНШІ варіанти, які можна рекоі/або засобів рівномірної подачі газів містить щомендувати фахівцю вданій галузі для запуску найменше один, переважно щонайменше два брупроцесу по винаходу Як приклад можна згадати соподібних внутрішніх фітинги, які проходять, пенаступні варіанти укладання по всій зоні випаленреважно горизонтально, через зону виходу і зону ня нагрівального дроту, який потім електрично подачі газу ВІДПОВІДНО нагрівається в мірі, достатній для загоряння горючій газовій суміші, що протікає через цю зону, або, Кожний з брусоподібних внутрішніх фітингів як інший варіант, заповнення шахтної печі агломепроходить через внутрішню частину реактора від ратами до зони випалення включно і пропускання однієї внутрішньої стінки реактора до протилежної гарячих відпрацьованих газів згоряння крізь шар внутрішньої стінки реактора і прикріплений до відзгори, тобто зовні зони випалення, вниз, поки зона повідної внутрішньої стінки реактора або проховипалення не буде мати необхідну температуру дить через оболонку реактора назовні загоряння При переміщенні шару всередині реактора Спосіб по винаходу відрізняється особливо вниз, безпосередньо під брусоподібними внутріповним використанням тепла, що відходить, і відшніми фітингами утворюються канали, не заповпрацьованих газів, що формуються нені матеріалом шару Всередині цих каналів газ може розподілятися рівномірно і може текти вгору Згідно З переважним варіантом здійснення в шар по проміжках між внутрішніми фітингами способу, з цією метою негорючу газову суміш, яка проходить крізь шар в фазі теплопередачі, форЩоб забезпечити можливість створення під мують з щонайменше частково рециркульованого внутрішніми фітингами вільних від матеріалу шару відпрацьованого газу, відведеного з шахтної печі в каналів, доцільно щоб у вертикальному поперечзоні виходу, або повітря, або суміші відпрацьованому перетині внутрішній фітинг мав таку форму, ного газу і повітря щоб його ширина в самому широкому МІСЦІ складала мінімум п'ять, переважно мінімум десять сеУ цьому випадку особливо переважна щонайредніх діаметрів агломерату Особливо переважна менше часткова рециркуляція відпрацьованого ширина від 15 до 25 середніх діаметрів агломерагазу з іншого процесу згоряння Це може бути, нату приклад, відпрацьований газ з іншої окатишеобпалювальної шахтної печі, яка, можливо, ексЩоб гарантувати, що всі внутрішні фітинги коплуатується з використанням способу по винахожного з засобів подачі або відведення газів будуть ду, але можна також використати димовий газ з забезпечувати проходження достатньої КІЛЬКОСТІ будь-якого бажаного джерела матеріалу, доцільно, щоб внутрішні фітинги були відділені один від одного відстанню, що становить Тому в даному контексті вираз "відпрацьовамінімум три, переважно мінімум п'ять максимальний газ" потрібно розуміти і як негорючу газову них розмірів частинок кускового матеріалу суміш, що відводиться в зоні виходу, і як продукти згоряння горючої газової суміші Форма вертикального поперечного перетину внутрішнього фітингу може бути загалом прямокуЗгідно З наступним варіантом способу по витною, або квадратною, або трикутною, або трапенаходу, бар'єрний газ, переважно повітря, вводять цієподібну, або закругленою згори, при цьому осов шахтну піч після зони подачі газу в напрямку бливо переважна форма, закруглена згори, а потоку матеріалу Це повітря, з одного боку, може також форма з трикутним або трапецієподібним використовуватися для додаткового охолоджуванпоперечним перетином, вузька сторона або кут ня обпалених агломератів, а з іншого боку, викоякої звернений вгору ристовується також для ущільнення шахтної печі біля дна, так що ІНШІ гази не можуть просочуватиЗгідно З ІНШИМ переважним варіантом здійсся нення, засоби для рівномірного відведення і/або засоби для рівномірної подачі газів виконані у виВинахід також відноситься до пристрою для гляді газорозподільної основи, яка створена перздійснення способу по винаходу форованою пластиною, що проходить через весь Пристрій цього типу містить щонайменше один поперечний перетин реактора реактор, переважно щонайменше одну шахтну піч Реактор має верхню зону завантаження, в яку заГазорозподільна основа цього типу також крівантажують агломерати за допомогою завантажупиться до внутрішніх стінок реактора або проховального пристрою Крім того, реактор має нижню дить через оболонку реактора назовні зону вивантаження, з якої оброблені агломерати Особлива перевага газорозподільної основи вивантажують за допомогою розвантажувального цього типу складається в тому, що під цією оснопристрою Зона виходу, розташована під зоною вою утворюються не тільки окремі, ізольовані казавантаження, включає засоби відведення відпранали, а ціла мережа каналів, що перетинають цьованого газу з реактора, а зона подачі газу, розодин одного, що забезпечує особливо рівномірний ташована між зоною завантаження і зоною виванрозподіл газу по поперечному перетину реактора таження, включає засоби подачі газів Шар переміщується вниз через вирізи в газорозподільній основі, а газ підіймається вгору всереПристрій цього типу відрізняється тим, що гази дину шару У разі розміщення газорозподільної можуть бути подані розподіленими по суті рівномі 13 57144 14 основи в зоні виходу, зниження тиску, діючого у ренням головної газовідвідної лінії, яка сполучена вільних від матеріалу шару каналах, зумовлює по потоку з головною газоподаючою ЛІНІЄЮ, так рівномірний розподіл відведення газу з реактора що, наприклад, під час операції теплопередачі по всьому його поперечному перетину відпрацьований газ може циркулювати через реакЗнов-таки, доцільно, щоб ширина ребер між тор Головна газовідвідна ЛІНІЯ переважно містить двома суміжними вирізами у випадку газорозподігазоочищувальний пристрій, наприклад, циклон льної основи складала мінімум п'ять, переважно або фільтр, для видалення з відпрацьованого газу мінімум десять середніх діаметрів агломерату, пилу, який відводиться разом з відпрацьованим особливо переважна ширина від 15 до 25 середніх газом діаметрів агломерату Ліни ДЛЯ подачі газу, що містить кисень, і для подачі горючого газу входять в головну газоподаКрім цього, для забезпечення того, щоб шар ючу ЛІНІЮ перед газозмішувальним пристроєм мав достатню здатність проходити через газорозподільну основу, два суміжних ребра в газорозпоВсі газоподаючі лінії і газовідвідні лінії у ВІДПОдільній основі відділені одне від одного відстанню, ВІДНИХ точках оснащені засобами контролю, нащо становить мінімум три, переважно мінімум приклад, керованими клапанами, і пристроями п'ять максимальних розмірів частинок кускового наддуву газу, наприклад, вентиляторами матеріалу Може бути доцільно, щоб бар'єрний газ, переважно повітря, нагнітався в шар нижче за зону Крім того, переважно, щоб вирізи в газорозпоподачі газу 3 цією метою ЛІНІЯ бар'єрного газу дільній основі були розташовані рядами, рівномірвходить в реактор нижче за зону подачі газу Місце но віддаленими один від одного, при цьому вирізи подачі бар'єрного газу вибирають таким чином, всередині одного ряду повинні відстояти один від щоб забезпечити достатню відстань від зони поодного через по суті однакові інтервали, а відстань дачі газу, так що бар'єрний газ переважно тече між рядами і інтервали між вирізами в ряду можуть вниз бути різними Форма вирізів в газорозподільній основі переУ альтернативі, можливе виконання затвора в важно квадратна або прямокутна Однак ІНШІ фозоні вивантаження шахтної печі, за допомогою рми, наприклад, кругла або шестикутна, також якого шахтна піч герметизується таким чином, що прийнятні гази не можуть просочуватися з печі, а по-друге контролюється вивантаження обпалених агломеВІДПОВІДНО ДО переважного варіанту пристрою ратів по винаходу, над засобами подачі газу розташований пристрій для переміщення агломератів і Особливо переважна така конфігурація придроблення скупчень строю по винаходу, яка включає два реактори по винаходу У цьому випадку головна газовідвідна Пристрій переміщення цього типу створений ЛІНІЯ першого реактора пов'язана з головною газощонайменше однією, переважно щонайменше подаючою ЛІНІЄЮ другого реактора, а головна гадвома дробарками скупчень, виконаними у вигляді зовідвідна ЛІНІЯ другого реактора пов'язана з голопривідного ролика з дробильними зубцями, розповною газоподаючою ЛІНІЄЮ першого реактора діленими по його окружності Для запалювання горючої газової суміші при Під час фази випалення одного реактора відзапуску пристрою можливий варіант розміщення працьований газ, що відводиться з нього, як негоодного або більше пристроїв запалювання під зарючу газову суміш подають в інший реактор, в собами відведення газу, в оболонці реактора У якому здійснюється операція теплопередачі Оскіцьому випадку переважно, щоб множина газових льки фаза випалення і операція теплопередачі не пальників була рівномірно розподілена по окружобов'язково повинні відбуватися за один і той же ності реактора, так щоб при запуску пристрою говідрізок часу, для подачі негорючої газової суміші рюча газова суміш могла загорятися по можливосможна в будь-який час перемкнутися на повітря, ті рівномірно або припинити подачу відпрацьованого газу і відновити подачу газу, який містить кисень, і горючого Ряд газоподаючих ЛІНІЙ ВХОДИТЬ В реактор газу безпосередньо під засобами рівномірної подачі газів в реактор, так що газ, що подається через Спосіб по винаходу і варіанти пристрою по вигазоподаючі лінії, нагнітається безпосередньо у находу описані більш детально нижче з посиланВІЛЬНІ від шару канали нями на Фіг 1 - З Оскільки ТИСК, при якому газ нагнітається в каАгломерати, зокрема, сірі окатиші, які містять нали, більш високий, ніж тиск його відведення з оксид заліза, подають в реактор 1 або в його зону реактора в зоні виходу, то газ буде гарантовано завантаження 2 через завантажувальний пристрій підійматися вгору по шару З Для подачі горючої газової суміші або негорюЗавантажувальний пристрій 3 виконаний, начої газової суміші є головна газоподаюча ЛІНІЯ, яка приклад, у вигляді звичайного стрічкового трансмістить газозмішуючий пристрій, наприклад, стапортера, який може переміщатися по всій ширині тичний змішувач, а потім розгалужується з утвореактора 1, так що можливе рівномірне завантаренням газоподаючих ЛІНІЙ ження агломератів по всьому поперечному перетину реактора Так само, як газоподаючі лінії, газовідвідні лінії входять в реактор безпосередньо під засобами Шар агломератів мігрує вниз через реактор 1 і рівномірного відведення газів таким чином, що вивантажується з реактора 1 у вигляді обпалених відпрацьований газ відводиться прямо з вільних агломератів із зони вивантаження 4 через розванвід матеріалу шару каналів тажувальний пристрій 5, при цьому зона вивантаження 4 реактора 1 виконана таким чином, Потім газовідвідні лінії сполучаються з утво 15 57144 наприклад, з досить крутими бічними стінками реактора, - щоб виключити центральне витікання шару агломератів У цьому значенні під центральним витіканням потрібно розуміти таке витікання, при якому профіль швидкості витікання агломератів по поперечному перетину реактора має Uподібну форму Це означає, що коли виникає центральне витікання, ділянки, розташовані в центрі або близько до центру реактора, рухаються вниз швидше, ніж ділянки, розташовані ближче до оболонки реактора Розвантажувальний пристрій 5 може бути виконаний, наприклад, у вигляді вібраційного стола або стрічкового транспортера У зоні подачі газу 6 горючу газову суміш подають в реактор і вона розподіляється в шарі за допомогою засобів рівномірної подачі газу 7 Горюча газова суміш підіймається через шар вгору, в зоні охолоджування 8 охолоджує обпалені окатиші, які рухаються вниз, і в ході цього процесу нагрівається, поки не запалає в зоні випалення 9 Гази згоряння підіймаються через зону нагріву 10, в якої сірі окатиші нагріваються і висушуються У зоні виходу 11 відпрацьовані гази рівномірно відводяться з шару за допомогою засобів відведення відпрацьованих газів 12 На Фіг 1 засоби подачі 7 і засоби відведення 12 газів виконані у вигляді внутрішніх фітингів, які мають форму прямокутних бруссів, які проходять горизонтально через внутрішню частину реактора Під КОЖНИМ З ЦИХ фітингів утворюються ВІЛЬНІ ВІД матеріалу шару канали 13а, 13Ь Газ нагнітається в канали 13а і відводиться з каналів 13Ь Сприятливе те, що КІЛЬКІСТЬ газоподаючих Л І НІЙ 14 або КІЛЬКІСТЬ газовідвідних ЛІНІЙ 15, які вхо дять безпосередньо в один з таких каналів 13а, 13Ь, відповідає КІЛЬКОСТІ внутрішніх фітингів, тобто, наприклад, таке ж або ВДВІЧІ більше, якщо газ нагнітається в один канал ІЗа або відводиться з одного каналу 13Ь з протилежних боків реактора 1 одночасно На приведеному на Фіг 1 видна лише одна з газоподаючих ЛІНІЙ 14 або газовідвідних ЛІНІЙ 15, що входять у реактор 1 На Фіг 2 показаний вигляд згори альтернативного варіанту засобів 12 для відведення газу Газорозподільна основа 16 виконана у вигляді перфорованої пластини і проходить через весь поперечний перетин реактора 1 Шар рухається вниз через вирізи 17 в газорозподільній основі 16, і в цьому випадку під газорозподільною основою утворюється гратка з каналів, які перетинають один одного При такому виконанні засобів 12 для відведення газу можливе відведення газу з шару з одного, з декількох або з всіх боків реактора 1 через газовідвідні лінії 15 Газовідвідні лінії 15 потім сполучаються і утворюють головну газовідвідну 16 ЛІНІЮ 18 У альтернативі, можлива також конфігурація з кільцевою ЛІНІЄЮ навколо реактора 1, в яку входять газовідвідні лінії 15 і з якої відходить головна газовідвідна ЛІНІЯ 18 Газоочищувальний пристрій 27, наприклад, циклон, розташований в головній газовідвідній лінії 18 для знепилювання відведених відпрацьованих газів Форма вирізів 17 в газорозподільній основі 16 не обмежується квадратною, показаною на Фіг 2 Форма вирізів може також, наприклад, залежати від геометрії поперечного перетину реактора, бути прямокутною або круглою, шестикутною і т д Кожний з варіантів конструкції газорозподільної основи 16, показаної на Фіг 2, однаково придатний як засоби 12 для відведення газу і засобів 7 для подачі газу, в останньому випадку газоподаючі лінії 14 відгалужуються від головної газоподаючої лінії 19 і входять у ВІЛЬНІ від матеріалу шару канали під засобами подачі газу 7 ЛІНІЯ 20 для подачі газу, який містить кисень, і ЛІНІЯ 21 для подачі горючого газу підключені до головної газоподаючої лінії 19 Газ, який містить кисень, і горючий газ змішуються в газозмішувальному пристрої 22, який виконаний, наприклад, у вигляді статичного змішувача Головна газовідвідна ЛІНІЯ 18 сполучена з головною газоподаючою ЛІНІЄЮ 19 через ЛІНІЮ 23 Дробарки скупчень 24, виконані відомим способом у вигляді привідного ролика з дробильними зубцями, розміщеними по окружності ролика, розташовані в зоні охолоджування 8 над засобами подачі газу 7 Дробарки скупчень приводяться в рух ззовні реактора 1 за допомогою двигунів (не показані) і в цій області розпушують шар вже обпалених окатишів, що попали в цю область, або використовуються для дроблення окатишів, що спеклися ЛІНІЯ бар'єрного газу 25 входить в реактор в зоні вивантаження 4 Бар'єрний газ, звичайно повітря, подається по лінії бар'єрного газу 25 і створює ущільнення реактора таким чином, що ІНШІ гази не можуть просочуватися з нього На Фіг 3 показаний пристрій по винаходу з двома реакторами 1 Опис кожного реактора 1 відповідає опису реактора 1, показаного на Фіг 1 Головна газовідвідна ЛІНІЯ 18 кожного реактора 1 сполучена з головною газоподаючою ЛІНІЄЮ 19 іншого реактора 1, через ЛІНІЮ 26 У результаті відпрацьований газ, що відводиться з реактора 1 під час фази випалення, може бути поданий в інший реактор 1 під час операції теплопередачі Винахід не обмежений зразковими варіантами, показаними на Фіг 1 - 3, а охоплює всі засоби, які ВІДОМІ фахівцям в даній технологи, і можуть бути використані для здійснення винаходу 17 57144 18 19 57144 20 21 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва 57144 22 Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна