Спосіб рециркуляції доменного газу та пристрій для його здійснення

Реферат: Винахід належить до способу та пристрою для рециркуляції газу з доменної печі, за яким принаймні частину газів з доменної печі піддають очищенню від СО 2 для створення газу, збагаченого на CO, який повторно вдувають в першій точці верхнього вдування, розташованій вище за основу доменної печі, та при температурі в діапазоні від 700 до 1000 °С через лінію верхнього вдування, та в другій точці нижнього вдування в основі доменної печі при температурі в діапазоні від 1000 °С до 1300 °С через лінію нижнього вдування, причому гази з ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням нагрівачів, з яких гази виходять при температурі в діапазоні від 1000 °С до 1300 °С. Спосіб винаходу характеризується тим, що частину збагаченого на СО газу (18), що випускають після очищення, безпосередньо вдувають в лінію верхнього вдування (21) через лінію вдування холодного газу (35) для одержання в результаті температури в діапазоні від 700 до 1000 °С в першій точці верхнього вдування (20), та тим, що здійснюють контроль витрати газу через точки нижнього (22) та верхнього (20) вдування по ходу технологічного потоку до системи підігрівачів (30, 33; 45). UA 102894 C2 (12) UA 102894 C2 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки, до якої відноситься винахід . Винахід належить до способу спрямування на рециркуляцію доменного газу, за яким, принаймні, одну частину газів, що виходять в результаті роботи доменної печі, піддають дії стадії очищення від СО2 для створення газу, збагаченого на CO, який повторно вдувають в доменну піч. Винахід також належить до пристрою, який реалізує даний спосіб. Рівень техніки Доменна піч є трифазним протиточним хімічним реактором, що використовує в роботі фази газу, рідини і твердої речовини, основне призначення якої полягає в отриманні чавуну, після цього перетворюваного в сталь в результаті відновлення його вуглецевого вмісту. У доменну піч в її верхній частині подають тверді матеріали, в основному агломерат, котуни, залізняк і кокс. У тиглі в його нижній частині випускають рідини, що складаються з чавуну і шлаку. Перетворення залізовмісної шихти (агломерат, котуни і залізняк) на чавун зазвичай проводять в результаті відновлення оксидів заліза газоподібним відновником (зокрема, що містить CO, H2 і N2), який отримують в результаті спалювання коксу у фурмах, розміщених в нижній частині доменної печі, де вдувають повітря, заздалегідь нагріте до температури в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C, що називають гарячим дуттям. Для збільшення продуктивності та зменшення витрат у фурмах також вдувають і допоміжне паливо, таке як вугілля в порошкоподібній формі, паливна нафта, природний газ або інші види палива, у поєднанні з киснем, який збагачує гаряче дуття. Гази, що вилучають у верхній частині доменної печі, названі доменними газами, в основному складаються із CO, СO2, Н2 і N2 з відповідними частинами, рівними приблизно 22 %, 22 %, 3 % і 53 %. Дані гази в загальному випадку використовують в інших частинах установки як паливо. Тому доменні печі є істотними виробниками СO2. З урахуванням значного збільшення концентрації СO2 в атмосфері з початку останнього сторіччя істотним є зменшення викидів СO2 там, де його проводять у великій кількості, і тому, зокрема, в доменних печах. Для цієї мети протягом останніх 50 років споживання відновників в доменній печі зменшили наполовину, так що в даний час в доменних печах звичайної конфігурації споживання вуглецю досягло нижньої межі, пов'язаної із законами термодинаміки. Один відомий спосіб додаткового зменшення викидів СO 2 полягає в повторному введенні в доменну піч доменних газів, які очищають від СO 2, і які збагачені на CO. Таким чином, використання газу, збагаченого на CO, як відновника робить можливим зменшення споживання коксу і тому викидів СО2. У одній переважній конфігурації CO повторно вводять на двох рівнях, з одного боку, на одному рівні з фурмами при температурі, що дорівнює приблизно 1200 °C, частіше знаходиться в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C, а, з іншого боку, на одному рівні з розпаром, поблизу кута розпар-шахта доменної печі, при температурі, що дорівнює приблизно 900 °C, частіше знаходиться в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C. Дана відома система описується при зверненні до Фіг. 1. У доменну піч 1 подають кокс, агломерат, котуни та залізняк 2 через лінію 3 в точці 4. Чавун і шлак 5 витягують в точці б на одному рівні з сурмою через лінію 7. Кисень та вугілля і/або інші допоміжні відновники 8 вводять в точці 9 на одному рівні з фурмами через лінію 10. Доменні гази витягують в точці 11 верхній частині доменної печі з використанням лінії 12. Одну частину 13 даних доменних газів експортують по трубі 14 в інший пристрій по місцю. Іншу частину доменних газів спрямовують на рециркуляцію в доменну піч з використанням труби 15. Дану частину доменних газів, призначену для спрямування на рециркуляцію, очищають від основної частини її СO2 з використанням установки для очищення від СO 2. Дана установка для очищення 16 може, наприклад, бути утворена способом фізико-хімічного абсорбування з використанням розчину амінів або способом адсорбції з коливаннями тиску (АКД) або способом адсорбції з коливаннями вакууму-тиску (АКВД), при цьому дані способи можливо об'єднують або не об'єднують з додатковою кріогенною стадією, призначеною для отримання чистого СO 2 17, готового для акумуляції в надрах (таким чином, це називають підземним зберіганням) або для використання в специфічних областях застосування, таких як харчова промисловість або інтенсифікація здобичі вуглеводнів з родовищ на кінцевому етапі витягання. Після цього газ, збагачений на CO, 18 нагрівають в теплообмінниках 24, зазвичай званих "кауперами", потім вводять в доменну піч 1 при температурі в діапазоні від 700 °C до 1000 °C в точці 20 з лінії верхнього вдування 21 і при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C в точці 22 з лінії нижнього вдування 23. 1 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Питома витрата газу, збагаченого на CO, необхідна для лінії верхнього вдування 21, 3 знаходиться в діапазоні від 300 до 600 нм на одну тонну чавуну, а для лінії нижнього вдування 3 23 він знаходиться в діапазоні від 200 до 500 нм на одну тонну чавуну. Ускладнення в даній конфігурації полягає в контролі даних витрат. Дійсно, газ, збагачений на CO, який циркулює в лінії нижнього вдування 23 і лінії верхнього вдування 21, знаходиться при температурі, більшій, ніж 700 °C для лінії верхнього вдування і більшою, ніж 1000 °C для лінії нижнього вдування, і тому неможливо використовувати звичайні контрольні клапани, оскільки останні не витримують дію таких температур, зокрема, в лініях циркуляції газоподібного відновника. Розкриття винаходу Винахід робить можливим усунення даної проблеми в результаті пропозиції способу і пов'язаного з цим пристрою, які роблять можливим вдування газу, збагаченого на CO, в доменну піч в лініях нижнє та верхнє вдування при необхідних температурах і витратах з одночасним забезпеченням безпеки пристрою, особливо у разі знаходження одного з теплообмінників в неробочому стані. В даних цілях одним основним предметом винаходу є спосіб спрямування доменного газу на рециркуляцію, за яким, принаймні, одну частину газів, що виходять в результаті роботи доменної печі, піддають дії стадії очищення від СO 2 для створення газу, збагаченого по CO, який повторно вдувають в першій точці верхнього вдування, розташованій вище за основу доменної печі, при температурі в діапазоні від 70С°С до 1000 °C через лінію верхнього вдування і в другій точці нижнього вдування в основі доменної печі при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C через лінію нижнього вдування, за яким гази з ліній нижнього і верхнього вдування нагрівають з використанням нагрівачів, з яких гази виходять при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C. Даний спосіб характеризується тим, що частина збагаченого по CO газу, що залишає стадію очищення, безпосередньо вводять в лінію верхнього вдування через лінію вдування холодного газу (35) для отримання температури в діапазоні від 700 °C до 1000 °C в першій точці верхнього вдування, і тим, що витрати газу через точки нижнього і верхнього вдування контролюють по ходу технологічного потоку до системи нагрівачів. Спосіб винаходу також може включати наступні далі необов'язкові ознаки, узяті роздільно або в комбінації: вимірюють температуру в лінії верхнього вдування і витрату холодного газу, що вводиться в дану лінію верхнього вдування, регулюють відповідно до виміряної раніше температури; - гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів, вимірюють витрати газу, роблячи можливою оцінку витрат газу у відповідних точках нижнього і верхнього вдування, і витрати газу, що вводиться, відповідно, в першу і другу системи нагрівачів, регулюють відповідно до оцінених раніше витрат газу; - вимірюють витрату газу, циркулюючого в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, до лінії вдування холодного газу, і витрата газу на впускному отворі в систему нагрівача лінії нижнього вдування і регулюють витрати газу, що вводиться, відповідно, в першу і другу системи нагрівачів для отримання цільових витрат газу у відповідних точках нижнього і верхнього вдування; - витрати газу, що вводиться в першу і другу системі; нагрівачів, контролюють, з одного боку, в результаті регулювання витрати газу в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, до лінії вдування холодного газу, надаючи дію або безпосередньо на витрату газу даної лінії, або на компресор, розташований по ходу технологічного потоку до установки для очищення від СO2 16, в який поступає газ, або на турбодетандер, необов'язково вбудований в установку для очищення від СO2, а, з іншого боку, в результаті регулювання витрати газу на впускному отворі в систему нагрівача лінії нижнього вдування; - існує перемикач від конфігурації, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів, на конфігурацію, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням однієї системи нагрівача; - у конфігурації з однією системою нагрівача вимірюють витрату газу, циркулюючого в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO 2, (18) до лінії вдування холодного газу, і регулюють витрату газу, що вводиться в одну систему нагрівача; у даній конфігурації вимірюють витрату газу, який циркулює в одній або іншій або обох лініях вдування, вибираних з ліній нижнього і верхнього вдування, для оцінки витрати газу через точки нижнього і/або верхнього вдування, і гази з однієї або іншої або обох ліній вдування, вибираних з ліній нижнього і верхнього вдування, поступають в систему сингулярних падінь тиску для надання дії, по суті рівномірного, на витрати газу точок нижнього і/або верхнього вдування; 2 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 температура газів лінії нижнього вдування в точці вдування в нижній частині доменної печі складає приблизно 1200 °C, а температура газів лінії верхнього вдування в точці вдування поблизу кута розпар-шахта доменної печі складає приблизно 900 °C. Винахід також відноситься до пристрою для спрямування на рециркуляцію доменного газу, що включає: - установку для очищення від СO2, в яку надходить, принаймні, одна частина газів, що виходять в результаті роботи доменної печі, для створення газу, збагаченого на CO; - лінію верхнього вдування, через яку в першій точці верхнього вдування вище основи доменної печі вдувають збагачений на CO газ, що виходить в результаті роботи установки для очищення, при температурі в діапазоні від 700 °C до 1000 °C; - лінію нижнього вдування, через яку в другій точці нижнього вдування в нижню частину доменної печі вдувають збагачений на CO газ, що виходить в результаті роботи установки для очищення, при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C; - дві системи нагрівачів, які роблять можливим нагрівання, відповідно, газу ліній верхнього і нижнього вдування; - лінію подачі холодного газу в лінію верхнього вдування, через яку в лінію верхнього вдування в точці вдування холодного газу вводять частину збагаченого на CO газу, що залишає установку для очищення, для отримання температури в діапазоні від 700 °C до 1000 °C в точці верхнього вдування доменної печі, і - систему для контролю витрат газу у відповідних точках нижнього і верхнього вдування, яка розташовується по ходу технологічного потоку до систем нагрівачів. Пристрій винаходу також може включати наступні далі необов'язкові ознаки, узяті роздільно або в комбінації: - пристрій включає: - принаймні, одну систему для вимірювання температури газу в лінії верхнього вдування і - принаймні, одну систему, яка робить можливим регулювання витрати холодного газу, що вдувається в лінію верхнього вдування, залежно від температури газу даної лінії верхнього вдування; - система для контролю витрат газу у відповідних точках нижнього і верхнього вдування включає: - принаймні, одну систему для вимірювання витрати газу, яка робить можливою оцінку витрат газу ліній нижнього і верхнього вдування в точках нижнього і верхнього вдування; - систему, яка робить можливим регулювання витрат газу на впускному отворі в кожну з систем нагрівачів відповідно до оцінених витрат газу ліній нижнього і верхнього вдування; - пристрій включає: - систему для вимірювання витрати газу в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, до лінії вдування холодного газу; систему для вимірювання витрати газу на впускному отворі в систему нагрівача лінії нижнього вдування; - систему, яка робить можливим регулювання витрати газу в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, до лінії вдування холодного газу, і - систему, яка робить можливим регулювання витрати газу на впускному отворі в систему нагрівача лінії нижнього вдування; - система, яка робить можливим регулювання витрати газу в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, до лінії вдування холодного газу, є або контрольний клапан, або компресор, розташований по ходу технологічного потоку до установки для очищення СО 2, в який протікає газ, або турбодетандер, необов'язково вбудований в установку для очищення СO2; - системами нагрівачів є теплообмінники, кожен з яких включає систему для нагрівання газу і систему для акумуляції тепла, при цьому для кожного з даних теплообмінників можливе перемикання від функції акумуляції тепла на функцію нагрівання газу і навпаки, для того, щоб витримувати температуру газу, що виходить з системи нагрівача, щодо стабільної на рівні температури в діапазоні від 1000 °C до 1300° С; - пристрій включає перемикальні елементи, які роблять можливою зміну з переходом від конфігурації, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів, на конфігурацію, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням однієї системи нагрівача; - перемикальні елементи включають перший клапан, здатний сполучати дві труби для введення газу в першу і другу системи нагрівачів, і другий клапан, здатний сполучати лінії верхнього і нижнього вдування до точки вдування холодного газу в лінію верхнього вдування; 3 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - пристрій включає, по одній або іншій або обом лініям вдування, вибираним з ліній нижнього і верхнього вдування, сингулярні падіння тиску, що робить можливим надання дії на витрати газу точок нижнього і/або верхнього вдування. Короткий опис креслень Винахід краще розуміється після прочитання наступного далі опису винаходу, приведеного при зверненні до фігур, що додаються, в числі яких: Фіг. 1, що вже описувалася, представляє відомий пристрій для спрямування доменного газу на рециркуляцію; - Фіг. 2 представляє систему нагрівача, утворену з трьох кауперів; - Фіг. 3 схематично представляє спосіб і пов'язаний з цим пристрій винаходу для конфігурації, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів; і - Фіг. 4 схематично представляє спосіб і пристрій, що використовується, для конфігурації, в якій гази ліній верхнього і нижнього вдування нагрівають з використанням однієї системи нагрівача, наприклад, у разі виникнення проблеми з одним з теплообмінників. Здійснення винаходу Загальні елементи у пристроїв на Фіг. 1, 3 і 4 мають ідентичні позначення. Заради простоти на Фіг. 3 і 4 вдування допоміжних палив і витягання чавуну і шлаку не представлені, але очевидно є стадіями, які присутні в способах, проілюстрованих на даних фігурах. Як можна сказати при зверненні до Фіг. 3, в доменну піч 1 подають кокс, залізняк, котуни та агломерат 2 через лінію 3 в точці 4. Доменні гази видаляють в точці 11 верхній частині доменної печі з використанням лінії 12. Одну частину 13 даних доменних газів експортують через трубу 14 в інший пристрій по місцю. Іншу частину відправляють на рециркуляцію в доменну піч з використанням труби 15. Дану частину доменних газів, призначену для спрямування на рециркуляцію, перепускають в компресор 19 і очищають від СO2 з використанням установки для очищення від СO2 16, такої як установка для амінного абсорбування, АКВД, АКД, або з використанням одного з даних пристроїв, об'єднаних з додатковою криогенною стадією. У прикладі на Фіг. 3 установка для очищення від СO2 є АКВД 16. Крім того, компресор 19 може бути вбудований в АКВД 16; заради ясності він представлений окремо від АКВД. СO 2 17 акумулюють в надрах після проведення за необхідності належних обробок. Частина збагаченого на CO газу, що виходить в результаті роботи АКВД 16, перетікає в основну транспортну лінію 18 і відправляється через трубу 31 в першу систему нагрівача 30, в якій її нагрівають до температури, рівної приблизно 1200 °C. Гарячий збагачений на CO газ, що виходить в результаті роботи даної першої системи нагрівача 30, в точці 22 вдувають в нижню частину доменної печі на одному рівні з фурмами з використанням лінії нижнього вдування 23. Іншу частину збагаченого на CO газу, що виходить в результаті роботи АКВД 16, через трубу 32 відправляють в другу систему нагрівач 33, в якій її також нагрівають до температури, рівної приблизно 1200 °C. Гарячий збагачений на CO газ, що виходить в результаті роботи даної другої системи нагрівача, в точці вдування 34 перемішують із збагаченим на CO газом, що виходить в результаті роботи АКВД, який знаходиться при температурі, близькій до температури навколишнього середовища, з використанням лінії подачі холодного газу 35. Перемішування даних двох газів відповідно до одного робочого режиму, який буде роз'яснений потім, робить можливим отримання газу, збагаченого на CO, при температурі, рівній приблизно 900 °C, який вдувають в точці 20 поблизу кута розпар-шахта доменної печі з використанням лінії верхнього вдування 21. Перший контрольний клапан 36 розташовується в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, 18 до лінії вдування холодного газу 35. Даний клапан 36 з'єднується з системою для вимірювання витрати газу 38, також розташованого в основній лінії транспортування газу, очищеного від СO2, 18 до лінії вдування холодного газу 35. Як варіант необхідно відзначити можливість контролю витрати основної лінії газу, очищеного від СO 2, 18 з використанням компресора 19 АКВД 16, як це представлено пунктирними лініями на Фіг. 3, замість контрольного клапана 36. Другий контрольний клапан 37 розташовується в трубі 31 на впускному отворі в першу систему нагрівача 30. Даний клапан 37 з'єднується з системою для вимірювання витрати газу 39, також розташованою в даній трубі 31. Пристрій за винаходом також містить контрольний клапан 40, розташований в лінії подачі холодного газу 35, що робить можливим регулювання витрати холодного газу, що вдувається в лінію верхнього вдування 21, залежно від температури газів даної лінії, яку вимірюють з використанням відповідної системи 41, для того, щоб газ, збагачений на CO, який вдувають 4 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поблизу кута розпар-шахта доменної печі, залишався б при відносно стабільній температурі, рівній приблизно 900 °C. Вимірювання витрат газу на випускному отворі з АКВД 16 і на впускному отворі в першу систему нагрівача 30 роблять можливим регулювання витрат газу в точці нижнього вдування 22 і точці верхнього вдування 20 в доменну піч з використанням клапанів 36 і 37. Контроль витрат газу, збагаченого на CO, по ходу технологічного потоку до систем нагрівачів і контроль витрати холодного газу, що вдувається в лінії верхнього вдування 21, роблять можливим отримання системи, в якої температури і витрати збагачених на CO газів, що вдуваються в доменну піч, є відносно стабільними і контрольованими без необхідності вдаватися до використання контрольних клапанів в лінії верхнього вдування 21 і лінії нижнього вдування 23, в яких циркулюють гази при температурах, відповідно, більших, ніж 700 °C і більших, ніж 1000 °C. Перша система нагрівача 30 і друга система нагрівача 33 варіанти здійснення фігури 3 відноситься до того типу, який представлений на Фіг. 2. Функціонування даних систем нагрівачів роз'яснюється при зверненні до даної Фіг. 2. Система нагрівача 50 Фіг. 2 включає три теплообмінники 51, 52, 53, два з яких представлені в режимі акумуляції тепла 52, 53, а один - в режимі нагрівання газу 51. Кожен з даних теплообмінників зазвичай називають каупером. Кожен каупер 51, 52, 53 в альтернативному варіанті виконуватиме функцію нагрівання газу, який поступає в дану лінію вдування, і функцію акумуляції тепла. У кожному з двох кауперів в режимі акумуляції тепла 52, 53 в пальник 58, розташований в нижній частині шахт горіння 59, вводять суміш з доменного газу і газу сталеливарного заводу і/або коксового газу і/або будь-якого іншого газу, відповідного для використання в способі нагрівання даних систем, 55, а також повітря 56. Спалювання даної суміші газів нагріває вогнетривку цеглину насадку, що становить стінки шахти насадки 60, і димові гази 61 випускають в низу шахти насадки 60 у напрямі димарів. У каупері в режимі нагрівання газу цегла насадки шахти насадки 60, яка заздалегідь була нагріта відповідно до того принципу, який тільки що був описаний, нагріватиме газ, збагачений на CO, 18а, джерелом якого є АКВД 16 (Фіг. 3 і 4), і який вводять через труби 31 і/або 32 в основі шахти насадки 60. Цегла охолоджуватиметься в результаті циркуляції даного газу, збагаченого на CO, який випускають з каупера 51 при температурі, рівній приблизно 120С°С, з шахти насадки 59 в зону доменної печі, в яку його вдувають. Якщо цегла більше вже не буде достатньо гарячою, і якщо температура газу на випускному отворі буде меншою, ніж 1200 °C, каупер 51 перемикається на свою функцію акумуляції тепла, тоді як одночасно один з двох кауперів 52, 53, наприклад, каупер 52, перемикається на цикл нагрівання газу, збагаченого на CO. Так само, якщо даний каупер 52 більше вже не проводитиме достатньо тепла, саме останній каупер 53 забезпечуватиме нагрівання газу, тоді як каупер 52 знову увійде до циклу акумуляції тепла. У даній конфігурації з трьома кауперами у разі відключення одного з кауперів система зможе продовжити функціонувати з двома кауперами, при цьому перший каупер нагріватиме газ, а другий - знаходитися в циклі нагрівання. З іншого боку, в першому варіанті здійснення, представленому на Фіг. 3, для кожної з двох систем нагрівачів 30, 33 передбачається включення тільки двох кауперів, відповідно, 51, 52 і 53, 54. Дана конфігурація є вигідною в контексті винаходу. Дійсно, установка, що включає дві системи нагрівачів з трьома кауперами в кожній, була б дуже дорогою. Проте, функціонування з двома незалежними системами нагрівачів необхідне для забезпечення можливості контролю витрат газу в точці нижнього вдування 22 і точці верхнього вдування 20. От чому вибрали систему, в яку входять дві системи нагрівачів, кожна з яких включає два каупера. Проте, відповідно до даної системи в разі знаходження одного з кауперів в неробочому стані робота всієї системи повинна бути перервана, оскільки система нагрівача, каупер якої дефектний, не може функціонувати тільки з одним каупером. От чому винахід пропонує засоби, які роблять можливим перемикання системи від функціонування з двома системами нагрівачів, кожна з яких включає два каупера, Фіг. 3 на систему з однією системою нагрівача, що включає три каупера, представлену на Фіг. 4, таким чином, дозволяючи уникнути повного відключення доменної печі з рециркуляцією. Для перемикання від конфігурації з чотирма кауперами на конфігурацію з трьома кауперами клапан 70 сполучає труби 32 і 31, в яких циркулює збагачений на CO газ 18, що виходить в результаті роботи установки для очищення від СO 2 16, з першою системою нагрівача 30 і 5 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 другою системою нагрівача 33. Даний клапан 70 зберігають в закритому положенні, тоді як функціонує система з чотирма кауперами Фіг. 3. Від нього потрібно буде бути відкритим у разі потреби перемикання системи на функціонування з трьома кауперами, як це представлено на Фіг. 4, з отриманням однієї труби 43 (Фіг. 4), в якій циркулює збагачений на CO газ 18, роботи АКВД 16, що виходить в результаті, в систему нагрівача 45. Крім того, клапан 71 сполучає лінію верхнього вдування 21 і лінію нижнього вдування 23 на рівні, розташованому до точки перемішування 34, через яку в лінію верхнього вдування 21 вдувають холодний газ 18. В результаті відкриття даного клапана 71 і консервації впускного отвору і випускного отвору каупера, який більше не функціонує, всі гази, циркулюючі в лінії верхнього вдування 21 і лінії нижнього вдування 23, нагріваються з використанням однієї системи нагрівача 45, що має три каупера, відповідно до конфігурації, представленої на Фіг. 4. У прикладі, представленому на фігурах, саме каупер 52 відключений; таким чином, система нагрівача 45 функціонує з трьома іншими кауперами 51, 53 і 54. Функціонування системи з однією системою нагрівача 45, що включає три каупера 51, 53, 54, описується при зверненні до фігури 4. На випускному отворі з даної системи нагрівача 45 газів знаходяться при температурі, рівній приблизно 1200 °C. Одну частину даного газу вдувають в точці 22 в нижню частину доменної печі на одному рівні з фурмами з використанням лінії нижнього вдування 23. Іншу частину в точці 34 перемішують із збагаченим на CO газом, що виходить в результаті роботи АКВД 16, який знаходиться при температурі, близькій до температури навколишнього середовища, з використанням лінії подачі холодного газу 35. Витрату холодного газу контролюють так, як і у варіанті здійснення Фіг. 3, з використанням того ж самого контрольного клапана 40 і системи 41 для вимірювання температури газу в лінії верхнього вдування 21. Витрата на впускному отворі в систему нагрівача 45 контролюють з використанням контрольного клапана 36 у поєднанні з його системою для вимірювання витрати 38. Контрольний клапан 37, представлений на Фіг. 3, більше вже не виконує функції контролю, от чому, він не представлений на Фіг. 4. У даній конфігурації Фіг. 4 неможливо незалежно контролювати витрату газу лінії верхньої подачі 21 і витрата газу лінії нижньої подачі 23. Для усунення обмеження, що накладається даною неможливістю, можна скористатися системами сингулярних падінь тиску 80, 81, розташованих, відповідно, в лінії верхнього вдування після точки перемішування 34 і в лінії нижнього вдування 23, що робить можливим, через геометрію їх дизайну, модифікування витрат газу у відповідних точці нижнього вдування 22 і точці верхнього вдування 20 в доменну піч. Крім того, в системі Фіг. 4 може знадобитися необхідність вимірювання витрати газу, циркулюючого в одній або іншій або обох лініях вдування, вибираних з лінії нижнього вдування 23 і лінії верхнього вдування 21, по причинах, незалежних від предмету винаходу. Контролю витрати двох ліній вдування 21, 23 також може посприяти вимірювання витрати даного типу, що проводиться з використанням пов'язаного з цим пристрою 82, наприклад, в лінії верхнього вдування 21, що, зокрема, робить можливим завдання величини сингулярних падінь тиску 80, 81, упроваджених у відповідних лінію верхнього вдування 21 і лінію нижнього вдування 23. Можна передбачити один пристрій для вимірювання витрати гарячого газу 82, розташоване в одній або іншій лінії вдування, вибираній з лінії нижнього вдування 23 і лінії верхнього вдування 21, але також і пристрій для вимірювання витрати, розташований в кожній з даних двох ліній 21, 23. Необхідно відзначити те, що системи сингулярних падінь тиску 80, 81 і пристрій для вимірювання витрати гарячого газу 82 вже присутні в пристрої, представленому на Фіг. 3, хоча вони і не були представлені, необхідно розуміти те, що дані системи 80, 81, 82 не функціонують в контексті винаходу в конфігурації з двома системами нагрівачів. У будь-якому випадку спосіб і пристрій винаходу роблять можливими, з одного боку, контроль витрати і температури газу, циркулюючого на двох рівнях вдування при температурах, більших, ніж 700 °C, з використанням двох незалежних систем нагрівачів 30, 33, а, з іншого боку, забезпечення безпеки системи завдяки передбаченому перемиканню на конфігурацію, в якій витрати газу двох ліній вдування свідомо більше вже не контролюють незалежно, але в якій доменна піч, проте, може продовжувати функціонувати. Один виключно вигідний аспект винаходу полягає в простоті перемикання між конфігурацією з чотирма кауперами (Фіг. 3) і конфігурацією з трьома кауперами (Фіг. 4). Дійсно, контрольні клапани 40 і 36 використовують в обох системах без необхідності вдаватися до зміни їх конфігурації. 6 UA 102894 C2 5 10 15 20 Як варіант може бути передбачене розташування клапана 36 і пов'язаного з ним пристрою для вимірювання витрати 38 в трубі 32 на впускному отворі в другу систему нагрівача 33. В даному випадку для забезпечення контролю витрат лінії верхнього вдування 21 і лінії нижнього вдування 23 передбачатиметься додаткове вимірювання витрати в лінії холодного газу 35. У даній конфігурації перемикання на конфігурацію з однією системою нагрівача 45 є складнішим, оскільки воно задіює зміну конфігурації клапана 36 або 37. які обидва використовуватимуться паралельно, по ходу технологічного потоку до системи нагрівача 45. Як варіант також могла б бути передбачена установка клапана 37 і пов'язаного з ним пристрою для вимірювання витрати 39 в трубі 32 на впускному отворі в другу систему нагрівача 33. В даному випадку для забезпечення контролю витрат лінії верхнього вдування 21 і лінії нижнього вдування 23 передбачатиметься додаткове вимірювання витрати в лінії холодного газу 35. Як варіант можна передбачити присутність однієї системи сингулярних падінь тиску, розташованої або в лінії верхнього вдування 21, або в лінії нижнього вдування 23. Також необхідно відзначити те, що температура вдуванню 900 °C для газу, що вдувається, на півдорозі вгору по доменній печі є оптимальною в діапазоні від 700 °C до 1000 °C, і те, що температура газу лінії нижнього вдування, представленого при 1200 °C, може знаходитися в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C, що є максимальною температурою газу на випускному отворі теплообмінників. Крім того, температура газу в точці верхнього вдування 21 розуміється як строго менша, ніж 1000 °C, а температура газу в точці нижнього вдування розуміється як строго більша, ніж 1000 °C. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб рециркуляції доменного газу, за яким принаймні одну частину газів, що виходять з доменної печі, піддають очищенню від СО 2 для створення газу, збагаченого на СО, який повторно вдувають в першій точці верхнього вдування, розташованій вище за основу доменної печі, при температурі в діапазоні від 700 °C до 1000 °C через лінію верхнього вдування та в другій точці нижнього вдування в основі доменної печі при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C через лінію нижнього вдування, за яким гази з ліній нижнього та верхнього вдування нагрівають з використанням принаймні одної системи нагрівачів, з яких гази виходять при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C, який відрізняється тим, що частину збагаченого на СО газу (18), яка залишає стадію очищення, безпосередньо вводять в лінію (21) верхнього вдування через лінію (35) вдування холодного газу для одержання температури в діапазоні від 700 °C до 1000 °C в першій точці (20) верхнього вдування, і тим, що вимірюють температуру в лінії (21) верхнього вдування, тим, що витрату холодного газу, який вводять в дану лінію (21) верхнього вдування, регулюють відповідно до температури в першій точці (20) верхнього вдування, тим, що принаймні один газовий потік (38, 39) вимірюють вище по потоку від системи нагрівачів (30, 33; 45), та тим, що принаймні один газовий потік, який вводять в систему нагрівачів (30, 33; 45), контролюють згідно з виміряним газовим потоком (38, 39) вище по потоку від системи нагрівачів (30, 33; 45), при цьому регулюють газові потоки через точку (22) нижнього вдування та точку (20) верхнього вдування. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що гази лінії (21) верхнього вдування та лінії (23) нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів (30, 33), та також тим, що газовий потік (38), циркулюючий в основній лінії для транспортування газу (18), збагаченого на СО, до лінії (35) вдування холодного газу та газового потоку (39) на вході системи нагрівачів (30) лінії (23) нижнього вдування вимірюють, та газові потоки, що вдувають відповідно в першу систему (33) нагрівачів та другу систему (30) нагрівачів, регулюють у відповідності з виміряним газовим потоком (38, 39) для одержання цільових газових потоків у відповідній точці (22) нижнього вдування та точці (20) верхнього вдування. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що витрати газу, який вводять в першу систему нагрівача (33) і другу систему нагрівача (30), контролюють, з одного боку, шляхом регулювання витрати газу в основній лінії транспортування (18) газу, очищеного від СО2, перед лінією (35) вдування холодного газу, впливаючи або безпосередньо на витрату газу даної лінії, або на компресор (19), розташований по ходу технологічного потоку перед очисником від СО 2 (16), в який надходить газ, або на турбодетандер, додатково вбудований в очисник від СО 2 (16), та, з іншого боку, шляхом регулювання витрати газу на впускному отворі в систему нагрівача лінії (30) нижнього вдування. 7 UA 102894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що передбачений перемикач від конфігурації, за якої гази лінії (21) верхнього вдування та лінії (23) нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем нагрівачів (30, 33), на конфігурацію, за якої гази лінії (21) верхнього вдування і лінії (23) нижнього вдування нагрівають з використанням однієї системи нагрівачів (45). 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що в конфігурації з однією системою нагрівачів (45) вимірюють витрату газу, циркулюючого в основній лінії транспортування газу (18), очищеного від СО2, перед лінією (35) вдування холодного газу, та регулюють витрату газу, яку вводять в одну систему нагрівачів (45). 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що вимірюють витрату газу, який циркулює в одній або іншій, або обох лініях вдування, вибраних з лінії (23) нижнього вдування і лінії (21) верхнього вдування, для оцінки витрати газу через точку (22) нижнього вдування і/або точку (20) верхнього вдування, і тим, що гази з однієї або іншої, або обох ліній вдування, вибраних з лінії (23) нижнього вдування і лінії (21) верхнього вдування, подають в спеціальні регулятори тиску (80, 81) для впливу, по суті рівномірного, на витрати газу точки (22) нижнього вдування і/або точки (20) верхнього вдування. 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що температура газів лінії (23) нижнього вдування в точці (22) вдування в нижній частині доменної печі складає приблизно 1200 °C, причому температура газів лінії (21) верхнього вдування в точці (20) вдування на половині висоти доменній печі складає приблизно 900 °C. 8. Пристрій для спрямування на рециркуляцію доменного газу, що містить: - очисник від СО2 (16), для надходження принаймні однієї частини газів, що утворюються в доменній печі, для створення газу, збагаченого на СО, - лінію (21) верхнього вдування для вдування в першій точці (20) верхнього вдування вище основи доменної печі збагаченого на СО газу (18), що виходить з очисника (16), при температурі в діапазоні від 700 °C до 1000, - лінію (23) нижнього вдування для вдування у другій точці (22) нижнього вдування в нижню частину доменної печі збагаченого на СО газу (18), що виходить з очисника (16), при температурі в діапазоні від 1000 °C до 1300 °C, - дві системи нагрівачів (30, 33), які забезпечують нагрівання, відповідно, газу лінії (21) верхнього вдування і лінії (23) нижнього вдування, - лінію подачі холодного газу в лінію (21) верхнього введення для вдування в лінію (21) верхнього вдування в точці (34) вдування холодного газу частини збагаченого на СО газу (18), що виходить з очисника (16), для одержання температури в діапазоні від 700 °C до 1000 °C в точці (20) верхнього вдування доменної печі, - принаймні одну систему (41) для вимірювання температури газу в лінії (21) верхнього вдування та засіб (40) для регулювання газового потоку лінії (35) холодного газу для одержання температури в діапазоні від 700 ºС до 1000 ºС в точці (20) верхнього вдування, - систему вимірювання витрати газу (38), циркулюючого в основній лінії для транспортування збагаченого на СО газу (18) до лінії (26) вдування холодного газу, - систему вимірювання витрати газу (39) на вході системи (30) нагрівачів лінії (23) нижнього вдування та - засіб (36, 37) регулювання газових потоків, що подаються відповідно у першу систему нагрівачів (33) та у другу систему нагрівачів (30) у відповідності з газовими потоками (38, 39) для одержання цільових газових потоків у відповідних точці (22) нижнього вдування та точці (20) верхнього вдування. 9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що системою для регулювання газового потоку в основній лінії транспортування (18) очищеного від СО2 газу, перед лінією вдування холодного газу (35), є або регулюючий клапан, або компресор, розташований по ходу технологічного потоку раніше, через який протікає газ. 10. Пристрій за будь-яким з пп. 8-9, який відрізняється тим, що системами (30, 33) нагрівачів є теплообмінники, кожен з яких включає систему (51, 52, 53, 54) для нагрівання газу та систему (51, 52, 53, 54) для акумуляції тепла, при цьому для кожної з даних систем (51, 52, 53, 54) можливе перемикання від функції акумуляції тепла на функцію нагрівання газу та навпаки, для того, щоб підтримувати температуру газу, що виходить з системи нагрівача, відносно стабільною на рівні температури в діапазоні від 1000 °С до 1300 °C. 11. Пристрій за будь-яким з пп. 8-10, який відрізняється тим, що містить перемикальні елементи (70, 71), які забезпечують перехід від конфігурації, в якій гази лінії (21) верхнього вдування та лінії (23) нижнього вдування нагрівають з використанням двох незалежних систем 8 UA 102894 C2 5 10 нагрівачів (30, 33), на конфігурацію, в якій гази лінії (21) верхнього вдування і лінії (23) нижнього вдування нагрівають з використанням однієї системи нагрівачів (45). 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що перемикальні елементи (70) включають перший клапан, здатний сполучати дві труби (31, 32) для введення газу в першу систему (30) нагрівачів і другу систему (33) нагрівачів, та другий клапан, здатний сполучати лінію (21) верхнього вдування і лінію (23) нижнього вдування з точкою (34) вдування холодного газу в лінію (21) верхнього вдування. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що включає у одній або іншій, або обох лініях вдування, вибираних з лінії (23) нижнього вдування і лінії (21) верхнього вдування, спеціальні регулятори тиску для впливу на витрати газу у точці (22) нижнього вдування і/або точці (20) верхнього вдування. 9 UA 102894 C2 10 UA 102894 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 11