Спосіб використання відхідних газів з установок для одержання чавуну з метою виробництва пари

Реферат: Винахід стосується способу і установки для використання відхідних газів з установок для одержання чавуну з метою виробництва пари, причому щонайменше частина відхідного газу у вигляді експортного газу (12) відводиться з установки для одержання чавуну і за рахунок спалювання термічно утилізується, причому відхідний газ подається після спалювання до парогенератора-утилізатора (29). Щоб можна було використовувати більше енергії експортного газу (12) для вироблення електроенергії, передбачено, що експортний газ (12) подається у камеру згорання (23), розташовану перед парогенератором-утилізатором (29), і що у експортного газу (12) після спалювання у парогенераторі-утилізаторі (29) відбирається тепло без проходження експортного газу (12) між камерою згорання (23) і парогенераторомутилізатором (29) через газову турбіну, причому тиск у камері згорання (23) і парогенераторіутилізаторі (29) встановлюється вище за атмосферний тиск, зокрема до 3,5 бар g, а саме за рахунок встановлення кількості експортного газу (12), що надходить у камеру згорання (23) або у парогенератор-утилізатор (29), за допомогою регулятора (31) протікання газу, розташованого після парогенератора-утилізатора (29). UA 112892 C2 (12) UA 112892 C2 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ Винахід стосується способу використання відхідних газів з установок для одержання чавуну з метою виробництва пари, причому, щонайменше, частина відхідного газу у вигляді експортного газу відводиться з установки для одержання чавуну і за рахунок спалювання утилізується, причому відхідний газ подається після спалювання до парогенератораутилізатора. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ В ЕР 1255073 А2 розкритий спосіб утилізації відхідного тепла при одержанні чавуну в печах з обертальним подом, причому низькокалорійний відхідний газ, який утворюється при одержанні чавуну, допалюється у парогенераторі разом з повітрям для горіння в інертний технологічний газ і причому за рахунок теплообміну з ним виробляється гаряча пара для паротурбінного процесу. Для одержання чавуну, яке включає також одержання чугуноподібних продуктів, існують, в основному, три відомі поширені способи: доменний, пряме відновлення і відновлення з розплавленням. В установках прямого відновлення залізняк перетворюється відновним газом у губчасте залізо, яке потім піддається подальшій переробці у дуговій електропечі у вихідну сталь. При відновленні з розплавленням використовуються плавильний газифікатор, в якому отримують гарячий рідкий метал, і, щонайменше, один відновний реактор, в якому носій залізняку (кускова руда, рудний дрібняк, котуни, агломерати) відновлюється відновним газом, причому останній отримують у плавильному газифікаторі за рахунок газифікації вугілля (і, при необхідності, невеликої долі коксу) з киснем (90 % і більше). При відновленні з розплавленням, як правило, передбачені: - газоочисна установка (з одного боку, для колошникового газу з відновного реактора, а, з іншого боку, для відновного газу з плавильного газифікатора), - компресор, переважно з вторинним охолоджувачем, для поверненого у відновний реактор відновного газу, - пристрій для видалення СО2, згідно з рівнем техніки в більшості випадків за допомогою адсорбції при змінному тиску, - як опція, нагрівач для відновного газу і/або камера згорання для часткового спалювання з киснем. ® Процес COREX є двоступінчастим процесом відновлення з розплавленням (англ.: smelting reduction). Відновлення з розплавленням об'єднує в собі процес прямого відновлення (попереднє відновлення заліза у губчасте залізо) з процесом розплавлення (основне відновлення). ® ® Також відомий процес FINEX , в основному, відповідає процесу COREX , проте залізняк завантажується у вигляді pyдного дрібняка. ® З WO 2008/086877 А2 відоме об'єднання установки COREX з комбінованою ® електростанцією. Експортний газ з установки COREX спалюється при цьому у розташованій безпосередньо перед газовою турбіною камері згорання, згорілий експортний газ відпрацьовується у газовій турбіні і лише потім подається у паровий котел, де термічний енерговміст згорілого експортного газу використовується для виробництва пари. Ціллю цього способу є одержання максимально вільних від азоту газоподібних продуктів згорання з високою долею СО2. Недолік способу за WO 2008/086877 А2 полягає в тому, що, по-перше, перед газовою турбіною повинен використовуватися паливний компресор, а перед ним необхідно понизити температуру експортного газу, з тим щоб стискання можна було здійснити рентабельно. При цьому експортний газ в більшості випадків охолоджується приблизно до довколишньої температури, наприклад, приблизно до 40 °C. Проте із-за цього охолодження втрачається енергія для подальшого виробництва пари. По-друге, перед стисканням, як правило, до тиску вище 20 бар, експортний газ має бути очищений від пилу, оскільки концентрація пилу в 2 колошниковому газі складає приблизно 20 г/Нм , а це надто багато для турбомашин. Таким чином, втрачається також енергія пилу для вироблення електроенергії, яка міститься в горючих долях пилу. Задачею винаходу є створення способу використання відхідних газів з установок для одержання чавуну з ціллю вироблення електроенергії, в якому використовувалося б більше енергії з експортного газу для вироблення електроенергії, ніж в способі за WO 2008/086877 А2. ВИКЛАДЕННЯ ВИНАХОДУ Ця задача вирішується за допомогою способу за п. 1 формули винаходу, при якому експортний газ подається у камеру згорання, розташовану перед парогенератором 1 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 утилізатором, і у експортного газу після спалювання у парогенераторі-утилізаторі відбирається тепло без проходження експортного газу між камерою згорання і парогенератором-утилізатором через газову турбіну, причому тиск у камері згорання і парогенераторі-утилізаторі встановлюється вище за атмосферний тиск, зокрема до 3,5 бар g, а саме за рахунок встановлення кількості експортного газу, що поступає у камеру згорання і у парогенераторутилізатор, за допомогою регулювальника протікання газу, розташованого після парогенератора-утилізатора. За рахунок відсутності газової турбіни відпадають обов'язково необхідні в ній стискання і видалення пилу з експортного газу і, тим самим, також його охолодження перед газовою турбіною. Таким чином, можна використовувати фізичне тепло експортного газу для виробництва пари у парогенераторі-утилізаторі, причому експортний газ у вигляді ® колошникового газу з відновної шахти установки COREX або з реактора із псевдозрідженим ® шаром установки FINEX може мати температуру до 500 °C. Додатково пил цього експортного газу містить до 40 % вуглецю, який за рахунок спалювання може використовуватися для виробництва пари і не втрачається внаслідок знепилювання перед газовою турбіною. Відповідно в одному варіанті здійснення винаходу передбачено, що експортний газ подається у камеру згорання з температурою вище 100 °C, переважно вище 200 °C, особливо переважно вище 300 °C. Відповідно в одному додатковому або альтернативному варіанті передбачено, що 3 експортний газ містить щонайменше одну частку 5-40 г/Нм носіїв вуглецю, причому ця частка містить, у свою чергу, 5-40 % елементарного вуглецю. Проте в камері згорання можуть спалюватися вуглеводні, які також містяться в експортному газі, зокрема ароматичні вуглеводні, такі як бензол, і, тим самим, з одного боку, знешкоджуватися, а, з іншого боку, використовуватися для одержання тепла. Проте в цьому випадку не повинне відбуватися або повинне відбуватися лише відповідно невелике газоочищення між відновним реактором і камерою згорання. Один альтернативний варіант полягає в тому, що замість камери згорання перед парогенератором-утилізатором всередині нього розташовані один або декілька пальників, які спалюють експортний газ, як це вже відомо, наприклад, з AT 340452 В. Згідно з цією публікацією, відхідний газ з відновних реакторів, правда, також спалюється у водопарогенераторі, проте одержання відновного газу відбувається інакше, ніж в процесі ® ® COREX або FINEX . Згідно з цією публікацією, носій заліза і вуглецьвмісний матеріал спільно завантажуються у виконану у вигляді псевдозрідженого шару зону попереднього відновлення, де вуглецьвмісний матеріал за рахунок часткового згорання перетворюється на відновний газ. Носій заліза завантажується потім знову разом з іншим вуглецьвмісним матеріалом у зону остаточного відновлення, де за допомогою електричного струму отримують розплавлений чавун. Для одержання чавуну використовується лише частина вуглецьвмісного матеріалу, а залишок у вигляді горючих газів відводиться, спалюється у парогенераторі і за допомогою турбінного генератора перетворюється на електричну енергію. Завдяки способу за AT 340452 В відповідно до приведених відомостей одержання коксу у порівнянні з доменною піччю може відпасти. Як інша перевага приводиться те, що вся дегазація відбувається на етапі одержання заліза, а саме в самому псевдозрідженому шарі. Це також є ® ® істотною відмінністю від процесу COREX або FINEX , в якому відновний газ отримують в агрегаті, який відрізняється від відновного реактора або реакторів, а саме плавильному газифікаторі. При прямому відновленні відновний газ, наприклад у вигляді природного газу, подається у відновну шахту, виконану в більшості випадків у вигляді нерухомого шару. Запропонована камера згорання облицьовується, наприклад футерується, як правило, вогнетривким матеріалом. Вона може експлуатуватися разом з парогенератором-утилізатором або при атмосферному, або при надлишковому тиску. Надлишковий тиск може складати 5 приблизно до 3,5 барg (3,5*10 Па). Оскільки камера згорання і парогенератор-утилізатор експлуатуються при надлишковому тиску, можна, встановивши надлишковий тиск в них, встановити кількість експортного газу, що подається у камеру згорання. Це означає, що у трубопроводі, який подає експортний газ з установки для одержання чавуну у камеру згорання, відсутній регулювальний клапан, а потужність парогенератора-утилізатора узгоджується безпосередньо з потужністю установки, тобто обидва агрегати сполучені між собою із зрівнюванням тиску. Таким чином, може відпасти також гарячий факел для установки для одержання чавуну, оскільки експортний газ перетворюється також в режимі її пуску і зупинки в камері згорання. В разі зупинки установки може використовуватися замінник палива (наприклад, природний газ), який спалюється в камері 2 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 згорання через власні пальники. Для цього трубопровід експортного газу відділяється від камери згорання запірною арматурою. ® Оскільки газ, що відходить з відновного реактора (відновна шахта в процесі COREX , ® реактори із псевдозрідженим шаром в процесі FINEX , відновна шахта при прямому відновленні), запилений, відібраний у цього відхідного газу експортний газ має бути очищений від пилу, перш ніж експортний газ після свого спалювання можна буде випустити в атмосферу. Для знепилювання є різні можливості. Перший варіант полягає в тому, що знепилюється не відхідний газ, який виходить, щонайменше, з одного відновного реактора установки для одержання чавуну перед парогенератором-утилізатором, а тільки згорілий експортний газ, що виходить з нього. Це має ту перевагу, що вуглецьвмісна доля пилу повністю згорає і може використовуватися для виробництва пари. Проте передумовою є розрахунок пальників в камері згорання і поверхонь 3 нагріву парогенератора-утилізатора на пилові навантаження до 5 г/Нм . Згідно з другим варіантом, повинно бути, щонайменше, передбачено, що відхідний газ, який виходить, щонайменше, з одного відновного реактора установки для одержання чавуну, перед парогенератором-утилізатором піддається грубому пилоочищенню, а згорілий експортний газ, що виходить з нього, - тонкому пилоочищенню. Грубе пилоочищення повинне відбуватися в будь-якому разі насухо, наприклад за допомогою циклону, з тим щоб відхідний або експортний газ не охолоджувався. При мокрому пилоочищенню додатково були б потрібні складні водяні системи і підготовка шламу, а носій заліза і вуглець з пилу загубилися б разом зі шламом. Згідно з третім варіантом, для зниження пилового навантаження у пальнику або парогенераторі-утилізаторі може бути також передбачено, що відхідний, щонайменше, з одного відновного реактора установки для одержання чавуну газ перед парогенератором-утилізатором піддається тонкому знепилюванню, а згорілий експортний газ, що виходить з нього, не знепилюється. Тут у більшості випадків перед камерою згорання здійснюється спочатку грубе пилоочищення, наприклад за допомогою циклону, а потім тонке пилоочищення, наприклад за допомогою керамічних фільтрів, електро- або тканинних фільтрів. Грубе і тонке пилоочищення здійснюється насухо. Кінетичну енергію експортного газу перед камерою згорання можна в будь-якому разі зменшити за рахунок турбодетандера або клапана. Тиск експортного газу складає, як правило, 8-12 барg. Використання турбодетандера має ту перевагу, що частина фізичного тепла використовується термодинамічно, а температура експортного газу за рахунок розширення знижується на 100-150 °C. В разі турбодетандера регулювальник для встановлення кількості експортного газу може розташовуватися перед парогенератором-утилізатором, а останній необов'язково має бути виконаний у вигляді напірного резервуару, оскільки він не повинен експлуатуватися під тиском. В одному переважному варіанті способу енергія для відновлення залізняку при одержанні чавуну подається виключно у вигляді палива. Це є істотною відмінністю від способу за AT 340452 В, оскільки там для остаточного відновлення використовується електричний струм. Запропонований спосіб здійснюється переважно у зв'язку із одержанням чавуну за процесом відновлення з розплавленням або процесом прямого відновлення. Відповідно експортний газ містить, щонайменше, один з таких відхідних газів: - відхідний газ з плавильного газифікатора установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ щонайменше, з одного реактора із псевдозрідженим шаром або відновної шахти установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ щонайменше, з одного реактора з нерухомим шаром для підігрівання і/або відновлення оксидів і/або брикетів заліза установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ з відновної шахти установки для прямого відновлення. У способі відновлення з розплавленням або прямого відновлення встановлення кількості експортного газу здійснюється переважно після парогенератора-утилізатора, а саме, при необхідності, після того, як згорілий експортний газ, що виходить з нього, буде знепилений. Установка для здійснення способу включає, щонайменше, - одну установку для одержання чавуну, - один трубопровід для експортного газу, за допомогою якого частина відхідного газу у вигляді експортного газу може відводитися з установки для одержання чавуну, - одну камеру згорання, в яку входить трубопровід для експортного газу і де той може спалюватися, - один розташований після камери згорання парогенератор-утилізатор, в якому відхідний газ з камери згорання може використовуватися для виробництва пари. Установка відрізняється тим, що парогенератор-утилізатор розташований безпосередньо після камери згорання, тобто 3 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 між нею і парогенератором-утилізатором немає жодного іншого агрегату, зокрема газової турбіни. Крім того, установка відрізняється тим, що для встановлення тиску в камері згорання і парогенераторі-утилізаторі вище за атмосферний тиск після парогенератора-утилізатора розташований регулювальник протікання газу. Щоб камеру згорання і парогенератор-утилізатор можна було експлуатувати під тиском, може бути передбачено, що камера згорання і парогенератор-утилізатор виконані у вигляді напірних резервуарів, які можуть витримувати внутрішній тиск до 3,5 бар g. Різні варіанти знепилювання виникають у запропонованій установці таким чином: - між, щонайменше, одним відновним реактором установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором знепилювальна установка відсутня, а після парогенератораутилізатора розташована, щонайменше, одна знепилювальна установка, - між, щонайменше, одним відновним реактором установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором розташована, щонайменше, одна установка для грубого пилоочищення, а після парогенератора-утилізатора - щонайменше, одна установка для тонкого пилоочищення, - між, щонайменше, одним відновним реактором установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором розташована, щонайменше, одна установка для тонкого пилоочищення, а після парогенератора-утилізатора знепилювальна установка відсутня. Може бути передбачено, що для зменшення кінетичної енергії експортного газу перед камерою згорання розташований турбодетандер або клапан. Згідно з одним переважним варіантом здійснення винаходу, для проведення відновлення у відновні реактори установки для одержання чавуну входять виключно трубопроводи для ® палива. Таким чином, виключена електропроводка, як в AT 340452 В. В разі установки COREX ® або FINEX цим паливом є вугілля. Відповідно установка для одержання чавуну включає переважно: - установку для відновлення з розплавленням або - установку для прямого відновлення або, щонайменше, один трубопровід, по якому у трубопровід для експортного газу може подаватися - відхідний газ з плавильного газифікатора установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ щонайменше, з одного реактора із псевдозрідженим шаром або відновної шахти установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ щонайменше, з одного реактора з нерухомим шаром для підігрівання і/або відновлення оксидів і/або брикетів заліза установки для відновлення з розплавленням, - відхідний газ з відновної шахти установки для прямого відновлення. У разі установки для відновлення з розплавленням або установки для прямого відновлення після парогенератора-утилізатора може бути розташований регулювальник протікання газу, а саме, при необхідності, після знепилювальної установки або установки для тонкого пилоочищення. За допомогою запропонованого способу іпристрою фізичне тепло експортного газу може використовуватися для виробництва пари або електроенергії без власного котла-утилізатора для колошникового газу або іншого відхідного газу з установок для одержання чавуну. При цьому запропонований парогенератор-утилізатор виконує як функцію традиційного котлаутилізатора для колошникового газу або іншого відхідного газу, так і функцію парогенератора парової електростанції. За рахунок відсутності мокрого знепилювання при одержанні чавуну не потрібно ніякої або потрібно, щонайменше, менше технологічної води. У двох або трьох запропонованих варіантах знепилювання за рахунок, щонайменше, часткового зсуву знепилювання після парогенератораутилізатора зменшуються витрати на знепилювання при одержанні чавуну. Завдяки меншим втратам тиску внаслідок відсутності газоочисних установок тиск експортного газу до або після парогенератора-утилізатора може використовуватися у турбодетандері. Осаджений згідно з винаходом пил скупчується або насухо і спалюється в камері згорання, або ошлаковується. За рахунок цього менше або взагалі ніякого пилу не скупчується у вигляді шламу, що, при необхідності, зменшує кількість шламу. Токсичні викиди можуть бути знижені, оскільки кількість технологічної води, щонайменше, зменшується, а вуглеводні, що містяться в експортному газі, спалюються в камері згорання. Корозія за рахунок конденсації поліциклічних ароматичних вуглеводнів на шляху експортного газу зменшується або навіть запобігається завдяки вищим у порівнянні з установками з газовими турбінами температурам газу. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ 4 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід детальніше пояснюється нижче із посиланням на зразкові і схемні креслення, на яких змальовують: - фіг. 1: схему установки без знепилювання експортного газу (колошникового газу) перед парогенератором-утилізатором; - фіг. 2: схему установки із знепилюванням експортного газу (колошникового газу) перед парогенератором-утилізатором; ® - фіг. 3: установку з установкою COREX і сухим знепилюванням колошникового газу; ® - фіг. 4: установку з установкою COREX і частковим мокрим очищенням колошникового газу; ® - фіг. 5: установку з установкою FINEX і сухим знепилюванням колошникового газу; ® - фіг. 4: установку з установкою FINEX і частковим мокрим очищенням колошникового газу. ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ ВИНАХОДУ На фіг. 1 змальована схема установки без знепилювання експортного газу 12 (колошникового газу) перед парогенератором-утилізатором 29. Установка для одержання ® чавуну є установкою COREX , точне функціонування якої приведене в описі до фіг. 3. Проте і будь-яка інша установка для одержання чавуну може направляти експортний газ 12 у камеру згорання 23. Установка містить відновну шахту 45, виконану у вигляді реактора з нерухомим шаром і завантажувану кусковою рудою, котунами, агломератами і добавками (поз. 46 на фіг. 3). У протитечії до кускової руди і тому подібне подається відновний газ 43. Він подається на дні відновної шахти 45 і виходить на її верхній стороні у вигляді колошникового газу 57. Колошниковий газ 57 з відновної шахти 45 не очищується, а, щонайменше, частина його відбирається з установки у вигляді експортного газу 12. Відносно подальшого застосування колошникового газу 57 див. фіг. 3. Відновний газ 43 для відновної шахти 45 отримують у плавильному газифікаторі 48, в який, з одного боку, подається вугілля, а, з іншого боку, додається заздалегідь відновлений у відновній шахті 45 залізняк. У плавильному газифікаторі 48 вугілля газифікується, виникаюча газова суміш відводиться у вигляді колошникового газу (генераторного газу) 54, а частина потоку у вигляді відновного газу 43 подається у відновну шахту 45. Розплавлений у плавильному газифікаторі 48 гарячий метал і шлак відводяться по стрілці 58. Відведений з плавильного газифікатора 48 генераторний газ 54 направляється в осаджувач 59, де він насухо осідає з винесеним пилом, який через пилові пальники повертається у плавильний газифікатор 48. Частина очищеного від крупного пилу колошникового газу 54 за допомогою скрубера 68 піддається подальшому очищенню, у вигляді надлишкового газу 69 відбирається з установки і підмішується до колошникового газу 57 або експортного газу 12. Частина очищеного колошникового або генераторного газу 54 після скрубера 68 подається для охолодження у газовий компресор 70, а потім знову підмішується до колошникового або генераторного газу 54 після плавильного газифікатора 48 для охолодження. За рахунок цього повернення відновні долі, що містяться в ньому, можуть ще використовуватися для процесу ® COREX , а, з іншого боку, можна гарантувати необхідне охолодження гарячого колошникового або генераторного газу 54 приблизно з 1050°С до 700-900 °C. Кількість надлишкового газу 69, що вводиться в експортний газ 12, вимірюється витратоміром 17, і залежно від виміряної витрати настроюється регулювальник 31 протікання газу, встановлений у випускному газопроводі після парогенератора-утилізатора 29. Регулювальник тиску 33, встановлений у напрямі протікання надлишкового газу 69 за витратоміром 17, відкриває доданий йому клапан, при необхідності, настільки, що тиск у плавильному газифікаторі 48 не перевищує задане значення. Розташування регулювальника 31 протікання газу після парогенератора-утилізатора 29 переважно, оскільки там температура газу нижча, ніж температура експортного газу перед камерою згорання 23. Експортний газ 12, що складається з надлишкового 69 і колошникового 57 газів, подається у камеру згорання 23 і спалюється в ній. Відхідний газ з камери згорання 23 подається безпосередньо у парогенератор-утилізатор 29, де він виробляє пару для парового контура з паровою турбіною 30. Відхідний газ, що виходить з парогенератора-утилізатора 29, насухо звільняється від пилу у знепилювальній установці 56, виконаній тут у вигляді комбінації грубого і тонкого пилоочищення, і по димарю 34 випускається в атмосферу. Установка на фіг. 2 в більшості своїх частин відповідає установці на фіг. 1 з тією відмінністю, що на фіг. 2 перед парогенератором-утилізатором 29, а саме після відновної шахти 45 і перед впаданням надлишкового газу 69, відбувається сухе знепилювання колошникового газу 57 в установці 74 для грубого пилоочищення. Для цього після парогенератора-утилізатора 29 має бути розташована ще установка 73, зокрема для сухого тонкого пилоочищення (наприклад, з 5 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 керамічними фільтрами, електро- або тканинними фільтрами). Цей варіант може застосовуватися тоді, коли пальник і теплообмінники парогенератора-утилізатора 29 3 розраховані на експортний газ 12 або відхідний газ із запиленням приблизно 5 г/Нм . Інакше установку 73 для тонкого пилоочищення слід було б розташувати також перед камерою згорання 23 (і після установки 74 для грубого пилоочищення) (позначено штриховими лініями), зате її не було б потрібно після парогенератора-утилізатора 29. Те ж стосується розташування регулювальника 31 протікання газу на фіг. 2: якщо він 3 витримує запилення приблизно 5 г/Нм і температури 300-500 °C, то він може бути розташований також безпосередньо після сухого грубого пилоочищення, тобто після установки 74. ® На фіг. 3 змальований запропонований зв'язок між установкою COREX із сухим знепилюванням колошникового газу, з одного боку, і електростанцією 24, з іншого боку. ® Електростанція 24 живиться за допомогою установки COREX експортним газом 12, який може бути підданий проміжному зберіганню в резервуарі (не показаний). Не потрібний для електростанції 24 експортний газ 22 може подаватися, як тут показано, до гарячого факела 19 або в газову мережу металургійного заводу, наприклад для сушки сировини. Кінетична енергія експортного газу 12 може використовуватися також в розширювальній турбіні або турбодетандері 35, яка/який в даному прикладі розташований перед трубопроводом 21 для експортного газу 22 до гарячого факела. Передбачений відповідний обвідний трубопровід для експортного газу 12 навколо турбодетандера 35, у випадку якщо експортний газ 12, наприклад, внаслідок дуже низького тиску, не повинен направлятся через турбодетандер 35. В обвідному трубопроводі передбачений відповідний, регульований по тиску клапан. Експортний газ 12 подається у камеру згорання 23 як паливо, а перед цим, у разі потреби, охолоджується газоохолоджувачем 25. Згорілий експортний газ подається з камери згорання 23 прямо у парогенератор-утилізатор 29. В ньому згорілий експортний газ віддає своє тепло теплообмінникам (поверхням нагріву), і отримана за рахунок цього пара приводить в дію парову турбіну 30 і сполучений з нею генератор для вироблення електроенергії. Установка містить в даному прикладі відновну шахту 45, яка виконана у вигляді реактора з нерухомим шаром і в яку завантажується кускова руда, котуни, агломерати або адитиви (поз. 46). У протитечії кусковій руді 46 і тому подібне направляється відновний газ 43. Він подається на дні відновної шахти 45 і виходить на її верхній стороні у вигляді колошникового газу 57. Колошниковий газ 57 з відновної шахти 45 в установці 73, яка виконана тут у вигляді гарячого газового фільтру з керамічними фільтрами, піддається сухому пилоочищенню, і, щонайменше, ® частина відбирається з установки COREX у вигляді експортного газу 12. Ця частина за допомогою PSA-установки (англ.: PSA=Pressure Swing Adsorption - адсорбція при змінному ® тиску, не показана), що знаходиться в установці COREX , може бути звільнена від СО2 і повернена у відновну шахту 45. Відновний газ 43 для відновної шахти 45 отримують у плавильному газифікаторі 48, в який им завантажують вугілля у вигляді кускового вугілля 49, при необхідності з рудним дрібняком. Додатково подається кисень О2. З іншого боку, додається заздалегідь відновлений у плавильному газифікаторі 48 залізняк. Вугілля у плавильному газифікаторі 48 газифікується, і виникає газова суміш, яка складається, головним чином, із CO і Н 2 і відводиться у вигляді колошникового газу (генераторного газу) 54, а частина потоку у вигляді відновного газу 43 подається у відновну шахту 45. Розплавлений у плавильному газифікаторі 48 гарячий метал і шлак відводяться (стрілка 58). Відведений з плавильного газифікатора 48 генераторний газ 54 направляється у осаджувач 59, виконаний у вигляді гарячого газового циклону, для сухого осадження з винесеним пилом, зокрема рудним дрібняком, і повернення пилу 71 через пилові пальники у плавильний газифікатор 48. Частина очищеного від грубого пилу колошникового газу 54 за допомогою скрубера 68 піддається подальшому очищенню, у вигляді надлишкового газу 69 відбирається з ® установки COREX , а частина підмішується до колошникового газу 57 або експортному газу 12. Регулювання кількості надлишкового газу 69 вже описано за допомогою фіг. 1. Частина очищеного колошникового або генераторного газу 54 після скрубера 68 подається для охолодження у газовий компресор 70, а потім знову домішується до колошникового або генераторного газу 54 після плавильного газифікатора 48 для охолодження. Це повернення газу ® дозволяє використовувати відновні долі, що містяться в ньому, для процесу COREX , а, з іншого боку, можна гарантувати необхідне охолодження гарячого колошникового або генераторного газу 54 приблизно з 1050 °C до 700-900 °C. 6 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відновна шахта 45 необов'язково має бути виконана у вигляді нерухомого шару, а може бути виконана у вигляді псевдозрідженого шару. На нижньому кінці залежно від завантаженої сировини і режиму може відбиратися губчасте, брикетоване або низьковідновлене залізо. Експортний газ 12 поступає після установки 73 для тонкого пилоочищення в камеру згорання 23, де він спалюється, а потім подається безпосередньо у парогенератор-утилізатор 29. Можливий надлишковий експортний газ 12 може також між турбодетандером 35 і камерою згорання 23, при необхідності також після газового охолоджувача 25, відводитися до гарячого факела 19. Після парогенератора-утилізатора 29 розташований регулювальник 31 протікання газу, регульований залежно від витратоміру 17 (не показаний, див. фіг. 1 і 2). Установка і її функціонування на фіг. 3 відповідають рештою установці і її функціонуванню на фіг. 2. Установка на фіг. 4, в основному, відповідає установці на фіг. 3, проте знепилювання колошникового газу 57 відбувається інакше: замість установки 73 для тонкого пилоочищення у вигляді гарячого газового фільтру, як на фіг. 3, відбувається сухе грубе знепилювання в установці 74 для грубого знепилювання (циклон), потім у скрубері 11, а потім в установці 73 для тонкого пилоочищення у вигляді декількох тканинних фільтрів. Навколо скрубера 11 передбачений обвідний трубопровід для колошникового газу 57, щоб обійти його мокре очищення. Пил 72 з установки 74 може бути повернений у плавильний газифікатор 48. Регулювальник 31 протікання газу передбачений тут також після парогенератораутилізатора 29. ® На фіг. 5 електростанція 24 живиться за допомогою установки FINEX експортним газом 12, який може бути підданий проміжному зберіганню в резервуарі 13. Не потрібний для електростанції 24 експортний газ 22 може подаватися також у газову мережу металургійного заводу, наприклад для сушки сировини, або до гарячого факела 19. ® Установка FINEX містить в даному прикладі як відновні реактори чотири реактори 37-40 із псевдозрідженим шаром, в яких завантажується рудний дрібняк. Рудний дрібняк і адитиви 41 подаються до рудної сушарки 42, а звідти спочатку до четвертого реактора 37, потім вони поступають у третій 38, другий 39 і, нарешті, у перший 40 реактори. Замість чотирьох реакторів 37-40 можуть бути передбачені також лише три. У протитечії до рудного дрібняка подається відновний газ 43. Він подається на дні першого реактора 40 і виходить на його верхній стороні. Перш ніж він поступить у другий реактор 39, він може бути ще нагрітий киснем О 2, як і між другим 39 і третім 38 реакторами. Відхідний газ 44 з реакторів 37-40 очищується в установці 73 для тонкого пилоочищення, виконаній у вигляді гарячого газового фільтру з керамічними фільтрами, і у вигляді експортного газу 12 використовується далі на подальшій комбінованій електростанції 24. Відновний газ 43 отримують у плавильному газифікаторі 48, в який, з одного боку, завантажується кускове вугілля 49 і пилоподібне вугілля 50 - останній разом з киснем О2, а, з іншого боку, - залізняк, заздалегідь відновлений в реакторах 37-40 і формований в установці 51 для брикетування у гарячому стані в брикети (англ.: НСІ = Hot Compacted Iron - залізо гарячого брикетування). Брикети залізняку поступають по транспортеру 52 у накопичувач 53, виконаний у вигляді реактора із псевдозрідженим шаром, де вони, при необхідності, підігріваються і відновлюються грубо очищеним генераторним газом 54 з плавильного газифікатора 48. Тут можуть подаватися також холодні брикети 65 залізняку. Потім брикети або оксиди заліза завантажуються зверху у плавильний газифікатор 48. Низьковідновлене залізо (англ.: LRI=Low Reduced Iron) також може відводитися з установки 51 для брикетування. Вугілля в плавильному газифікаторі 48 газифікується, і виникає газова суміш, яка складається, головним чином, із CO і Н2 і відводиться у вигляді колошникового газу (генераторного газу) 54, а частина потоку у вигляді відновного газу 43 подається у реактори 3740. Розплавлений у плавильному газифікаторі 48 гарячий метал і шлак відводяться (стрілка 58). Відведений з плавильного газифікатора 48 колошниковий газ 54 направляється спочатку в осаджувач 59 (гарячий газовий циклон) для сухого осадження з винесеним пилом і повернення пилу через пилові пальники у плавильний газифікатор 48. Частина очищеного від грубого пилу колошникового газу за допомогою скрубера 60 піддається подальшому очищенню і у вигляді ® надлишкового газу 61 відбирається з установки FINEX , а частина може подаватися також у PSA-установку 14 для видалення СО2. У трубопроводі для надлишкового газу 61 розташований регулювальник тиску, аналогічний регулювальнику тиску 33 на фіг. 1 і 2, за допомогою якого встановлюється необхідний для плавильного газифікатора 48 тиск. Інша частина очищеного генераторного газу 54 також піддається подальшому очищенню у скрубері 62, для охолодження подається до газового компресора 63, а потім після змішування з 7 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відібраним з PSA-установки 14, звільненим від СО2 продуктовим газом 64 знову підмішується до генераторного газу 54 після плавильного газифікатора 48 для охолодження. За рахунок цього повернення звільненого від СО2 продуктового газу 64 відновні долі, що міститься в ньому, ® можуть ще використовуватися для процесу FINEX , а, з іншого боку, можна гарантувати необхідне охолодження гарячого генераторного газу 54 приблизно з 1050 °C до 700-870 °C. Колошниковий газ 55, що виходить з накопичувача 53, де брикети або оксиди заліза нагріваються і відновлюються знепиленим і охолодженим генераторним газом 54 з плавильного газифікатора 48, очищується у скрубері 66, а потім також, щонайменше, частково, подається в PSA-установку 14 для звільнення від СО2. Частина може бути підмішана також до відхідного газу 44 з реакторів 37-40. До PSA-установки 14 може безпосередньо подаватися також частина відхідного газу 44 з реакторів 37-40. Гази, що подаються до PSA-установки 14, заздалегідь охолоджуються у газовому охолоджувачі 75, який, як і газовий охолоджувач 25, працює на основі холодної води, стискаються в компресорі 15, а потім охолоджуються у вторинному охолоджувачі 16. Залишковий газ 20 з PSA-установки 14 може повністю або частково підмішуватися до експортного газу 12, наприклад, з резервуару 13 для вирівнювання якості залишкового газу. Він може подаватися також через непотрібний експортний газ 22 у газову мережу металургійного заводу або до гарячого факела 19 для спалювання, як це вже було описано за допомогою фіг. 3. Тиск відхідного газу 44 з реакторів 37-40 може використовуватися, як показано на фіг. 3, 4, у турбодетандері 35, а потім, при необхідності, охолоджуватися перед камерою згорання 23 частково у газовому охолоджувачі 25 до температури холодної води. В решті конструкція і функціонування установки, починаючи з камери згорання 23, збігаються з конструкцією і функціонуванням, описаними за допомогою фіг. 3, 4. Регулювальник 31 протікання газу розташований після парогенератора-утилізатора 29. Варіант на фіг. 6, за винятком знепилювання відхідного газу 44, збігається з варіантом на фіг. 5. На фіг. 6 у трубопроводі для відхідного газу 44 з реакторів 37-40 розташований скрубер 11, який, як і на фіг. 4, можна, щонайменше, частково обійти через обвідний трубопровід, щоб якнайкраще досягти заявленого ефекту максимально гарячого відхідного газу 44 або експортного газу 12. Після скрубера 11 розташована установка 73 для тонкого пилоочищення у вигляді декількох тканинних фільтрів, в якій відхідний газ звільняється від дрібного пилу. Регулювальник 31 протікання газу розташований тут, як на фіг. 5. ПЕРЕЛІК ПОСИЛАЛЬНИХ ПОЗИЦІЙ 11 - скрубер 12 - експортний газ 13 - резервуар для залишкового газу 14 - PSA-установка 15 - компресор 16 - вторинний охолоджувач 17 - витратомір 18 - регулювальник тиску в турбодетандері 35 19 - гарячий факел 20 - залишковий газ 21 - трубопровід для експортного газу до гарячого факела 19 22 - непотрібний експортний газ 23 - перший вимірювальний прилад для виміру теплоти згорання 24 - електростанція 25 - газовий охолоджувач 26 - фільтр 27 - газовий компресор 28 - газова турбіна 29 - парогенератор-утилізатор 30 - парова турбіна 31 - регулювальник протікання газу 32 - трубопровід для залишкового газу до газової мережі металургійного заводу або до гарячого факела 19 33 - регулювальник тиску надлишкового газу 69 34 - димар 35 -турбодетандер 8 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 37 - четвертий реактор із псевдозрідженим шаром 38 - третій реактор із псевдозрідженим шаром 39 - другий реактор із псевдозрідженим шаром 40 - перший реактор із псевдозрідженим шаром 41 - рудний дрібняк і адитиви 42 - сушарка для руди 43 - відновний газ 44 - відхідний газ з реакторів 37-40 45 - відновна шахта 46 - кускова руда, котуни, агломерати і адитиви 48 - плавильний газифікатор 49 - кускове вугілля 50 - пилоподібне вугілля 51 - установка для брикетування заліза 52 - транспортер 53 - виконаний у вигляді реактора з нерухомим шаром накопичувач для підігрівання і відновлення оксидів і брикетів заліза 54 - колошниковий або генераторний газ з плавильного газифікатора 48 55 - колошниковий газ із скрубера 66 56 - знепилювальна установка 57 - колошниковий газ з відновної шахти 45 58 - гарячий метал і шлак 59 - осаджувач для рудного дрібняка 60 - скрубер 61 - надлишковий газ 62 - скрубер 63 - газовий компресор 64 - звільнений від СО2 газ (продуктовий газ) з PSA-установки 14 65 - холодні брикети заліза 67 - скрубер після відновної шахти 45 68 - скрубер після осаджувача 59 для рудного дрібняка ® 69 - надлишковий газ з установки COREX 70 - газовий компресор після скрубера 68 71 - пил з осаджувача 59 72 - пил з установки 74 для грубого пилоочищення 73 - установка для тонкого пилоочищення 74 - установка для грубого пилоочищення 75 - газовий охолоджувач перед PSA-установкою 14 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб використання відхідних газів з установок для одержання чавуну з метою виробництва пари, причому щонайменше частину відхідного газу у вигляді експортного газу (12) відводять з установки для одержання чавуну і за рахунок спалювання термічно утилізують, причому відхідний газ подають після спалювання до парогенератора-утилізатора (29), який відрізняється тим, що експортний газ (12) подають у камеру згорання (23), розташовану перед парогенератором-утилізатором (29), при цьому у експортного газу(12) після спалювання у парогенераторі-утилізаторі (29) відбирають тепло без проходження експортного газу (12) між камерою згорання (23) і парогенератором-утилізатором (29) через газову турбіну, причому тиск у камері згорання (23) і парогенераторі-утилізаторі (29) встановлюють вище за атмосферний тиск, зокрема до 3,5 барg, а саме за рахунок встановлення кількості експортного газу (12), що надходить у камеру згорання (23) або у парогенератор-утилізатор (29), за допомогою регулятора (31) протікання газу, розташованого після парогенератора-утилізатора (29), причому відхідний газ, що виходить щонайменше з одного відновного реактора (37-40, 45) установки для одержання чавуну - перед парогенератором-утилізатором (29), не знепилюють, а знепилюють лише згорілий експортний газ, що виходить з парогенератора-утилізатора (29), або перед парогенератором-утилізатором (29) піддають тонкому пилоочищенню, а згорілий експортний газ, що виходить з парогенератора-утилізатора (29), піддають грубому пилоочищенню або 9 UA 112892 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 перед парогенератором-утилізатором (29) піддають грубому пилоочищенню, а згорілий експортний газ, що виходить з парогенератора-утилізатора (29), тонкому пилоочищенню. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що експортний газ (12) подають у камеру згорання (23) з температурою вище 100 °С, переважно вище 200 °С, особливо переважно вище 300 °С. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що експортний газ (12) міститьщонайменше 3 одну частку 5-40 г/Нм носіїв вуглецю, причому ця частка містить 5-40 % елементарного вуглецю. 4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що енергію для відновлення залізняку при одержанні чавуну подають виключно у вигляді палива (49, 50). 5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що одержання чавуну здійснюють за процесом відновлення з розплавленням або процесом прямого відновлення. 6. Спосіб за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що експортний газ (12) містить щонайменше один з таких відхідних газів: відхідний газ (61, 69) з плавильного газифікатора (48) установки для відновлення з розплавленням, відхідний газ (44, 57) щонайменше з одного реактора (37-40) із псевдозрідженим шаром або відновної шахти (45) установки для відновлення з розплавленням, відхідний газ (55) щонайменше з одного реактора (53) з нерухомим шаром для підігрівання і/або відновлення оксидів і/або брикетів заліза установки для відновлення з розплавленням, відхідний газ з відновної шахти установки для прямого відновлення. 7. Спосіб за одним з пп. 5, 6, який відрізняється тим, що при відновленні з розплавленням або при прямому відновленні встановлення кількості експортного газу (12) здійснюють після парогенератора-утилізатора (29), а саме після того, як згорілий експортний газ, що виходить з нього, буде знепилений. 8. Установка для здійснення способу за одним з пп. 1-7, яка включає щонайменше: одну установку для одержання чавуну, один трубопровід для експортного газу, за допомогою якого частина відхідного газу у вигляді експортного газу (12) може відводитися з установки для одержання чавуну, одну камеру згорання (23), в яку входить трубопровід для експортного газу і де той може спалюватися, один розташований після камери згорання (23) парогенератор-утилізатор (29), в якому відхідний газ з камери згорання може використовуватися для виробництва пари, яка відрізняється тим, що парогенератор-утилізатор (29) розташований безпосередньо після камери згорання (23), при цьому для встановлення тиску в камері згорання (23) і парогенераторі-утилізаторі (29) вище за атмосферний тиск після парогенератора-утилізатора (29) розташований регулятор (31) протікання газу, причому між щонайменше одним відновним реактором (37-40, 45) установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором (29) знепилювальна установка відсутня, а після парогенератора-утилізатора (29) розташована щонайменше одна знепилювальна установка (56) або між щонайменше одним відновним реактором (37-40, 45) установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором (29) розташована щонайменше одна установка (74) для грубого пилоочищення, а після парогенератора-утилізатора (29) щонайменше одна установка (73) для тонкого пилоочищення, або між щонайменше одним відновним реактором (37-40, 45) установки для одержання чавуну і парогенератором-утилізатором (29) розташована щонайменше одна установка (73) для тонкого пилоочищення, а після парогенератора-утилізатора (29) знепилювальна установка відсутня. 9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що камера згорання (23) і парогенераторутилізатор (29) виконані у вигляді напірних резервуарів, які можуть витримувати внутрішній тиск до 3,5 барg. 10. Установка за одним з пп. 8, 9, яка відрізняється тим, що для проведення відновлення у відновні реактори (37-40, 45) установки для одержання чавуну входять виключно трубопроводи для палива (49, 50). 11. Установка за одним з пп. 8-10, яка відрізняється тим, що установка для одержання чавуну включає установку (37-40, 45, 48) для відновлення з розплавленням або установку для прямого відновлення. 12. Установка за одним з пп. 8-11, яка відрізняється тим, що передбачений щонайменше один трубопровід, по якому у трубопровід для експортного газу може подаватися: відхідний газ (61, 69) з плавильного газифікатора (48) установки для відновлення з розплавленням, 10 UA 112892 C2 5 відхідний газ (44, 57) щонайменше з одного реактора (37-40) із псевдозрідженим шаром або відновної шахти (45) установки для відновлення з розплавленням, відхідний газ (55) щонайменше з одного реактора (53) з нерухомим шаром для підігрівання і/або відновлення оксидів і/або брикетів заліза установки для відновлення з розплавленням, відхідний газ з відновної шахти установки для прямого відновлення. 13. Установка за одним з пп. 8-12, яка відрізняється тим, що у разі установки для відновлення з розплавленням або установки для прямого відновлення після парогенератора-утилізатора (29) розташований регулятор (31) протікання газу, а саме після знепилювальної установки (56) або установки (73) для тонкого пилоочищення. 11 UA 112892 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12