Спосіб одержання чавуну або рідких продуктів-попередників сталі

Реферат: Описаний спосіб одержання чавуну RE або рідких продуктів-попередників сталі. Залізорудовмісні вихідні матеріали і в разі потреби інертні добавки піддають відновленню принаймні в одному відновному агрегаті (2) за допомогою відновлювального газу, і принаймні частину цих частково відновлених матеріалів та інертних добавок розплавляють у плавильному агрегаті (1) із додаванням вугілля та з утворенням відновлювального газу (RG). Відновний газ із плавильного агрегату (1) та/або топ-газ (TG) із відновного агрегату (2) піддають очищенню. Одержану при мокрому очищенні технологічну воду дегазують і при цьому відокремлюють від технологічної води леткі органічні сполуки (ЛОС). UA 107585 C2 (12) UA 107585 C2 UA 107585 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується способу одержання чавуну або рідких продуктів-попередників сталі, причому залізорудовмісні вихідні матеріали і в разі необхідності інертні добавки принаймні частково відновлюють принаймні в одному відновному агрегаті за допомогою відновлювального газу і принаймні частину цих частково відновлених матеріалів та інертних добавок розплавляють у плавильному агрегаті, зокрема плавильному газифікаторі, з підведенням твердих або газоподібних носіїв вуглецю, зокрема вугілля, і кисневмісного газу при одночасному утворенні відновлювального газу, і відновлювальний газ із плавильного агрегату та/або топ-газ із відновного агрегату піддають очищенню. У процесі одержання чавуну в плавильному агрегаті внаслідок газифікації вугілля та інших вихідних матеріалів відбувається утворення складних летких органічних сполук (ЛОС). Ці сполуки не розкладаються повністю або розкладаються не в усіх робочих режимах, навіть при високих технологічних температурах, наприклад таких, які панують у куполі плавильного агрегату для одержання чавуну. У процесі роботи плавильного агрегату може відбуватися утворення таких сполук, як, наприклад, бензол-толуол-ксилол (БТК), монооксид вуглецю, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ), а також ціаніди (CN ), які є високотоксичними. Разом із відновлювальним газом ці сполуки потрапляють у газоочисні пристрої, причому ці сполуки концентруються, наприклад, у воді системи мокрого очищення. Крім цього, ці сполуки присутні в усіх технологічних газах, таких як, наприклад, топ-газ, які відводять із відновного агрегату. Якщо забруднену рідину, називану технологічною водою, напрямляють із системи мокрого очищення в баштовий охолодник, це може призвести до значного забруднення довкілля внаслідок випаровування технологічної води і вміщуваних нею летких органічних сполук (ЛОС) в баштовому охолоднику. Тому задачею винаходу є уникнення подібного забруднення довкілля при одержанні чавуну або рідких продуктів-попередників заліза. Цю задачу вирішено у відповідному винаходові способі за пунктом 1. У відповідному винаходові способі розчинені у технологічній воді леткі органічні сполуки видаляють шляхом дегазації технологічної води. Після цього одержану в результаті мокрого очищення гарячу і вже дегазовану технологічну воду без проблем можна випаровувати в баштовому охолоднику і при цьому охолоджувати, не спричиняючи при цьому забруднення довкілля токсичними сполуками (леткими органічними сполуками (ЛOC). Залежно від виду і ступеня запилення або частинок, які містить відновлювальний газ або топ-газ, перед мокрим очищенням доцільним може бути здійснення сухого очищення, наприклад, у циклоні. Крім цього, це дозволяє уникнути насичення технологічної води леткими органічними сполуками, а разом із цим також забруднення самих установок або їх оточення. У переважній формі здійснення відповідного винаходові способу дегазацію здійснюють у одному або кількох, зокрема підключених паралельно, дегазаторах. Дегазатори можуть бути виконані, наприклад, у формі дегазаційних резервуарів, причому технологічну потужність окремих стадій дегазації можна вибирати залежно від потреб. Можливою альтернативою є послідовне підключення дегазаторів, причому першим може бути підключений дегазатор із найбільшою технологічною потужністю, а технологічна потужність однієї чи кількох наступних стадій може бути відповідно меншою. В іншій переважній формі здійснення відповідного винаходові способу технологічну воду при дегазації додатково очищають шляхом пропускання крізь них продувних газів, зокрема повітря. При пропусканні повітря забезпечується краща дегазація, завдяки чому може бути зменшена технологічна потужність або кількість дегазаторів. В особливій формі здійснення відповідного винаходові способу гази, відокремлені в процесі дегазації, спалюють і використовують відведене тепло, зокрема для сушіння вугілля та/або руди. В процесі спалювання, по-перше, відбувається розклад токсичних сполук і їх перетворення таким чином на нетоксичні сполуки, а додатково одержане при цьому відведене тепло може бути використане в процесі виробництва чавуну чи на технологічних стадіях підготовки вихідних матеріалів. У спеціальній формі здійснення відповідного винаходові способу передбачено осадження сторонніх домішок із газів, відокремлених у процесі дегазації, в фільтрі для очищення відведеного повітря, зокрема у фільтрі з активованого вугілля. При наявності особливо токсичних сполук або при особливо високих сумах оподаткування в зв'язку з викидами шкідливих речовин, які вивільняються в процесі здійснення способу, може виникнути потреба в додаткових заходах, а саме фільтруванні відокремлених газів. Додатково може бути передбачене також спалювання чи термічне розкладення відокремлених газів у поєднанні з 1 UA 107585 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 використанням фільтра для очищення відведеного повітря, що дозволяє забезпечити відповідність навіть найвищим стандартам щодо захисту довкілля. У можливій формі здійснення відповідного винаходові способу передбачено, що на стадію сухого та/або мокрого очищення напрямляють також інші технологічні гази. У процесі виробництва чавуну або рідких продуктів-попередників сталі може відбуватися забруднення технологічних газів леткими органічними сполуками (ЛOC), а потім і забруднення технологічної води. Мокрі способи очищення в принципі застосовують для очищення технологічних газів, які забруднені пилом або частинками. Окрім утворюваного в плавильному агрегаті відновлювального газу, який називають також генераторним газом, у відновному агрегаті також може відбуватися забруднення відновного газу леткими органічними сполуками (ЛOC). Цей газ після виконання ним функції відновлення відводять із відновного агрегату в формі топ-газу, і для подальшого використання його необхідно очищати. При цьому також може відбуватися насичення технологічної води леткими органічними сполуками (ЛOC). Забруднення технологічної води може відбуватися також при обробці рециркулюючих газів, охолоджувальних газів тощо. Можливим є також напрямлення на стадію дегазації технологічної води з попередніх або наступних стадій технологічного процесу одержання чавуну і здійснення її відповідної винаходові обробки. Далі винахід докладніше пояснюється на необмежувальному прикладі виконання за допомогою креслення. Фіг. 1: Схема технологічного процесу здійснення способу прямого відновлення з розплаву. На фіг. 1 наведена схема технологічного процесу можливої форми здійснення відповідного винаходові способу. В установці для одержання чавуну відбувається утворення технологічних газів, таких як надлишковий відновлювальний газ RG або топ-газ TG, які мають бути піддані очищенню. Відновлювальний газ одержують у плавильному газифікаторі 1, в який подають тверді або газоподібні носії вуглецю, наприклад вугілля або кокс, та кисневмісний газ. Залізорудовмісні вхідні матеріали і в разі необхідності інертні добавки, які були попередньо принаймні частково відновлені у відновному агрегаті 2, напрямляють у плавильний газифікатор 1, в якому з них виплавляють чавун RE. Утворений у плавильному газифікаторі 1 відновлювальний газ RG і в разі необхідності інші технологічні гази, наприклад відведений із відновного агрегату 2 топ-газ TG або не зображені на кресленні рециркуляційні гази, для подальшого використання піддають очищенню, причому відокремлюють, наприклад, тверді речовини, частинки і пил. Це очищення може бути здійснене однією або двома стадіями, причому, наприклад, після першої стадії 3 очищення, зокрема в циклоні, може бути здійснена стадія мокрого очищення. Проте, може бути здійснена лише одна стадія, а саме мокрого очищення. Як мокрий газоочисник переважно застосовують принаймні один скрубер 4, 5, причому забруднення вимивають із технологічною водою, в результаті чого шкідливі речовини, наприклад леткі органічні сполуки (ЛOC), потрапляють у технологічну воду. Переважно може бути застосований один скрубер 4 для топ-газу TG та інший скрубер 5 для відновлювального газу RG. Технологічну воду відводять із скруберів 4, 5 і напрямляють у дегазатори 6, 7. Для кожного скрубера передбачено розміщений внизу відвід, так званий конусний відвід, та один розміщений далі вище відвід, так званий підпірний відвід. Конусний відвід призначений для відведення насамперед більших частинок забруднення, а підпірний відвід – дрібних частинок забруднення. Внаслідок більшої кількості технологічної води у підпірних відводах дегазатори 7 розраховані на більший об'єм технологічного газу. Конусні відводи сполучені з меншими дегазаторами 6. Очищений топ-газ TG може бути відведений зі скрубера 4 як експортний газ EGa; аналогічно очищений відновлювальний газ RG також відводять зі скрубера 5 як експортний газ EGb. У дегазаторах 6, 7 під зниженим тиском шляхом пропускання продувного газу SG, наприклад повітря, із технологічної води видаляють шкідливі речовини, які відводять по трубопроводах 8, 9 для шкідливих речовин у формі потоку відпрацьованого повітря. Очищену технологічну воду спочатку подають у збірний резервуар 10 і для стабілізації потоку спочатку напрямляють у приймальний резервуар 11, а з нього – у перший відстійник 12 та очищають, причому відбувається осадження шламу. Потім технологічну воду спочатку напрямляють у басейн 14 для гарячої води, охолоджують в баштовому охолоднику 15, необов'язково напрямляють в інший приймальний резервуар 13A та інший відстійник 13, після чого збирають у басейні 16 для холодної води. Із басейну для холодної води рециркулююча технологічна вода знову може бути підведена до одного чи кількох скруберів 4, 5. Відстійники 12, 13 можуть бути розміщені паралельно перед баштовим охолодником 15 або послідовно до і після баштового охолодника 15. 2 UA 107585 C2 5 10 По трубопроводах 8, 9 для шкідливих речовин потік відведеного повітря разом із відокремленими від технологічної води шкідливими речовинами (леткими органічними сполуками, повітрям, іншими продувними газами) може бути напрямлений у пристрій для подальшої обробки цих газоподібних шкідливих речовин. Для цього можливим є також варіант безпосереднього спалення цих газів, у разі потреби з додаванням повітря або кисневмісних газів, для одержання енергії, причому може відбуватися також розкладення шкідливих речовин. Окрім цього, потік відведеного повітря можна змішувати і спалювати з іншими горючими газами, зокрема з горючими технологічними газами. Проте, горючий газ можна також накопичувати і використовувати як джерело енергії. Зокрема, утворюване при спалюванні відведене тепло може бути використане в способі одержання чавуну або рідких продуктів-попередників сталі. Можливим варіантом використання відведеного тепла є також висушування вугілля та/або руди. Позиційні позначення плавильний агрегат відновний агрегат перша стадія очищення скрубер дегазатор трубопроводи для відведення 8, 9 шкідливих речовин 10 збірний резервуар 11 приймальний резервуар 12 відстійник 13A додатковий приймальний резервуар 13 додатковий відстійник 14 басейн для гарячої води 15 баштовий охолодник 16 басейн для холодної води 1 2 3 4, 5 6, 7 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 1. Спосіб одержання чавуну або рідких продуктів-попередників сталі, причому залізорудовмісні вихідні матеріали і в разі необхідності інертні добавки піддають відновленню принаймні в одному відновному агрегаті (2) за допомогою відновлювального газу, і принаймні частину цих частково відновлених матеріалів та інертних добавок розплавляють у плавильному агрегаті (1), зокрема в плавильному газифікаторі, з підведенням твердих або газоподібних носіїв вуглецю, зокрема вугілля, і кисневмісного газу при одночасному утворенні відновлювального газу (RG), і відновлювальний газ (RG) із плавильного агрегату (1) та/або топ-газ (TG) із відновного агрегату (2) піддають очищенню, який відрізняється тим, що очищення включає сухе очищення (3) і мокре очищення (4, 5), причому одержану при мокрому очищенні технологічну воду піддають дегазації, а зв'язані технологічною водою гази, зокрема леткі органічні сполуки (ЛОС), відокремлюють від технологічної води, причому ці гази, із додаванням повітря або кисневмісних газів, спалюють для розкладення токсичних шкідливих речовин. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що дегазацію здійснюють в одному або кількох, зокрема підключених паралельно, дегазаторах (6, 7). 3. Спосіб за будь-яким із пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що крізь технологічну воду при дегазації додатково пропускають продувні гази (SG), зокрема повітря. 4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що відокремлені в процесі дегазації гази спалюють і відведене тепло використовують зокрема для висушування вугілля та/або руди. 5. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що відокремлені при дегазації гази піддають осадженню у фільтрі для очищення відведеного повітря, зокрема у фільтрі з активованого вугілля. 6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що на стадію сухого та/або мокрого очищення напрямляють також інші технологічні гази. 3 UA 107585 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 4