Спосіб отримання гарячого відновного газу для відновлення дрібнодисперсної руди металу і установка для його здійснення
Номер патенту: 48234
Опубліковано: 15.08.2002
Автори: МІЗЕЛЛІ Герберт, БРУННБАУЕР Гюнтер, Вурм Йоханн, КЕППЛІНГЕР Леопольд Вернер, Кастнер Вальтер Рейнер
Формула / Реферат
1. Спосіб отримання гарячого відновного газу, який містить CO і Н2 і служить для відновлення дрібнодисперсної руди металу, зокрема, залізняку, за яким відновний газ отримують в газифікаційній зоні шляхом газифікації вуглецевмісних матеріалів, зокрема, вугілля, при подачі кисню, а потім охолоджують до температури відновного газу, сприятливої для процесу відновлення, який відрізняється тим, що шляхом введення Н2О і/або СО2 — щоб запобігти реакції Будуара і гетерогенній водо-газовій реакції і, отже, нагріву відновного газу — відновний газ, який підданий охолоджуванню без зміни вмісту в ньому Н2О/СО2, перетворюють у відновний газ, термодинамічно більш стабільний при відновній температурі.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що Н2О і/або СО2 вводять в таких кількостях, які забезпечують майже повну рівновагу Будуара і гетерогенну водо-газову рівновагу відновного газу при температурі, сприятливій для процесу відновлення.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що введення Н2О здійснюють шляхом подачі водяної пари.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що введення СО2 здійснюють шляхом подачі газу, який містить СО2.
5. Спосіб за п. 3 або 4, який відрізняється тим, що у відновний газ подають відновний газ, що прореагував в процесі відновлення.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що до відновного газу домішують охолоджений відновний газ того ж типу, а в охолоджений відновний газ вводяться Н2О і/або СО2.
7. Установка для здійснення способу за будь-яким з пп. 1-6, що включає принаймні один відновний реактор (8) з вхідними в нього транспортувальним трубопроводом (7) для руди металу і трубопроводом відновного газу (17), газифікаційний реактор (10) з вхідними в нього живильними трубопроводами (11, 12) для вуглецевмісних матеріалів і кисневмісних газів і трубопроводом відновного газу (17), що виходить з нього, а також включає засоби охолоджування, які розміщені в трубопроводі відновного газу (17) і не впливають на вміст Н2О/СО2 у відновному газі, яка відрізняється тим, що до трубопровода відновного газу (17) для подачі охолодженого відновного газу, приєднане (приєднані) джерело СО2 і/або джерело Н2О.
8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що відновний реактор (8) оснащений відвідним трубопроводом доменного газу (6, 30) для виведення відновного газу, що прореагував, від якого відгалужений боковий трубопровід (41), приєднаний до трубопровода відновного газу (17).
9. Установка за п. 7 або 8, яка відрізняється тим, що з трубопроводу відновного газу (17) виведений рециркуляційний трубопровід відновного газу (28), який через скрубер (26) і компресор (27) знов з'єднано з трубопроводом відновного газу (17) в точці, розташованій вище за точку відгалуження рециркуляційного трубопроводу відновного газу (28) відносно напряму течії відновного газу, зокрема, вище знепилювального пристрою (25), що є на трубопроводі відновного газу (17), і що джерело СО2 і/або джерело Н2О з'єднані з рециркуляційним трубопроводом відновного газу (28).
Текст
1 Спосіб отримання гарячого відновного газу, який містить CO і ЬІ2 і служить для відновлення дрібнодисперсної руди металу, зокрема, залізняку, за яким відновний газ отримують в газифікаційній зоні шляхом газифікації вуглецевмісних матеріалів, зокрема, вугілля, при подачі кисню, а потім охолоджують до температури відновного газу, сприятливої для процесу відновлення, який відрізняється тим, що шляхом введення НгО і/або СО2 — щоб запобігти реакції Будуара і гетерогенній водо-газовій реакції і, отже, нагріву відновного газу — відновний газ, який підданий охолоджуванню без зміни вмісту в ньому Н2О/СО2, перетворюють у відновний газ, термодинамічно більш стабільний при ВІДНОВНІЙ температурі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що НгО і/або СО2 вводять в таких кількостях, які забезпечують майже повну рівновагу Будуара і гетерогенну водо-газову рівновагу відновного газу при температурі, сприятливій для процесу відновлення 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що введення НгО здійснюють шляхом подачі водяної пари 4 Спосіб за будь-яким з пп 1-3, який відрізняється тим, що введення СО2 здійснюють шляхом подачі газу, який містить СОг 5 Спосіб за п 3 або 4, який відрізняється тим, що у відновний газ подають відновний газ, що прореагував в процесі відновлення 6 Спосіб за будь-яким з пп 1-5, який відрізняється тим, що до відновного газу домішують охолоджений відновний газ того ж типу, а в охолоджений відновний газ вводяться НгО і/або СОг 7 Установка для здійснення способу за будь-яким з пп 1-6, що включає принаймні один відновний реактор (8) з вхідними в нього транспортувальним трубопроводом (7) для руди металу і трубопроводом відновного газу (17), газифікаційний реактор (10) з вхідними в нього живильними трубопроводами (11, 12) для вуглецевмісних матеріалів і кисневмісних газів і трубопроводом відновного газу (17), що виходить з нього, а також включає засоби охолоджування, які розміщені в трубопроводі відновного газу (17) і не впливають на вміст Н2О/СО2 у відновному газі, яка відрізняється тим, що до трубопровода відновного газу (17) для подачі охолодженого відновного газу, приєднане (приєднані) джерело СОг і/або джерело НгО 8 Установка за п 7, яка відрізняється тим, що відновний реактор (8) оснащений ВІДВІДНИМ трубопроводом доменного газу (6, ЗО) для виведення відновного газу, що прореагував, від якого відгалужений боковий трубопровід (41), приєднаний до трубопровода відновного газу (17) 9 Установка за п 7 або 8, яка відрізняється тим, що з трубопроводу відновного газу (17) виведений рециркуляційний трубопровід відновного газу (28), який через скрубер (26) і компресор (27) знов з'єднано з трубопроводом відновного газу (17) в точці, розташованій вище за точку відгалуження рециркуляційного трубопроводу відновного газу (28) відносно напряму течи відновного газу, зокрема, вище знепилювального пристрою (25), що є на трубопроводі відновного газу (17), і що джерело СОг і/або джерело НгО з'єднані з рециркуляційним трубопроводом відновного газу (28) О со сч 00 48234 Винахід відноситься до способу отримання відновного газу, який містить CO і Нг, і служить для відновлення дрібнодисперсної руди металу, зокрема, залізняку, по якому відновний газ отримують в газифікаційній зоні шляхом газифікації вуглецевмісних матеріалів, зокрема, вугілля, при подачі кисня, який потім його охолоджують до температури відновного газу, яка сприятлива для процесу відновлення, і до установки для здійснення цього способу Спосіб, описаного вище типу відомий, наприклад, з ЕР - А - 0 594 557 У цьому відомому способі в плавильно - газифікаційній зоні утворюються чавун або напівфабрикат стали шляхом виплавлення з принаймні частково відновленого губчастого заліза при подачі вуглецевмісних матеріалів і кисневмісного газу, і виробляється відновний газ, який містить CO і ЬЬ Відновний газ, що утворюється в плавильно-газифікаційній зоні, має температуру в діапазоні 1000 - 1200°С При цій температурі відбувається розкладання вуглецьневих з'єднань, що вивільнюються Крім того, при таких температурах вміст СОг і ЬЬО падає нижче за 6% для СОг і нижче за 4% для Ь^О, оскільки вони перетворюються в CO і ЬІ2 Для того, щоб використати у відновному реакторі цей дуже гарячий відновний газ перед введенням у відновний реактор він повинен бути охолоджений Наприклад, по ЕР - А - 0 594 557 для цієї мети застосовують форсунковий охолоджувач Частину відновного газу, охолодженого таким чином, додають до відновного газу, що виходить з плавильно - газифікаційної зони Таке традиційне охолоджування відновного газу до -700 - 900°С,яке здійснюють за рахунок охолодженого відновного газу такого ж типу, запобігає початку плавлення частинок руди у ВІДНОВНІЙ ЗОНІ ПІД час відновлення руди, але не знижує відновний потенціал відновного газу Недоліком є також те, що відновний газ, охолоджений таким чином, термодинамічно нестабільний, з моноокису вуглецю у ВІДПОВІДНОСТІ з рівновагою Будуара утворюється двоокис вуглецю і вуглець, так само як ВІДПОВІДНО ДО гетерогенної рівноваги вода - газ відбувається реакція моноокису вуглецю з воднем з утворенням води і вуглецю, яка є екзотермічною, так само як і перша реакція Це приводить до підвищення температури відновного газу і, отже, температури матеріалу в реакторі, де починається утворення агломератів Таким чином, здійснюється вплив не тільки на процес відновлення, але і на виробіток матеріалу у ВІДНОВНІЙ ЗОНІ У FR - А - 2 236 951 описаний спосіб, по якому гарячий відновний газ, що утворюється в електроПІЧІ, подають у відновну шахтну піч, розташовану безпосередньо над електропіччю, і після входу у відновну шахтну піч охолоджують шляхом нагнітання води, водяної пари, двоокису вуглецю, вуглеводнів або іншого охолоджуючого середовища для запобігання агломерації частинок матеріалу, який містить оксид металу, у ВІДНОВНІЙ шахтній печі У охолодженому таким чином відновному газі вміст СОг і НгО відносно великий У FR - А - 766 167 описаний спосіб, по якому гарячий відновний газ, що утворюється в плавильному агрегаті, подають безпосередньо у відновну камеру, при цьому він охолоджується в області купола плавильного агрегату, тобто до подачі у відновну камеру Охолоджування проводиться або за рахунок подачі відпрацьованого відновного газу після видалення вуглекислоти, або за рахунок подачі суміші вуглекислоти або водяної пари і вугілля для того, щоб запобігти агломерації завантажувального матеріалу у ВІДНОВНІЙ камері Прототипом винаходу є спосіб отримання гарячого відновного газу, який містить CO і Нг і служить для відновлення дрібнодисперсної руди металу, зокрема, залізняку, по якому відновний газ отримують в газифікаційній зоні шляхом газифікації вуглецевмісних матеріалів, зокрема, вугілля, при подачі кисня, а потім охолоджують до температури відновного газу, сприятливої для процесу відновлення, описаний у US - А - 5 185 032 За цим способом гарячий відновний газ, що утворюється в плавильно - газифікаційному апараті, охолоджують до температури - 900 - 950°С шляхом уприскування води Винахід направлений на усунення зазначених вище недоліків і труднощів і має своєю задачею створення способу описаного вище типу і установки для здійснення цього способу, які забезпечують отримання відновного газу в температурному діапазоні, сприятливому для відновлення руди металу, тобто нижче за температуру, при якій можуть початися явища плавлення і закупорки в принаймні частково відновленій руді металу Більш того повинне бути оптимізовано вміст Н2О/СО2 у відновному газі і усунено ХІМІЧНИЙ ВПЛИВ на металеві матеріали газонесучих систем, тобто реакторів і газопередаючих трубопроводів, вбудованих конструкцій і т д У способі описаного типу ця задача вирішується за рахунок того, що шляхом введення НгО і/або СОг — щоб запобігти реакції Будуара і гетерогенній водо - газовій реакції і, отже, нагріву відновного газу і руди металу— відновний газ, підданий охолоджуванню без зміни вмісту в ньому Н2О/СО2, перетворюють у відновний газ, термодинамічне більш стабільний при ВІДНОВНІЙ температурі Шляхом виборчого введення НгО і/або СОг виборче регулюють або запобігають термодинамічно зумовленому розкладанню ВІДНОВНИКІВ CO і Нг У відновному газі регулюють діапазони концентрацій, при яких реакція Будуара і гетерогенна водо - газова реакція, які є сильно екзотермічними, придушуються так, що виключається небажане підвищення температури відновного газу У той же час, за допомогою цього способу контролюють міру окислення відновного газу і придушують ХІМІЧНИЙ вплив на металеві елементи конструкції Перевагою є те, що НгО і/або СОг вводять в кількостях, що забезпечують майже повну рівновагу Будуара і гетерогенну водо - газову рівновагу відновного газу при температурі, яка сприятлива для процесу відновлення Охолоджування відновного газу переважно 48234 здійснюють ШЛЯХОМ подачі охолоджуючого газу того ж типу і/або доменного газу Введення НгО доцільно здійснювати шляхом подачі водяної пари, а введення СОг - шляхом подачі газу, вмісного СОг ВІДПОВІДНО ДО переважного варіанту здійснення винаходу, подача СОг у відновний газ може принаймні частково здійснюватися за рахунок того, що у відновний газ подають відновний газ, прореагувавший в процесі відновлення, так званий доменний газ Можуть бути також використані і ІНШІ гази, які містять СОг, наприклад продукти очищення від СОг Щоб забезпечити інтенсивне охолоджування відновного газу, до нього переважно домішують охолоджений відновний газ того ж типу, що саме по собі відоме, а в охолоджений відновний газ того ж типу вводять НгО і/або СОг Установка для здійснення способу, що включає принаймні один відновний реактор з вхідними в нього транспортувальними трубопроводами для руди металу і відновного газу, газифікаційний реактор з вхідними в нього живильними трубопроводами для вуглецевмісних матеріалів і кисневмісних газів і трубопроводом відновного газу, що виходить з нього, а також що включає засоби охолоджування, які розміщені в трубопроводі відновного газу і не підвищують вмісту Н2О/СО2 у відновному газі, відрізняється тим, що джерело СОг і/або джерело НгО з'єднане(з'єднані) за течією з трубопроводом подачі охолодженого відновного газу Доцільно ВІДНОВНИЙ реактор оснастити ВІДВІДНИМ трубопроводом доменного газу для відведення прореагувавшого відновного газу Від нього відгалужений боковий трубопровід, з'єднаний по потоку з трубопроводом відновного газу Інший переважний варіант здійснення відрізняється тим, що з трубопровода відновного газу виведений рециркуляційний трубопровід відновного газу, який через скрубер і компресор знов з'єднаний з трубопроводом відновного газу в точці, розташованій вище за точку відгалуження рециркуляційного трубопровода відновного газу відносно напряму течи відновного газу, зокрема, вище знепилювального пристрію, що є в трубопроводі відновного газу, і що джерело СОг і джерело НгО з'єднане з рециркуляційним трубопроводом ВІДНОВНОГО газу Відновним реактором може служити реактор, що включає стаціонарний псевдозріджений шар, псевдозріджений шар Вентурі, циркулюючий псевдозріджений шар або каскад циклонів Далі винахід описаний більш детально з посиланнями на зразковий варіант здійснення, представлений на малюнку, де схематично зображена переважна конструкція установки по винаходу Позицією 1 позначений реактор попереднього нагріву, виконаний у вигляді реактора попереднього нагріву з псевдозрідженим шаром 2, в який через завантажувальний трубопровід 3 можуть подаватися завантажувальні речовини, що складаються із залізняку і флюсів Завантажувальний трубопровід 3 входить в реактор збоку на рівні зони псевдозрідженого шара 2(зони попереднього нагріву) Гази, що утворюються в реакторі 1 з псевдозрідженим шаром і проходять через нього, виводяться з нього у верхній частині через ВІДВІД НИЙ трубопровід газу 6, оснащений циклоном очищення газу 4 і скрубером для газу 5, таким як скрубер Вентурі У вигляді високоякісного експортного газу з теплотворною здатністю близько 8000кДж/Нм3 ці гази можуть бути використані для різних потреб, наприклад, для виробництва електроенергії з виробітком або без виробітку кисня Через транспортувальний трубопровід 7 завантажувальні матеріали, нагріті в реакторі 1 попереднього нагріву з псевдозрідженим шаром, переходять у відновний реактор 8, також виконаний у вигляді реактора з псевдозрідженим шаром або каскаду псевдозріджених шарів, і основна їх частина повністю відновлюється в цьому реакторі Через транспортувальний трубопровід губчастого заліза 9(наприклад з газовим інжектором), продукти відновлення, що утворюються у відновному реакторі з псевдозрідженим шаром 8, переходять в плавильно - газифікаційний апарат 10, точніше, їх вводять в нього на рівні вуглецеутримуючого шара, що є в плавильно - газифікаційному апараті, зокрема, над цим шаром або безпосередньо в нього Плавильно - газифікаційний апарат містить принаймні один живильник 11 для вугілля і флюсів і форсуночні живильники 12 для кисеньвмісних газів, розташовані на декількох рівнях висоти Всередині плавильно - газифікаційного апарату 10 нижче плавильно - газифікаційної зони збираються розплавлений чавун 13 і розплавлений шлак 14, які можуть бути відведені через окреме відведення 15, 16 У плавильно - газифікаційному апараті 10 з вуглецевмісних матеріалів і кисневмісного газу виробляється відновний газ, який збирається в області затихання над вуглецьутримуючим шаром, і через газовий трубопровід 17 подається у відновний реактор з псевдозрідженим шаром 8, а саме - через звуження в формі усіченого конуса, що є в шахтному відновному реакторі з псевдозрідженим шаром 8, де згадане звуження утворює газорозподільне дно 19 і, з метою утворення псевдозрідженого шара(відбудовноі зони), відновний газ подається по краю згаданого звуження за допомогою кільцевого трубопровода 20 Великі частинки твердих речовин, які не можуть підтримуватися зваженими в псевдозрідженому шарі, падають вниз по центру під дією сили тяжіння і виводяться через центральне відведення твердих речовин 21 Центральне відведення твердих речовин 21 виконане таким чином, що завдяки радіальному газовому живильнику 22 утвориться псевдозріджений потік, який досягає циліндричної частини реактора 23, забезпеченої конічним дном 24 і розташованої нижче газорозподільного дна в формі усіченого конуса 19, так щоб забезпечувалося також задовільне відновлення великих частинок Завдяки тому, що газорозподільне дно 19 має форму усіченого конуса, швидкість газу буде змінюватися як функція висоти Внаслідок цього вище за рівень газорозподільного дна 19 буде встановлюватися певний розподіл розмірів зерна Шляхом ВІДПОВІДНОГО розміщення форсунок в газорозподільному дні 19 можна сформувати псевдозріджений шар з внутрішньою циркуляцією, в якому швидкість газу буде в центрі вище, ніж по краях 48234 Структура псевдозрідженого шара такого типу може бути використана як у відновному реакторі 8, так і в реакторі попереднього нагріву 1 Частину відновного газу, що виходить з плавильно - газифікаційного апарату 10, піддають очищенню в гарячому циклоні 25 і охолоджуванню в послідовно приєднаному скрубері 26, після чого через рециркуляціинии трубопровід 28 за допомогою компресора 27 домішують зворотно до відновного газу, що виходить з плавильно - газифікаційного апарату 10 Пил, який ВІДДІЛЯЮТЬ В гарячому циклоні 25, передають зворотно в плавильно газифікаційний апарат 10 через газовий інжектор 29 Через газовий живильник 22, який утворений кільцевим трубопроводом, частина ще неохолодженого відновного газу, що виходить з гарячого циклону 25, переходить у відновний реактор 8 з псевдозрідженим шаром через його циліндричну частину 23 Через газовий трубопровід ЗО газ, що відводиться з відновного реактора з псевдозрідженим шаром 8, подають у відновний циклон 31, в якому дрібнодисперсні частинки, все ще присутні у відновному газі, ВІДДІЛЯЮТЬСЯ і повністю відновлюються Через транспортувальний трубопровід 32 і газовий інжектор 33 ці дрібнодисперсні частинки завантажують в плавильно - газифікаційний апарат 10 приблизно на рівні верхньої межі шара Частково окислений відновний газ, що виходить з відновного циклону 31, через газовий трубопровід ЗО переходить в реактор попереднього нагріву 1 з псевдозрідженим шаром, але при цьому частина його спалюється для підігрівання відновного газу Спалення виконують в камері згоряння 34, в яку входить трубопровід 35 для подачі кисеньвмісного газу Частину повністю відновлених завантажувальних матеріалів виводять з відновного реактора 8 з псевдозрідженим шаром на рівні псевдозрідженого шара 18 при допомозі розвантажувального шнека 36 і через транспортувальний трубопровід 37 і через газовий інжектор 33 вводять в плавильно - газифікаційний апарат 10 приблизно на рівні верхньої межі шара, переважно разом з дрібнодисперсними частинками з відновного циклону 31 Дрібнодисперсний матеріал, відділений в циклоні 4 ВІДВІДНОГО трубопровода експортного газу 6, через транспортувальний трубопровід 38 з шлюзами 39 і через кільцевий трубопровід 20 для подачі відновного газу завантажують у відновний реактор 8 з псевдозрідженим шаром Шлюзи, подібні шлюзам 39, є також і в інших транспортувальних трубопроводах, таких як 9, 32 і 37, призначених для транспортування частково або повністю відновленого матеріалу Установка по Фіг працює таким ЧИНОМ Підготовлену, тобто просіяну і висушену дрібнодисперсну руду, завантажують в реактор попереднього нагріву 1 пневматично або за допомогою навантажувача для МІШКІВ або грузопід'ємника Там и нагрівають до температури близько 850°С в зоні псевдозрідженого шара 2 і, можливо, частково відновлюють, приблизно до стадії вустита, за рахунок відновної атмосфери Для цієї операції часткового відновлення відновний газ повинен містити принаймні 25% 8 для того, щоб володіти достатньою відновною здатністю Після ЦЬОГО заздалегідь нагріта і, можливо, частково відновлена дрібнодисперсна руда переходить, переважно під дією сили тяжіння, у відновний реактор 8, зокрема, в псевдозріджений шар 18, в якому дрібнодисперсна руда в основному відновлюється до стадії Fe при температурі близько 850°С Для цієї операції відновлений газ повинен містити як мінімум 68% СО+Нг Якщо для дрібнодисперсної руди потрібен більш тривалий час відновлення, то встановлюють другий(а якщо необхідно —третій) відновний реактор з псевдозрідженим шаром, включаючий додатковий відновний циклон, з'єднаний послідовно з першим відновним реактором 8 У другому відновному реакторі відновлення дрібнодисперсної руди відбувається до стадії вустита, а в першому відновному реакторі 8 - до стадії Fe Позицією 40 на малюнку позначені найбільш важливі ДІЛЬНИЦІ описаної вище установки, на яких найбільш ВІДПОВІДНИМ образом може бути реалізована можливість з'єднання з джерелом СОг і/або джерелом НгО, тобто з засобами введення газів вмісних СОг і/або НгО, дія згаданих газів буде описана нижче ДІЛЬНИЦІ введення 40 переважно розташовані або в трубопроводах 17, що з'єднують плавильно газифікаційний апарат 10 з відновним реактором 8, або в циклі охолоджування відновного газу 26, 27, 28 Якщо дільниця введення 40 розташована в циклі охолоджування відновного газу 26, 27, 28 в точці, розташованій за течією нижче за компресор 27, це дає такі переваги, як, наприклад, можливість застосування компресора 27 менших габаритів Крім того, нагрітий за рахунок стиснення газ в цьому випадку буде охолоджуватися при подачі Н2О і/або СО2 Ефективність заходів, запропонованих по даному винаходу, більш повно описується в прикладах І - IV, де в прикладі І просто описана відома технологія Всі величини, представлені в таблицях складу газу, приведені у відсотках об'єму Приклад І Відновний газ, що виробляється по ВІДОМІЙ технологи, наприклад, по ЕР - А - 0 594 557, має склад, приведений в таблиці І Відновний газ виходить з плавильно - газифікаційного апарату 10 при температурі 1050°С під тиском 4,5бар(абс) Він може використовуватися для відновлення залізняку Таблиця І CO н2 со2 н2о сн4 N2 65% 30% 1% 1% 1% 2% Для того, щоб температура відновного газу складала близько 850°С, до відновного газу необхідно домішувати охолоджуючий газ ВІДПОВІДНО до прикладу І додають охолоджуючий газ того ж типу при температурі 70°С, також при тиску 48234 4,5бар(абс) Для досягнення температури 850°С необхідна добавка 27,8% охолоджуючого газу Це зумовлює наступні недоліки потрібна дуже велика КІЛЬКІСТЬ охолоджуючого газу, оскільки через боковий трубопровід повинна бути відведена і піддана охолоджуванню значна частина гарячого відновного газу, що вимагає великих енергетичних і апаратних витрат, загальний вміст СОг і НгО не відповідає рівноважному, оскільки після додавання охолоджуючого газу по шляху до відновного реактора 8 буде відбуватися сильно екзотермічне розкладання СО і Н2 ВІДПОВІДНО до рівняння 2СО *-> СОг + С(реакція Будуара) і СО + Н2 *-> НгО + С(гетерогенна водо газова реакція), ВІДПОВІДНО Це приводить до збільшення температури, через яку може бути потрібна подача додаткової КІЛЬКОСТІ охолоджуючого газу Підвищення температури приводить до агломерації матеріалу в реакторі Крім того, виникає агресивний ХІМІЧНИЙ вплив на металеві труби, вбудовані елементи і т д , з якими контактує відновний газ Нарешті, за рахунок реакції СО і Н2 знижується ефективна КІЛЬКІСТЬ газу для відновлення Приклад II У відновний газ, який має приведений в Таблиці І склад, під тиском 4,5бар(абс), ввели газ, збагачений СОг, який має температуру 70°С Склад газу, збагаченого СОг, приведений в Таблиці II Таблиця II СО н2 со2 н2о сн4 N2 13% 2% 77% 5% 1% 2% Шляхом додавання до відновного газу по Таблиці І 12,3% охолоджуючого газу того ж типу, що і в Прикладі І, і 10,7% газу, збагаченого СО2 по Таблиці II, отримали відновний газ, що має температуру 850°С і тиск 4,5бар(абс), з ХІМІЧНИМ складом по Таблиці III Таблиця III CO н2 со2 Н2О сн4 N2 60,5% 27,5% 7,6% 1,4% 1,0% 2,0% У цьому відновному газі загальний зміст СО2 і Н2О близький до рівноважного при 850°С, так що розкладання CO і Н2 майже повністю виключено Газ, збагачений СО2, подають в цикл охолоджуючого газу, наприклад, в рециркуляційний трубопровід 28 ВІДПОВІДНО до малюнка Очевидно, що при цьому можливе значне зменшення розміру циклу охолоджуючого газу, - оскільки потрібна добавка лише 12,3% охолоджуючого газу замість 27,8% за Прикладом І В ВІДПОВІДНОСТІ З Прикла 10 дом II можливе використання газів з низькою теплотворною здатністю, тобто газів, збагачених СО2 При відновленні залізняку відновним газом, підготовленим таким чином, надійно запобігається надлишковий нагрів матеріалу в реакторі, і відновлений матеріал може бути без проблем переданий в плавильно - газифікаційний апарат 10 Приклад III У ВІДПОВІДНОСТІ з цим прикладом, відновний газ, відведений з відновного реактора 8, після ВІДПОВІДНОГО очищення, охолоджування і стиснення при температурі 70°С і тиску 4,5бар(абс) додають до відновного газу, що виходить з плавильно - газифікаційного апарату 10 ХІМІЧНИЙ склад доменного газу приведений в Таблиці IV Таблиця IV CO н2 со2 Н2О сн4 N2 42% 19% 34% 2% 1% 2% За рахунок добавки до відновного газу 23,3% доменного газу утвориться газова суміш, що має температуру 850°С і тиск 4,5бар(абс) з ХІМІЧНИМ складом, приведеним в Табліці V В цьому випадку також загальний вміст СО21 Н2О близько до рівноважного, так що реакція Будуара і гетерогенна водо - газова реакція також майже повністю виключена Таблиця V CO н2 со2 Н2О сн4 N2 60,6% 27,9% 7,3% 1,2% 1,0% 2,0% ВІДПОВІДНО ДО прикладу III також потрібна менша КІЛЬКІСТЬ газу для охолоджування відновного газу, що виходить з плавильно - газифікаційного апарату 10, чим в Прикладі І Доменний газ додають в трубопроводи 17 або 28, ВІДПОВІДНО, через боковий трубопровід 41, що йде з ВІДВІДНОГО трубопровода доменного газу ЗО в трубопровід 17, де згаданий боковий трубопровід проходить через ВІДПОВІДНІ засоби охолоджування і компресор Добавка може бути введена через ДІЛЬНИЦІ введення 40 Приклад • ВІДПОВІДНО ДО прикладу IV, водяну пару додають до охолоджуючого газу того ж типу ХІМІЧНИЙ склад відновного газу, що виходить з плавильно газифікаційного апарату 10, і охолоджуючого газу ідентичний ХІМІЧНИМ складам, приведеним в Приклад І Пару(100% Н20) додають при температурі 250°С і тиску 12бар(абс) При добавці 18% охолоджуючого газу з 8,5% водяної пари утвориться відновний газ, що має температуру 850°С і тиск 11 сн4 N2 дений в Таблиці VI Таблиця VI СО н2 СО2 н2о 12 48234 4,5бар(абс) ХІМІЧНИЙ склад відновного газу приве 60,7% 28,0% 0,9% 7,6% 0,9% 1,9% Цей варіант також забезпечує перевагу циклу з невеликими об'ємами циркуляції охолоджуючого газу з практично рівноважним вмістом СО 2 і Н 2 О Додаткова перевага цього варіанту полягає в незначній ЗМІНІ КІЛЬКОСТІ ВІДНОВНИКІВ Фіг ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess for producing hot reduction gas for reducing fine-grained metal ore and the unit for performing such a process
Автори англійськоюKepplinger Leopold Werner, Wurm Johann, Brunnbauer Guenther
Назва патенту російськоюСпособ получения горячего восстанавливающего газа для восстановления мелкодисперсной руды металла и установка для его осуществления
Автори російськоюКепплингер Леопольд Вернер, Вурм Йоханн, Бруннбауер Гюнтер
МПК / Мітки
МПК: C22B 5/14, C22B 1/10, C22B 5/18, C21B 13/14
Мітки: відновного, установка, здійснення, металу, дрібнодисперсної, отримання, відновлення, руди, газу, гарячого, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-48234-sposib-otrimannya-garyachogo-vidnovnogo-gazu-dlya-vidnovlennya-dribnodispersno-rudi-metalu-i-ustanovka-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб отримання гарячого відновного газу для відновлення дрібнодисперсної руди металу і установка для його здійснення</a>
Попередній патент: Пристрій для збору і знищення колорадського жука
Наступний патент: Спосіб діагностики ступеня тяжкості проявів синдрому вегетативної дисфункції на резидуально-органічному фоні у дітей
Випадковий патент: Біполярний електропристрій для коагуляції