Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб виготовлення розплавленого чавуну, при якому кисень, відновник та розкислений у принаймні одному відновлювальному реакторі (1) чавун вводять в газифікатор (3) плавильної печі, відновник газифікують киснем і за допомогою одержаного при цьому тепла плавлять розкислений чавун, причому колошниковий газ із газифікатора (3) плавильної печі застосовують принаймні як частку відновлювального газу, при цьому колошниковий газ, що відреагував, відводять із відновлювального реактора (1), який відрізняється тим, що принаймні частину теплової енергії колошникового газу і/або частку відновлювального газу, передбачену для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, використовують для непрямого нагрівання принаймні ще одного газу, що бере участь в процесі,

причому іншими застосованими при здійсненні способу газами є:

- колошниковий газ, повернений у відновлювальний реактор принаймні після охолодження та очистки,

- колошниковий газ, введений в газифікатор плавильної печі принаймні після охолодження та очистки,

- кисень для газифікатора плавильної печі.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні частину колошникового газу після передбаченого принаймні одного охолодження та очищення, та після теплообміну з колошниковим газом і/або часткою відновлювального газу, передбаченою для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, повертають у відновлювальний реактор (1).

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що очищення газу здійснюють за допомогою скрубера.

4. Спосіб за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що повернений нагрітий колошниковий газ із відновлювального реактора додають до колошникового газу із газифікатора плавильної печі і разом з ним подають у відновлювальний реактор (1).

5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що перед введенням у відновлювальний реактор (1) із газової суміші, яка складається із нагрітого колошникового газу із відновлювального реактора та колошникового газу із газифікатора плавильної печі, видаляють осадженням компоненти, що мають форму часточок.

6. Спосіб за з п. 1, який відрізняється тим, що принаймні одну частину колошникового газу принаймні після одного охолодження та очищення, та після теплообміну з колошниковим газом і/або часткою відновлювального газу, передбаченою для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу у очисному агрегаті (10), повертають у відновлювальний реактор (1).

7. Спосіб за будь-яким з пп. 2-6, який відрізняється тим, що повернений колошниковий газ перед теплообміном ущільнюють і/або знижують вміст діоксиду вуглецю в ньому після охолодження.

8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що охолодження здійснюють до 30-50 °С.

9. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що вміст діоксиду вуглецю зменшують до 2-3 об. %.

10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що теплову енергію колошникового газу і/або частини відновлювального газу, передбаченої для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, використовують для нагрівання кисню для газифікатора (3) плавильної печі.

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що теплообмін між колошниковим газом і/або часткою відновлювального газу, передбаченою для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, та киснем здійснюють за допомогою теплоносія та двох теплообмінних процесів.

12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що теплоносій після теплообміну з киснем, принагідно разом з частковим потоком неохолодженого теплоносія використовують для попереднього нагрівання горючого газу, необхідного для здійснення способу.

13. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що теплову енергію колошникового газу і/або частини відновлювального газу, передбаченої для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, використовують для пароутворення.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що теплову енергію пари використовують для нагрівання кисню для газифікатора (3) плавильної печі.

15. Установка для виготовлення розплавленого чавуну, яка має відновлювальний реактор (1) з подачею відновлювального газу, газифікатор (3) плавильної печі з лінією (5) подачі кисню, розвантажувальний пристрій (2) для подачі залізовмісних матеріалів до газифікатора (3) та систему подачі відновника, принаймні один трубопровід (6) для подачі колошникового газу із плавильного газифікатора (3) у відновлювальний реактор (1) та принаймні одну трубу (9) для відведення колошникового газу із відновлювального реактора (1), в якій передбачено принаймні один очисний агрегат (10), яка відрізняється принаймні одним теплообмінником (15, 18, 21) в трубі (9) для відведення колошникового газу і/або в системі для охолоджувального та надлишкового газу, і крізь ці теплообмінники (15, 18, 21) проходить принаймні ще один газ, що застосовують при здійсненні способу,

причому іншими застосованими при здійсненні способу газами є:

- колошниковий газ, повернений у відновлювальний реактор принаймні після охолодження та очистки,

- колошниковий газ, введений в газифікатор плавильної печі принаймні після охолодження та очистки,

- кисень для газифікатора плавильної печі.

16. Установка за п. 15, яка відрізняється тим, що очисний агрегат (10) виконано як скрубер.

17. Установка за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що теплообмінник або теплообмінники (15, 18, 21) виконані як трубчасті або кожухотрубчасті теплообмінники, причому труби для необробленого колошникового газу розташовані здебільшого вертикально, і колошниковий газ проходить зверху вниз.

18. Установка за будь-яким з пп. 15-17, яка відрізняється тим, що після очисного агрегату (10) для колошникового газу розташована зворотня труба (13) для колошникового газу, яка направлена до теплообмінника (15), і що зворотня труба від теплообмінника (15) направлена далі у відновлювальний реактор (1).

19. Установка за п. 18, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) закінчена у з'єднувальному трубопроводі (6) для колошникового газу між газифікатором (3) плавильної печі та відновлювальним реактором (1).

20. Установка за п. 19, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) закінчена у з'єднувальному трубопроводі (6) перед передбаченим сепаратором (7) наявних часток.

21. Установка за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що після очисного агрегату (10) відходить зворотня труба (13) для колошникового газу, яка направлена до теплообмінника (15), і що зворотня труба від теплообмінника (15) направлена далі до газифікатора (3) плавильної печі.

22. Установка за п. 21, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) та до вхідного отвору лінії (5) для подачі кисню проходить паралельно до неї.

23. Установка за будь-яким з пп. 18-22, яка відрізняється тим, що перед теплообмінником (15) встановлено компресор (14), принагідно також охолоджувач (16) та установка (17) для зменшення вмісту діоксиду вуглецю, причому вихід компресора (14) та вихід установки (17) для зменшення вмісту діоксиду вуглецю направлено до спільного підвідного трубопроводу для теплообмінника (15).

24. Установка за будь-яким з пп. 15-17, яка відрізняється тим, що в лінії (5) для подачі кисню в газифікатор (3) плавильної печі встановлено додатковий теплообмінник (19 або 22), який разом з принаймні одним теплообмінником, крізь який проходить колошниковий газ і/або частка відновлювального газу, передбачена для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, утворює контур, по якому проходить теплоносій.

25. Установка за п. 24, яка відрізняється тим, що теплоносій перебуває у формі рідини або пари.

26. Установка за п. 24 або 25, яка відрізняється тим, що в контурі теплоносія розташовано принаймні один додатковий теплообмінник (20) для принаймні одного горючого газу, потрібного для здійснення способу.

Текст

1. Спосіб виготовлення розплавленого чавуну, при якому кисень, відновник та розкислений у принаймні одному відновлювальному реакторі (1) чавун вводять в газифікатор (3) плавильної печі, відновник газифікують киснем і за допомогою одержаного при цьому тепла плавлять розкислений чавун, причому колошниковий газ із газифікатора (3) плавильної печі застосовують принаймні як частку відновлювального газу, при цьому колошниковий газ, що відреагував, відводять із відновлювального реактора (1), який відрізняється тим, що принаймні частину теплової енергії колошникового газу і/або частку відновлювального газу, передбачену для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, використовують для непрямого нагрівання принаймні ще одного газу, що бере участь в процесі, причому іншими застосованими при здійсненні способу газами є: - колошниковий газ, повернений у відновлювальний реактор принаймні після охолодження та очистки, - колошниковий газ, введений в газифікатор плавильної печі принаймні після охолодження та очистки, - кисень для газифікатора плавильної печі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні частину колошникового газу після передба 2 (19) 1 3 94623 4 шкового газу, та киснем здійснюють за допомогою теплоносія та двох теплообмінних процесів. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що теплоносій після теплообміну з киснем, принагідно разом з частковим потоком неохолодженого теплоносія використовують для попереднього нагрівання горючого газу, необхідного для здійснення способу. 13. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що теплову енергію колошникового газу і/або частини відновлювального газу, передбаченої для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, використовують для пароутворення. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що теплову енергію пари використовують для нагрівання кисню для газифікатора (3) плавильної печі. 15. Установка для виготовлення розплавленого чавуну, яка має відновлювальний реактор (1) з подачею відновлювального газу, газифікатор (3) плавильної печі з лінією (5) подачі кисню, розвантажувальний пристрій (2) для подачі залізовмісних матеріалів до газифікатора (3) та систему подачі відновника, принаймні один трубопровід (6) для подачі колошникового газу із плавильного газифікатора (3) у відновлювальний реактор (1) та принаймні одну трубу (9) для відведення колошникового газу із відновлювального реактора (1), в якій передбачено принаймні один очисний агрегат (10), яка відрізняється принаймні одним теплообмінником (15, 18, 21) в трубі (9) для відведення колошникового газу і/або в системі для охолоджувального та надлишкового газу, і крізь ці теплообмінники (15, 18, 21) проходить принаймні ще один газ, що застосовують при здійсненні способу, причому іншими застосованими при здійсненні способу газами є: - колошниковий газ, повернений у відновлювальний реактор принаймні після охолодження та очистки, - колошниковий газ, введений в газифікатор плавильної печі принаймні після охолодження та очистки, - кисень для газифікатора плавильної печі. 16. Установка за п. 15, яка відрізняється тим, що очисний агрегат (10) виконано як скрубер. 17. Установка за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що теплообмінник або теплообмінники (15, 18, 21) виконані як трубчасті або кожухотрубчасті теплообмінники, причому труби для необробленого колошникового газу розташовані здебільшого вертикально, і колошниковий газ проходить зверху вниз. 18. Установка за будь-яким з пп. 15-17, яка відрізняється тим, що після очисного агрегату (10) для колошникового газу розташована зворотня труба (13) для колошникового газу, яка направлена до теплообмінника (15), і що зворотня труба від теплообмінника (15) направлена далі у відновлювальний реактор (1). 19. Установка за п. 18, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) закінчена у з'єднувальному трубопроводі (6) для колошникового газу між газифікатором (3) плавильної печі та відновлювальним реактором (1). 20. Установка за п. 19, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) закінчена у з'єднувальному трубопроводі (6) перед передбаченим сепаратором (7) наявних часток. 21. Установка за п. 15 або 16, яка відрізняється тим, що після очисного агрегату (10) відходить зворотня труба (13) для колошникового газу, яка направлена до теплообмінника (15), і що зворотня труба від теплообмінника (15) направлена далі до газифікатора (3) плавильної печі. 22. Установка за п. 21, яка відрізняється тим, що зворотня труба від теплообмінника (15) та до вхідного отвору лінії (5) для подачі кисню проходить паралельно до неї. 23. Установка за будь-яким з пп. 18-22, яка відрізняється тим, що перед теплообмінником (15) встановлено компресор (14), принагідно також охолоджувач (16) та установка (17) для зменшення вмісту діоксиду вуглецю, причому вихід компресора (14) та вихід установки (17) для зменшення вмісту діоксиду вуглецю направлено до спільного підвідного трубопроводу для теплообмінника (15). 24. Установка за будь-яким з пп. 15-17, яка відрізняється тим, що в лінії (5) для подачі кисню в газифікатор (3) плавильної печі встановлено додатковий теплообмінник (19 або 22), який разом з принаймні одним теплообмінником, крізь який проходить колошниковий газ і/або частка відновлювального газу, передбачена для використання у вигляді охолоджувального або надлишкового газу, утворює контур, по якому проходить теплоносій. 25. Установка за п. 24, яка відрізняється тим, що теплоносій перебуває у формі рідини або пари. 26. Установка за п. 24 або 25, яка відрізняється тим, що в контурі теплоносія розташовано принаймні один додатковий теплообмінник (20) для принаймні одного горючого газу, потрібного для здійснення способу. Винахід стосується способу виготовлення розплавленого металу, при якому кисень, відновник та відновлений у відновлювальному реакторі чавун поміщують у газифікатор плавильної печі, де відновник газифікують киснем, і спричинене цим тепло плавить розкислений чавун, при якому колошниковий газ застосовують як принаймні частку відновлювального газу, і при якому колошниковий газ із відновлювального реактора відводять; крім того, винахід стосується установки для здійснення способу, до складу якої входять один або кілька відновлювальних реакторів з лінією подачі відновлюючого газу, газифікатор плавильної печі з системою подачі кисню та системою подачі відновника, принаймні одна лінія для надходження колошникового газу із газифікатора плавильної 5 печі у відновлювальний реактор і принаймні одна лінія для відведення колошникового газу із відновлювального реактора. В установках для відновлювального плавлення, таких, яка описана в DE 36 28 102 А1, кисень з температурою 25°С та чистотою 95 об.% вдувають через фурму в газифікатор плавильної печі з метою газифікації відновника (переважно вугілля та вугільних брикетів) та отримання тепла, необхідного для плавлення розкисленого чавуну. Колошниковий газ газифікатора плавильної печі (ESV) застосовують для непрямого відновлення у відновлюючих шахтах зі стаціонарним пластом (FBRS) або в реакторах з псевдорозрідженим шаром (WSR), після чого його відводять як колошниковий газ. Очищений відвантажуваний газ, що складається із доменного газу, що походить з агрегату прямого відновлення, та колошникового газу із газифікатора плавильної печі, дає такі типові результати аналізу при 1,5 бар: CO = 45 об.%, СО2 = 30 об.%, Н2 = 19 об.%, Н2О = 3 об.% та N2 = 3 об.%. Внаслідок надлишкового газу його потрібно піддавати обробці та оптимізації загальної енергії. Однак не тільки колошниковий газ або відвантажуваний газ із установок для відновлювального плавлення містить велику кількість відчутного тепла (температура колошникового газу становить близько 250С-500С), але й частина відновлювального газу, яка не вводиться у відновлювальний реактор, а застосовується як надлишковий газ для регулювання тиску в установці або як охолоджувальний газ. Температура відновлювального газу становить біля 700-900С. Для використання відвантажуваного газу в електростанції (пароелектростанції або газопароелектростанції) або в металургії (напр. установці прямого відновлення) газ має бути очищеним від наявних в ньому забруднень (пил, смола). Для цього зараз здебільшого застосовують скрубери, які одночасно охолоджують газ до 40-50°С, усуваючи таким чином більшу частину відчутного тепла. Тепло відводять за допомогою технологічної води і через градирні віддають в навколишнє середовище. Тому задача даного винаходу полягає в створенні способу та установки вищезазначеного типу з підвищеною ефективністю використання енергії та сировини. Для рішення цієї задачі спосіб згідно з винаходом відрізняється тим, що принаймні частину теплової енергії верхнього газу і/або частини відновлювального газу, передбаченої для використання як охолоджувального газу або надлишкового газу, застосовують для непрямого нагрівання принаймні одного іншого газу, що застосовується в процесі. Відповідно до першого варіанту способу згідно з винаходом передбачено, що принаймні одну частину колошникового газу після принаймні охолодження або очищення та теплообміну з гарячим технологічним газом повертають у відновлювальний реактор. Шляхом нагрівання рециркуляційного газу після теплообміну з колошниковим газом або охолоджувальним газом, приблизно від 40°С до 400°С, можна повертати великі кількості цього газу і використовувати їх як відновлювальний газ, не 94623 6 маючи потреби в печі для нагрівання відновлювального газу. Згідно з можливим варіантом способу передбачено, що очищення відбувається за допомогою скрубера. Це робить можливим одночасне охолодження та очищення. Доцільним чином передбачено, що повернений нагрітий колошниковий газ додають до неминучого газу і разом з ним спрямовують у відновлювальний реактор, причому краще, щоб компоненти у вигляді часток були видалені із газової суміші шляхом осадження перед введенням у відновлювальний реактор. Згідно з іншою формою виконання винаходу можна принаймні частину колошникового газу із відновлювального реактора після принаймні одного охолодження або очищення та теплообміну з колошниковим газом і/або частиною тієї частки відновлювального газу, яка передбачена для використання у вигляді охолоджувального газу або надлишкового газу, вводити в газифікатор плавильної печі. Шляхом нагрівання газу, поверненого в газифікатор, стають можливими більш високі показники подачі через насадки колошникового газу, рециркульованого газового продукту, що походить із установки для видалення СО2 (напр. установки зміни тиску, амінного промивання, промивання Бенфілда (Benfieldwasche) і т.д.), а також розпилення дрібного вугілля або синтетичних матеріалів тощо, оскільки нагрівання є компенсацією для адіабатичної температури полум'я, зниженої при подачі через насадки (RAFT). В усіх випадках доцільним є ущільнення поверненого колошникового газу перед теплообміном і/або зменшення вмісту діоксиду вуглецю у ньому після охолодження, краще до 30-50°С, краще до 23 об.%. Інший варіант способу згідно з винаходом відрізняється тим, що теплову енергію колошникового газу із відновлювального реактора і/або частини відновлюючого газу, передбаченої для використання як охолоджувального газу або надлишкового газу, застосовують для нагрівання кисню для газифікатора плавильної печі. Тепло, вивільнене при газифікації киснем вугілля, вугільних брикетів та принагідно коксу, потрібне для кальцинації присадок, для нагрівання стаціонарного шару в газифікаторі (вугілля, вугільні брикети, залізо прямого відновлення, присадки) та для оплавлення заліза прямого відновлення (DRI). Завдяки вищій температурі кисню, який вдувають крізь насадки або крізь пиловугільний пальник в газифікатор плавильної печі, створюються нижчі витрати відновника, а відтак і заощадження вугілля та вугільних брикетів у якості відновника. Крім того, можна також скорочувати кількість кисню. Завдяки попередньому нагріванню кисню стають можливими також підвищені показники розпилення колошникового газу, рециркульованого газового продукту із установки для видалення СО2, та показники подачі дрібного вугілля або синтетичних речовин через насадки, і шляхом комбінації зі зворотньою подачею в газифікатор плавильної печі нагрітого колошникового газу або виготовленого із нього газового продукту можна довести до максимуму 7 рециркуляційну кількість колошникового газу або газового продукту. З міркувань безпеки передбачено, що теплообмін між колошниковим газом і/або частиною тієї частки відновлюючого газу, яка передбачена для використання у вигляді охолоджувального газу або надлишкового газу, та киснем здійснюється за допомогою теплоносія та двох теплообмінних процесів. При цьому краще застосовувати відходи N2 або водяну пару. Доцільним є застосування теплоносія після теплообміну з киснем, принагідно разом з частковим потоком неохолодженого теплоносія для попереднього нагрівання потрібного для процесу топочного газу. Можна також передбачити, щоб теплова енергія колошникового газу і/або тієї частки відновлюючого газу, яка передбачена для використання у вигляді охолоджувального газу або надлишкового газу, була використана для утворення пари. При цьому доцільно, щоб теплова енергія пари застосовувалась для нагрівання кисню для газифікатора плавильної печі. Описана на початку установка згідно з винаходом відрізняється принаймні одним теплообмінником в трубопроводі для відведення колошникового газу і/або в системі для охолоджувального та надлишкового газу, і через цей теплообмінник проходить принаймні один інший застосований в процесі газ. При цьому під системою для охолоджувального та надлишкового газу слід розуміти систему труб, через яку протікає та частка відновлюючого газу, яка передбачена для використання у вигляді охолоджувального газу або надлишкового газу, після її відділення від потоку відновлюючого газу, спрямованого у відновлювальний реактор. Згідно з можливою формою виконання винаходу агрегат для очищення газу виконано як скрубер, так що одночасно може здійснюватися і охолодження, і очищення. Згідно з іншим варіантом виконання винаходу після агрегату для охолодження та очищення колошникового газу відходить зворотня лінія для колошникового газу, яка веде до теплообмінника, а після теплообмінника вона веде далі до відновлювального реактора. Таким чином без додаткової печі для нагрівання відновлювального газу велика кількість газу повертається і використовується як відновлювальний газ. Доцільним чином передбачається, що зворотня лінія від теплообмінника закінчується в з'єднувальному трубопроводі між газифікатором плавильної печі та відновлювальним реактором для колошникового газу, краще перед осаджувачем часток, якщо такий має місце. Інша форма виконання винаходу відрізняється тим, що після агрегату для охолодження та очищення відходить зворотня лінія для колошникового газу, яка веде до теплообмінника, і що зворотня лінія від теплообмінника веде далі до газифікатора плавильної печі, і вона аж до вхідного отвору труби для подачі кисню проходить паралельно до неї. Максимальна гнучкість в регулюванні чи визначенні параметрів процесу в поєднанні з якомо 94623 8 га більшим отриманням енергії забезпечується доцільною формою виконання установки, в якій перед теплообмінником встановлено компресор, а при потребі також охолоджувач та ступінь зниження вмісту діоксиду вуглецю, причому вихід компресора та вихід ступеню зниження вмісту діоксиду вуглецю ведуть до спільного підвідного трубопроводу для теплообмінника. Для того, щоб можна було з максимальною безпекою використовувати регенеровану теплову енергію для нагрівання кисню для газифікатора плавильної печі, установка має таку доцільну конструкцію, при якій в лінію для подачі кисню до газифікатора вмонтовано інший теплообмінник, який разом з принаймні одним теплообмінником, через який проходить колошниковий газ і/або частина відновлюючого газу, передбачено контур, по якому проходить теплоносій, краще в формі рідини і/або пари. При цьому для оптимального використання енергії під час процесу передбачено встановлювати в контурі теплоносія принаймні ще один теплообмінник для принаймні одного горючого газу, що є необхідним для способу. Нижче винахід пояснюється більш детально на прикладі доцільної форми виконання з використанням креслення. У відновлювальну шахту 1 надходить залізна руда у формі шматків або котунів, принагідно з неспалювальними присадками. Через розвантажувальні пристрої 2 утворене у відновлювальній шахті 1 губчасте залізо та частково спалені (кальциновані) присадки потрапляють в головну частину газифікатора 3 плавильної печі. На дні газифікатора 3 збирається рідкий доменний чавун, а поверх нього рідкі шлаки, які відводяться через випускні отвори, краще періодично. Із накопичувальної шахти 4 до газифікатора 3 надходить газифікуючий агент, краще вугілля і/або вугільні брикети, у випадку необхідності змішаний з відсіяним підрешітним продуктом залізної руди, яку інакше не можна було б застосовувати в процесі відновлення. Через газопроводи 5 в нижній частині газифікатора 3 плавильної печі надходить кисневмісний газ. Утворений відновлювальний газ по трубі 6 виводиться із головної частини газифікатора 3 плавильної печі, звільняється в циклоні 7 для гарячого газу від твердих компонентів, зокрема від пилу та дрібнозернистого, підданого піролізу вугілля, і через трубу 8 потрапляє у відновлювальну шахту 1. Тут відновлювальний газ проходить крізь засипану залізну руду та присадки протитечією, перетворюючи залізну руду в губчасте залізо і частково кальцинуючи присадки. Осаджений і підданий піролізу в циклоні 7 з гарячим газом вугільний пил та інші речовини у формі часточок повертаються до газифікатора 3 плавильної печі і газифікуються, краще за допомогою пиловугільного пальника, розташованого при вході в стінці газифікатора плавильної печі, причому до пальника надходить також і кисневмісний газ. Використаний принаймні частково відновлювальний газ відводиться у верхньому кінці віднов 9 лювальної шахти 1 через трубу 9 для колошникового газу і вже в якості відвантажуваного газу внаслідок надлишку газу надходить на реалізацію та оптимізацію загальної енергії. Частина відновлювального газу застосовується для регулювання тиску в установці та для охолодження. Ця частина відновлювального газу по трубі 23 відділяється від потоку відновлювального газу, спрямованого у відновлювальну шахту 1. Таким чином труба 23 є першою частиною системи охолоджувального та надлишкового газу. Застосований для регулювання тиску в установці відновлювальний газ, названий надлишковим, після охолоджувальнопромивного агрегату 11 домішують до відвантажуваного газу. Застосований для охолодження відновлювальний газ після охолоджувальнопромивного агрегату 11 та стискання в компресорі 24 по трубі 12 повертають в трубопровід 6 перед циклоном 7 гарячого газу. Щоб зробити відвантажуваний газ здатним до використання під час процесу оптимальним в енергетичному аспекті чином і застосовувати його у відновлювальній шахті принаймні як частину необхідного відновлювального газу, принаймні частину відвантажуваного газу відгалужують трубою 13 за очисним агрегатом 10 і ущільнюють за допомогою компресора 14 з якомога вищим тиском всмоктування. При необхідності можна також по іншій трубі за охолоджувально-очисним агрегатом 11 відгалузити надлишковий газ і змусити до зворотнього руху перед змішуванням з відвантажуваним газом. Повернений відвантажуваний газ при використанні енергетичної складової відведеного безпосередньо із відновлювальної шахти 1 колошникового газу, температура якого становить від 250°С до 500°С, нагрівається після охолоджувальноочисного агрегату приблизно від 40°С до 400°С. Для цього в трубі 9 для колошникового газу ще перед очисним агрегатом 10 встановлюють теплообмінник 15, крізь який також проходить частина відвантажуваного газу, відгалужена по трубі 13. Нагрітий відвантажуваний газ після проходження крізь теплообмінник 15 надходить в трубу 6 для колошникового газу газифікатора 3 плавильної печі, ще перед циклоном 7 для гарячого газу. Покращений таким чином процес є більш енергоефективним завдяки зменшеній кількості технологічної води, необхідної для охолодження колошникового газу, що в свою чергу означає також скорочення споживання енергії насосами для технологічної води. Також зменшується відведене із колошникового газу в технологічну воду тепло, яке втрачається в градирнях або спричиняє втрати води в системі через випаровування, і ці втрати треба постійно компенсувати. При необхідності можна принаймні частину відгалуженого по трубі 13 відвантажуваного газу після проміжного охолодження до 30-50°С в охолоджувачі 16 та зниження вмісту СО2 до 2-3 мас.% в установці 17 для видалення СО2 відводити до теплообмінника 15. Охолоджений газ зі зниженим вмістом СО2 можна також, якщо дозволяє точне встановлення температури і/або вмісту СО2, змішувати з необробленим газом перед входом в теплообмінник 15. 94623 10 Повернений колошниковий газ після проходження крізь теплообмінник 15 також може бути спрямований в газифікатор 3 плавильної печі, краще через введені в кисневі розпилювачі кисневі списи, причому зворотній трубопровід для колошникового газу аж до вхідного отвору кисневої труби 5 проходить паралельно до неї. Повернений колошниковий газ мусить в цьому випадку нагріватися не завдяки відновлювальній газовій печі, електричному нагріванню або плазмовому пальнику з використанням зовнішньої енергії, а при застосуванні теплової енергії колошникового газу перед очисним агрегатом 10. Таким чином створюються вищевказані переваги підвищення енергоефективності процесу, зниження кількості технологічної води, скорочення споживання енергії насосами для технологічної води та зменшення відведеного із колошникового газу в технологічну воду тепла, яке втрачається в градирнях або спричиняє втрати води в системі внаслідок випаровування. Альтернативно або додатково до описаного теплообмінника 15 для відвантажуваного газу можна встановити теплообмінник 18 в трубі 9 для колошникового газу, ще перед очисним агрегатом 10, крізь який проходить теплоносій, такий як відходи N2. Теплообмінник 18 утворює разом з іншим теплообмінником 19 контур для теплоносія. Через теплообмінник 19 проходить переважно газ, що надходить до газифікатора 3 плавильної печі, краще вприскуваний кисень, причому цей газ безпосередньо і з максимальною надійністю внаслідок нереактивного підбору, наприклад кисню з теплоносієм, нагрівається завдяки внутрішній енергії колошникового газу. Внаслідок високої температури кисню, який вдувається крізь насадки або пилові пальники в газифікатор плавильної печі, забезпечується низьке споживання відновника, а відтак заощадження вугілля та вугільних брикетів як відновника, оскільки це тепло може замінити принаймні частину тепла, яке вивільняється киснем при газифікації вугілля, вугільних брикетів та принагідно коксу, і яке необхідне для кальцинації присадок, для нагрівання стаціонарного шару в газифікаторі плавильної печі (вугілля, вугільні брикети, залізо прямого відновлення, кокс) та для оплавлення заліза прямого відновлення. Крім того, кількість кисню також може бути зменшена. Попереднє нагрівання кисню робить можливими більш високі норми вприскування колошникового газу, рециркульованого газового продукту із установки для видалення СО2, розпилення дрібного вугілля або синтетичних речовин тощо, а в поєднанні з поверненням нагрітого колошникового газу в газифікатор плавильної печі можна довести до максимуму рециркуляційну кількість колошникового газу або газового продукту установки короткоциклової адсорбції (PSA) або їх норми. Альтернативно або додатково можна в контурі теплообмінника 18 та теплоносія, що проходить крізь нього і сприймає енергію колошникового газу, встановити теплообмінник 20, в якому нагріваються повітря для спалювання палива або сушильний агент, наприклад повітря, N2, відпрацьований газ і т. п., для сушарки руди та вугілля. Таким чином також можна заощадити паливо. 11 94623 Нарешті, можливим є ще й альтернативне або додаткове вмонтування теплообмінника 21, крізь який проходить пара як носій тепла, у вигляді альтернативної форми виконання установки. Цей теплообмінник 21 утворює контур подібним до вищеописаного чином разом з іншим теплообмінником 22, причому тут також крізь теплообмінник 22 проходить переважно газ, що подається в газифікатор 3 плавильної печі. Теплообмінники 15, 18 або 21, крізь які проходить колошниковий газ, виконані переважно як трубчастий або кожухотрубчастий теплообмінник, причому колошниковий газ, ще забруднений перед очисним агрегатом 10, спрямовується у вертикальному напрямку зверху вниз, щоб запобігти відкладенням пилу. Теплообмінники 15, 18 або 21 або додаткові теплообмінники могли б бути застосовані також замість труби 9 для відведеного із відновлювальної шахти 1 колошникового газу в системі для охо Комп’ютерна верстка М. Ломалова 12 лоджувального та надлишкового газу, яка характеризується дещо меншими кількостями газу, але більш високими температурами близько 750°С850°С. При цьому доцільним є розміщення одного або кількох теплообмінників в трубі 23 для відновлювального газу між очисним агрегатом 11 та відгалуженням від труби 8 (подача газу до відновлювальної шахти 1), причому тут внаслідок високої температури тієї частки відновлювального газу, яка протікає по цій трубі і передбачена для використання у вигляді охолоджувального та надлишкового газу, незважаючи на теплообмін, може бути гарантована температура відновлювального газу порядку 400°С, однак може передаватися достатньо теплової енергії на інші гази, що беруть участь в процесі і мають бути нагрітими. При цьому як в системі верхнього газу, так і в системі охолоджувального та надлишкового газу передбачено байпасний трубопровід навколо теплообмінників 15, 18, 21. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for producing molten material

Автори англійською

Hauzenberger Franz, Millner Robert, Rein Norbert, SCHENK Johannes, Schmidt Martin, Vuletic Bogdan, Wieder Kurt, Wurm Johann

Назва патенту російською

Способ и устройство для изготовления расплавленного чугуна

Автори російською

Хауценбергер Франц, Милльнер Роберт, Райн Норберт, ШЕНК Йоханнес, Шмидт Мартин, Вулетик Богдан, Ведер Курт, Вурм Йоханн

МПК / Мітки

МПК: C21B 13/14, C21B 11/00

Мітки: спосіб, чавуну, пристрій, розплавленого, виготовлення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-94623-sposib-i-pristrijj-dlya-vigotovlennya-rozplavlenogo-chavunu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і пристрій для виготовлення розплавленого чавуну</a>

Подібні патенти