Спосіб отримання губчатого заліза та установка для здійснення цього способу
Текст
1 Способ получения губчатого железа из из мельченного материала, содержащего оксид же леза, включающий его восстановление в зоне восстановления до губчатого железа посредст вом восстановительного газа, отвод образующе гося при восстановлении колошникового газа и его очистку от СОг , отличающийся тем, что в процессе очистки колошникового газа отделяют содержащий СОг отработанный газ, смешивают его с кислородсодержащим газом и сжигают с последующей передачей термической энергии потребителю 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что со держащий СОг отработанный гаЗ сжигают по меньшей мере частично при косвенной передаче тепла восстановительному газу, после чего из мельченный материал, содержащий оксид желе за, восстанавливают посредством нагретого восстановительного газа 3 Способ по п 1 или 2, отличающийся тем, что содержащий СОг отработанный газ, отделенный при очистке от СОг, дополнительно смешивают с горючим газом 4 Способ по п 3, отличающийся тем, что по меньшей мере часть колошникового газа, обра зующегося при прямом восстановлении измель ченного материала, содержащего оксид железа, восстановительным газом, используют в качест ве горючего газа 5 Способ по любому из пп 1-4, отличающийся тем, что восстановление до губчатого железа осуществляют по крайней мере в двух зонах восстановления, при этом колошниковый газ, об разующийся в первой зоне восстановления, под вергают очистке от СОг, нагревают и используют в качестве восстановительного газа по крайней мере в одной следующей зоне восстановления для восстановления следующей порции измельченного материала содержащего оксид железа 6 Способ по п 5, отличающийся тем, что ко лошниковый газ образующийся во второй зоне восстановления, по меньшей мере частично при мешивают в виде горючего газа к содержащему СОг, отработанному газу, отделенному при очистке от СОг, и сжигают при косвенной переда че тепла восстановительному газу, подаваемому во вторую зону восстановления 7 Способ по любому из пп 1-6, отличающийся тем что очистку колошникового газа от СОг осу ществляют способом адсорбции с переменным давлением 8 Способ по любому из пп 5-7, отличающийся тем, что губчатое железо, полученное в первой зоне восстановления, плавят в зоне плавильной газификации при подаче твердых носителей уг лерода и кислородсодержащего газа с образова нием содержащего СО и Н2 восстановительного газа, который вводят в первую зону восстановле ния, где он вступает в реакцию 9 Установка для получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, содержащая восстановительную шахт ную печь для восстановления измельченного ма териала содержащего оксид железа, с трубопро водом для подачи восстановительного газа, тру бопроводом для отвода колошникового газа с сообщающимся с ним устройством для очистки от СОг, из которого выведен трубопровод для по дачи очищенного от СОг колошникового газа в восстановительную шахтную печь через уст ройство для нагрева очищенного от СОг колош никового газа, отличающаяся тем, что устройст во для очистки от СОг снабжено трубопроводом отработанного газа, передающим отделенный содержащий СОг отработанный газ в устройство для нагрева, и трубопроводом для подачи кисло родсодержащего газа в устройство для нагрева, который введен в трубопровод отработанного га за 10 Установка по п 9, отличающаяся тем, что от устройства для очистки колошникового газа от СОг отведен трубопровод отработанного газа, передающий отделенный, содержащий СОг отра ботанный газ, по меньшей мере, частично в уст ройство для нагрева, и снабжена трубопроводом СМ О см о CD СМ СО а* 32602 горючего газа, подающим горючий газ в устройство для нагрева, и который введен в трубопровод отработанного газа. 11. Установка по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что устройство для нагрева, в которое вхо дит трубопровод для отвода отработанного газа, содержащего СОг, выполнено в виде устройства косвенного нагрева очищенного СОг колошнико вого газа, в которое введен трубопровод для по дачи колошникового газа, используемого в ка честве восстановительного газа. 12. Установка по п 10 или 11, отличающаяся тем, что восстановительная шахтная печь обору дована трубопроводом горючего газа для отвода по крайней мере части колошникового газа, обра зующегося в восстановительной шахтной печи. 13. Установка по любому из пп. 9 - 1 2 , отличаю щаяся тем, что содержит две восстановительные шахтные печи, соединенные друг с другом по по току посредством последовательно расположен ных трубопровода для отвода колошникового га за первой восстановительной шахтной печи, уст ройства для очистки от СОг, трубопровода для подачи восстановительного газа, выходящего из устройства для очистки от СОг и входящего в устройство для нагрева. 14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что из второй восстановительной шахтной печи вы ходит трубопровод горючего газа. 15. Установка по п 14, отличающаяся тем, что она содержит плавильный газификатор, оборудо ванный трубопроводом для передачи губчатого железа из первой восстановительной шахтной печи, трубопроводами для подачи кислородсодержащих газов и твердых носителей углерода и трубопроводом для восстановительного газа, образуемого в плавильном газификаторе, входящим в первую восстановительную шахтную печь, а также отверстиями для выпуска чугуна и шлака. 16. Установка по любому из пп. 9- 1 5 , отличающаяся тем, что устройство для очистки газа представляет собой адсорбционную установку переменного давления. 17 Установка по одному или нескольким пп. 9 16, отличающаяся тем, что трубопровод отработанного газа, отводящий отделенный содержащий СОг отработанный газ, введен в устройство для нагрева, представляющее собой парогенератор. 18. Установка по любому из пп. 9 - 1 7 , отличаю щаяся тем, что трубопровод отработанного газа, отводящий отделенный содержащий СО2 отрабо танный газ, введен в устройство для нагрева, ко торый оборудован трубопроводом для отвода дымового газа, включающем теплообменник, в котором материал, подлежащий нагреву, непос редственно контактирует с дымовым газом. 19. Установка по любому из пп 9-18, отличаю щаяся тем, что трубопровод для отработанного газа, отводящий отделенный, содержащий СОг отработанный газ, проходит через теплообмен ник, расположенный в трубопроводе для отвода колошникового газа второй восстановительной шахтной печи, и затем входит в устройство для нагрева. Изобретение относится к способу получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, в котором материал, содержащий оксид железа, восстанавливают в губчатое железо в зоне восстановления посредством восстановительного газа, а газ, образующийся при восстановлении, выводят в виде доменного газа, а также к установке для осуществления этого способа. В способе такого типа, известном, например, из ЕР-В - 0 010 627, из DE-C - 40 37 977 и из АТ-В - 376 241. губчатое железо, получаемое прямым восстановлением, плавится в газификационной зоне плавления при подаче кусковых носителей углерода и кислородсодержащего газа, при этом в газификационной зоне плавления из кусковых носителей углерода при вдувании кислородсодержащего газа образуется псевдоожиженный слой, в котором задерживаются и плавятся частицы чушкового чугуна, загружаемые сверху в газификационную зону плавления. При таком способе образуется СО и Н2-содержащий восстановительный газ, который подается в зону восстановления и вступает там в реакцию. ' Во время этой реакции образуется большое количество доменного газа, в котором содержание монооксида углерода и водорода еще довольно значительно Если имеется возможность экономичного использования этого домен ного газа, то затраты на производство губчатого железа и выплавляемого из него чушкового чугуна или получаемых из него полуфабрикатов стали будут весьма низкими. Известен (DE-C - 40 37 977) способ подачи доменного газа, отводимого из зоны восстановления, в следующую зону восстановления для восстановления дополнительного количества материала, содержащего оксид железа, после очистки газа Обработка доменного газа, в принципе, производится путем первичной очистки его от твердых частиц в скруббере, при сильном охлаждении После этого удаляется СОг, содержащийся в доменном газе, поскольку он будет затруднять дальнейшее использование доменного газа в качестве восстановительного газа. Известны различные способы очистки доменного газа от СОг, например, способ переменного давления или химическая очистка от СО2 в скруббере Согласно DE-C - 40 37 977, энергию, химически связанную в доменном газе, можно использовать с большой эффективностью Однако, при этом возникает проблема СОг-содержащего отработанного газа, образующегося при очистке доменного газа, который необходимо удалить экологически приемлемым способом Этот отработанный газ содержит СО, Н2, СШ, а также H2S, и, следовательно, не может быть выпущен в атмосферу в таком состоянии. 32602 чтобы не загрязнять ее Поэтому он также пригоден для дальнейшей обработки, но в меньшей степени Затем из отработанного газа обычно удаляются соединения серы Ранее такая десульфуризация проводилась различными способами, например, в так называемом "скруббере Стретфорда" или каталитическим окислением на активированном угле, и тд Из DE-B - 3 7 16 511 известно удаление НгБ из СО2-содержащего отработанного газа в десульфуризационном реакторе при помощи губчатого железа Все эти способы дороги, требуют дополнительных материалов, таких как активированный уголь или абсорбенты, которые, к тому же, должны содержаться и удаляться раздельно Известно также регулирование на выходе СОг-содержащего отработанного газа Однако, при таком регулировании необходима подача горючего поддерживающего газа для зажигания и карбюризации, поскольку теплотворная величина СОг-содержащего отработанного газа низка Из ЄР-А - 0 571 358 известны установка и способ получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, включающий его восстановление в зоне восстановления до губчатого железа посредством восстановительного газа, получаемого из реформированного природного газа, отвод образующегося при восстановлении колошникового газа и его очистку от СОг в скруббере и примешивание очищенного таким образом доменного газа к свежему восстановительному газу, получаемому из природного газа путем реформинга, и затем введение этой смеси газов в зону восстановления. Это опять-таки создает проблему удаления СОгсодержащего отработанного газа, образующегося при очистке доменного газа, хотя этот отработанный газ, благодаря получению восстановительного газа из реформированного природного газа, имеет более низкое содержание H2S, чем отработанный газ, образующийся при очистке доменного газа из восстановительного газа, получаемого из кусковых носителей углерода. Данный способ реализуется с помощью установки для получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид я.элеза, содержащей восстановительную шахтную печь для восстановления, измельченного материала, содержащего оксид железа, с трубопроводом для подачи восстановительного газа, трубопроводом для отвода колошникового газа с сообщающимся с ним устройством для очистки от СОг, из которого выведен трубопровод для подачи очищенного от СОг колошникового газа в восстановительную шахтную печь через устройство для нагрева очищенного от СОг колошникового газа. Данная установка также как и описанный выше способ не решает проблему удаления СОг-содержащего отработанного газа, образующегося при очистке доменного газа, а также не позволяет использовать его эффективно. В основу изобретения поставлена задача создать способ получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, включающий его восстановление в зоне восстановления до губчатого железа посредством восстановительного газа, отвод образующе гося при восстановлении колошникового газа и его очистку от СОг, путем преодоления трудностей, имевшихся в прежней технологии. В частности, СОг-содержащий отработанный газ не только должен обрабатываться и удаляться экологически приемлемым способом, но также и использоваться максимально эффективно в энергетическом отношении Кроме того, проблемы, связанные с отделением НгБ, осуществляемым одновременно с отделением СОг, также должны решаться экологически приемлемым путем Другой задачей изобретения является создание установки для получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, содержащей восстановительную шахтную печь для восстановления измельченного материала, содержащего оксид железа, с трубопроводом для подачи восстановительного газа, трубопроводом для отвода колошникового газа с сообщающимся с ним устройством для очистки от СОг, из которого выведен трубопровод для подачи очищенного от СОг колошникового газа в восстановительную шахтную печь через устройство для нагрева очищенного от СОг колошникового газа, путем того, что устройство для очистки от СОг дополнительно снабжено трубопроводом отработанного газа, передающим отделенный содержащий СОг отработанный газ в устройство для нагрева, и трубопроводом для подачи кислородсодержащего газа в устройство для нагрева, который введен в трубопровод отработанного газа, что позволяет решить не только проблему обработки и удаления содержащего СОг отработанного газа экологически приемлемым способом, но также позволяет использовать его максимально эффективно в энергетическом отношении. Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения губчатого железа из измельченного материала, содержащего оксид железа, включающем его восстановление в зоне восстановления до губчатого железа посредством восстановительного газа, отвод образующегося при восстановлении колошникового газа и его очистку от СОг , в процессе очистки колошникового газа отделяют содержащий СОг отработанный газ, смешивают его с кислородсодержащим газом и сжигают с последующей передачей термической энергии потребителю. Согласно изобретению, имеется возможность полностью использовать теплосодержание СОг-содержащего отработанного газа, даже если его энергетическое содержание не очень высоко, не оказывая таким образом влияния на окружающую среду. Предпочтительно, СОг-содержащий отработанный газ сжигают по крайней мере частично при непрямой передаче тепла восстановительному газу, после чего измельченный материал, содержащий оксид железа, восстанавливают посредством нагретого восстановительного газа. Главное преимущество изобретения заключается в том, что СОг-содержащий отработанный газ, отделенный от доменного газа, образующегося в процессе восстановления, по крайней мере большей частью снова энергетически пригоден для использования в процессе восстаиов 32602 ления, этот процесс восстановления может быть дополнительным процессом восстановления к процессу восстановления, при котором образуется доменный газ, или идентичным ему, что означает, что по крайней мере часть доменного газа, очищенного от СОг, может повторно использоваться в виде восстановительного газа или примеси к восстановительному газу в том же процессе восстановления, в котором он образовался, как доменный газ (что известно, например, из DE-B-37 16511) Согласно предпочтительному варианту осуществления СО2-содержащий отработанный газ, отделяемый при очистке от СОг, дополнительно смешивают с горючим газом Предпочтительно по крайней мере часть доменного газа, образующегося при восстановлении, таком как прямое восстановление, из измельченного материала, содержащего оксид железа, посредством восстановительного газа, задействуют как горючий газ Таким образом, имеется возможность обеспечить нагрев восстановительного газа до температуры восстановления без использования постороннего газа (за исключением подачи кислородсодержащего газа, такого как воздух) Предпочтительно, доменный газ, образующийся в первой зоне восстановления, подвергают очистке от СОг, и доменный газ, очищенный от СОг, после нагрева используют в качестве восстановительного газа по крайней мере в одной следующей зоне восстановления для реакции восстановления следующей порции измельченного материала, содержащего оксид железа Благодаря этим мерам появляется возможность использования восстановительного газа, образующегося в большом количестве из кусковых носителей углерода в газификационной зоне плавления, для производства оптимального количества губчатого железа после реакции в зоне восстановления, после которой он все еще содержит значительное количество монооксида углерода и водорода В этом случае доменный газ, образующийся во второй зоне восстановления, по крайней мере частично примешивают в виде горючего газа к СОг-содержащему отработанному газу, отделенному при очистке от СОг, и сжигают при непрямой передаче тепла восстановительному газу, который подают во вторую зону восстановления Преимуществом является то, что восстановление или удаление СОг осуществляют способом адсорбции с переменным давлением Этот способ особенно выгоден, если доменный газ образуется с незначительным давлением, поскольку при низком давлении чрезмерно увеличивается потребление пара для химической очистки в скруббере При получении восстановительного газа из реформированного природного газа рекомендуется химическая очистка в скруббере для удаления СОг Предпочтительно, губчатое железо из первой зоны восстановления плавят в газификационной зоне плавления при подаче твердых носителей углерода и кислородсодержащего газа, в результате чего образуется СО- и Нг-содержащий восстановительный газ, который вводят в первую зону восстановления, где он вступает в реакцию Поставленная задача решается также тем, что установка для осуществления этого способа содержит восстановительную шахтную печь для измельченного материала, содержащего оксид железа, включающую подающий трубопровод для восстановительного газа, а отводной трубопровод для газа введен в устройство очистки от СОг, из которого выведен трубопровод подачи восстановительного газа, передающий очищенный от СОг доменный газ в восстановительную шахтную печь через устройство нагрева очищенного от СОг доменного газа, а от устройства очистки от СОг отведен трубопровод отработанного газа, передающий отделенный СОг-содержащий отработанный газ в устройство нагрева, а трубопровод, подающий кислородсодержащий газ в устройство нагрева, введен в трубопровод отработанного газа Предпочтительный вариант осуществления отличается тем, что от устройства очистки от СОг отведен трубопровод отработанного газа, передающий отделенный СОг-содержащий отработанный газ по крайней мере частично в устройство нагрева, а трубопровод горючего газа, подающий горючий газ в устройство нагрева, введен в трубопровод отработанного газа Чтобы использовать для процесса восстановления энергию, содержащуюся в СОг-содер* жащем отработанном газе, устройство нагрева, в которое введен трубопровод отработанного газа, подающий СОг-содержащий отработанный газ, представляет из себя устройство непрямого нагрева для нагрева очищенного от СОг доменного газа, а трубопровод подачи восстановительного газа, передающий этот доменный газ, введен в устройство нагрева Чтобы обеспечить сгорание СОг-содержащего отработанного газа без присутствия какоголибо постороннего газа, от восстановительной шахтной печи отведен трубопровод горючего газа, принимающий по крайней мере часть доменного газа, образующегося в восстановительной шахтной печи Предпочтительный вариант осуществления включает две восстановительные шахтные печи, соединенные по потоку посредством отводного трубопровода для доменного газа первой восстановительной шахтной печи, через устройство очистки от СОг и через подающий трубопровод для восстановительного газа, выходящий из устройства очистки от СОг и проходящий через устройство нагрева В этом случае трубопровод горючего газа выходит из второй восстановительной шахтной печи Предпочтительный вариант осуществления отличается плавильным газификатором, в который введен транспортировочный трубопровод, передающий губчатое железо из первой восстановительной шахтной печи, и который содержит подающие трубопроводы для кислородсодержащих газов и для твердых носителей углерода а также отводы для чушкового чугуна и шлака и из которого выходит подающий трубопровод для восстановительного газа, образующегося в пла 32602 вильном газификаторе, введенный в первую восстановительную шахтную печь Предпочтительно, устройство газовой очистки выполнено в виде адсорбционной установки переменного давления Предпочтительно, трубопровод отработанного газа, отводящий отделенный СОг-содержащий отработанный газ, введен в устройство нагрева, представляющее собой парогенератор Предпочтительно, трубопровод отработанного газа, отводящий отделенный СОг-содержащий отработанный газ, введен в устройство нагрева, дымовые газы из которого могут отводиться через отводной трубопровод дымового газа, включающий теплообменник, в котором материал, подлежащий нагреву, такой как уголь, руда и т д, может непосредственно контактировать с дымовым газом Другой предпочтительный вариант осуществления отличается тем, что трубопровод отработанного газа, отводящий отделенный СОгсодержащий отработанный газ, проходит через теплообменник, расположенный в отводном трубопроводе доменного газа восстановительной шахтной печи, и затем входит в устройство нагрева Далее изобретение будет более подробно рассмотрено на нескольких примерах, иллюстрируемых на схемах фиг 1-3 Согласно фиг 1-3, измельченный материал, содержащий оксид железа, предпочтительно кусковая железная руда, и, возможно, флюсы, подают в первую восстановительную шахтную печь 1 через трубопровод 2 обычным способом Восстановительный газ вдувают в восстановительную шахтную печь через подающий трубопровод 3 вверх, навстречу потоку железной руды, и производит восстановление загружаемой руды в зоне восстановления 4 После прохождения через шахтную печь 1 этот газ выводят в виде доменного газа через отводной трубопровод доменного газа 5 Восстановленная шихта, которая содержит железо в виде губчатого железа, попадает в плавильный газификатор 7 через транспортировочные трубопроводы, предпочтительно сконструированные как спускные трубы 6 Через трубопровод 8 в плавильный газификатор 7 обычным способом подают кусковые носители углерода, например, в виде высокотемпературного кокса бурого угля, а также, если желательно, уголь, а кроме того, кислородсодержащий газ через трубопровод 9 Таким образом, шихта или губчатое железо, соответственно, падает сверху из плавильной газификационной зоны 10 в псевдоожиженный слой или вихревой слой, соответственно, который образован кусковыми носителями углерода и поддерживается вдуваемым кислородсодержащим газом Благодаря сгоранию кокса, а также, если желательно, угля, под влиянием кислородсодержащего газа, в псевдоожиженном слое или в вихревом слое, соответственно, вырабатывается такое большое количество тепла, что губчатое железо плавится В расплавленном состоянии оно полностью восстанавливается углеродом, и расплав чушкового чугуна собирается на дне плавильного газификатора 7 Над расплавом чушкового чугуна образуется расплав шлака Эти два расплава отводятся по соответственно размещенным отводам 11, 12 через определенные промежутки времени Во время сгорания кокса и. если желательно, угля в плавильном газификаторе вырабатывается газ, в основном состоящий из СО и Н?, который выводят из плавильного газификатора 7 через подающий трубопровод 3 и подают в восстановительную шахтную печь 1 Очистка и охлаждение восстановительного газа, образовавшегося в плавильном газификаторе, до температуры, требуемой для восстановления, осуществляют известным способом и не иллюстрируется подробно Доменный газ, выводимый через отводной трубопровод доменного газа 5, сначала подвергают очистке, например, в циклоне 13 или в скруббере, для освобождения его от частиц пыли Затем доменный газ через конденсатор 14 попадает в устройство очистки от СО? 15, в котором он освобождается от СОг и одновременно от НгЭ Устройство очистки 15 представляет собой адсорбционную установку переменного давления В этом случае удаляется также и НгО Очищенный таким образом доменный газ через подающий трубопровод восстановительного газа 16 подают во вторую восстановительную шахтную печь 17, работающую по тому же принципу противотока, что и первая восстановительная шахтная печь 1 В этой шахтной печи 17 частицы руды подвергают прямому восстановлению Поскольку доменный газ во время очистки сильно охлаждается, перед вводом во вторую восстановительную шахтную печь 17 его снова нагревают Нагрев осуществляют в два этапа На первом этапе очищенный доменный газ подвергают непрямому нагреву в устройстве нагрева 18, представляющем собой теплообменник Теплообменник (рекуператор) t8 работает за счет смеси СОг-содержащего отработанного газа, отделяемого в устройстве очистки от СОг 15, и очищенного доменного газа, выводимого из второй восстановительной шахтной печи 17 Кроме того, в горелку теплообменника 18 через трубопровод 19 подают кислородсодержащий газ (в котором кислород присутствует в молекулярной форме), такой как воздух Затем нагретый очищенный доменный газ подвергают дожиганию во вторичном нагревательном устройстве 20. в котором порция нагретого очищенного доменного газа сгорает при подаче кислорода Таким образом, очищенный доменный газ приобретает температуру, необходимую для восстановления во второй восстановительной шахтной печи, диапазон которой составляет 700-900вС Доменный газ, выводимый из восстановительной шахтной печи 17, аналогичным способом подвергают очистке и охлаждению (в скруббере доменного газа 21), чтобы очистить его от частиц пыли и снизить содержание пара После этого часть очищенного доменного газа подают в теплообменник 18 через трубопровод горючего газа 22, в который введен трубопровод отработанного газа 23, выводящий СОг-содержащий отработанный газ из устройства очистки от СОг. 32602 Другую часть доменного газа, образующегося во второй восстановительной шахтной печи 17, подают в устройство очистки от СОг 15 через конденсатор 24 посредством транспортировочного трубопровода 25, входящего в отводной трубопровод доменного газа 5, затем очищают в устройстве очистки от СОг 15 и после этого газ готов для повторного использования в качестве восстановительного газа. Остальную часть доменного газа из восстановительной шахтной печи 17, которая не требуется для технологического процесса согласно изобретению, отводят для других целей в виде экспортного газа через трубопровод экспортного газа 26 Боковой трубопровод, ответвляющийся от трубопровода отработанного газа 23, также может входить в этот трубопровод экспортного газа 26, примешивая часть СОг-содержащего отработанного газа к экспортному газу, если он не требуется для теплообменника 18. Существенное преимущество изобретения заключается в том, что горючий газ, полученный смешиванием СОг-содержащего отработанного газаи доменного газа из второй восстановительной шахтной печи 17, имеет низкую температуру адиабатического сгорания Температуру дымового газа перед теплообменными узлами теплообменника 18 регулируют изменяя объемное соотношение СОг-содержащего отработанного газа/доменного газа и/или кислородсодержащего газа Повторного использования дымового газа, которое может потребоваться для регулирования температуры, если в качестве топлива для теплообменника 18 используется только доменный газ, можно избежать. Дымовой газ, образующийся в теплообменнике 18, отводят в очищенном состоянии через отводной трубопровод дымового газа 28 обычным способом. Если для нагрева восстановительного газа не требуется вся энергия СОг-содержащего отработанного газа или смеси этого отработанного газа с доменным газом, соответственно, то будет выгодно примешивать невостребованную порцию отработанного газа или смеси отработанного газа с доменным газом, соответственно, к экспортному газу. Горючий газ, подаваемый в устройство нагрева 18, также может быть образован из СОг-содержащего отработанного газа и нагревательного газа, такого как природный газ и т.д., или из СОг-содержащего отработанного газа и доменного газа, отводимого через боковой трубопровод из первой зоны восстановления 4 и подаваемого через трубопровод 22', показанный пунктирными линиями на фиг. 1. Благодаря использованию СОг-содержащего отработанного газа в теплообменнике 18 энергетическое содержание этого отработанного газа продолжает использоваться. Так, СОг-содержащий отработанный газ заменяет часть доменного газа, который, в свою очередь, может быть использован для других целей. Другое преимущество заключается в более высоких допустимых количествах SO2, образующегося при сгорании СОг-содержащего отработанного газа, чем допустимый предел для H2S, присутствующего в несгоревшем СОг-содержащем отработанном газе. Поэтому использование такого СОг содержащего отработанного газа не приносит вреда окружающей среде. Если же содержание ЭОг все-таки велико, рекомендуется десульфуризация дымового газа в соответствии с прежней технологией Однако, компоненты СО, Н2 и СН4 преобразуются полностью, так что любое их остаточное содержание гораздо ниже предельных допустимых величин. В варианте осуществления, показанному более подробно с помощью Таблиц 1-4, СОг-содержащий отработанный газ, образующийся при очистке от СОг, смешивают с доменным газом, отводимым из второй зоны восстановления 27. В таблице 1, приведенной ниже, представлен химический состав СОг-оодержащего отработанного газа, образующегося при очистке от СОг доменного газа из первой зоны восстановления 4. Таблица 1 СО 11,8% об. СО2 н2 80,3 % об < 1,5% об. Н2О 5,3 % об N2 0,7 % об. СН4 0,4 % об H2S макс. 0,03 % об кДж/Нм3 1,795 Таблица 2 показывает химический состав очищенного и охлажденного доменного газа, отводимого из второй зоны восстановления 27 второй восстановительной шахтной печи 17 перед смешиванием с СОг-содержащим отработанным газом. Таблица 2 СО 43,2 % об. СОг 25.4 % об. Н2 18,0% об. Н2О 5,7 % об. N2 6.2 % об СН4 1,5% об. H2S макс. 0,00% об." кДж/Нм3 1,945 Таблица 3 показывает химический состав смеси доменного газа и СОг-содержащего отработанного газа, которая сгорает в теплообменнике 18. Таблица 3 СО 16,6 % об СО2 72,0 % об Н2 4,0 % об. НгО 5,3 % об N2 1,5 % об. СН4 0,6 % об. H2S макс. 0,02 % об кДж/Нм3 2,725 32602 Химический состав дымового газа, образующегося в теплообменнике 18 при сгорании этого газа, представлен в таблице 4. Таблица 4 со2 60,1 %об. Н2О 7,9 % об о2 СО2 Н2О Таблица 6 91.2% об. 7.6 % об. о2 0,4 % об SO2 0,03 % об. 0,4 % об. N2 31,6% об SO2 0,02 % об Температура адиабатического сгорания составляет около 984°С. Приведенные ниже таблицы 5 и 6 иллюстрируют вариант осуществления, согласно которому СОг-содержащий отработанный газ, образованный при очистке доменного газа из первой зоны восстановления 4 (таблица 5) просто смешивают с кислородом и сжигают. Поскольку в этом случае газ, подаваемый в теплообменник 18, состоит только из СОг-содержащего отработанного газа и кислорода (или кислородсодержащего газа), может возникнуть необходимость в раздельной подаче в зажигательные горелки (так называемые пилотные горелки) теплообменника 18 доменного газа, природного газа или любого другого горючего газа, которая, однако, не представляет важности из-за небольших требуемых количеств газа Это - а также теплотворная величина газовой смеси для теплообменника 18 - зависит от рабочих характеристик установки очистки от СО2, т.е., от количества восстановителей, вырабатываемых в большей степени, если в установке очистки от СОг не осуществляют тщательное отделение СОг. Таблица 5 СО 11,8% об. СОг 80,3 % об. Н2 1,5% об. Н2О 5,3 % об. N2 0,7 % об. СН4 0,4 % об. H2S макс. 0,03 % об. кДж/Нм3 1,795 Химический состав дымовых газов показан в табл. 6. 0,7 % об. Температура адиабатического сгорания составляет около 867°С Согласно варианту осуществления способа, показанному на фиг 2, часть СОг-содержащего отработанного газа подают через трубопровод отработанного газа 29, ответвляющийся от трубопровода отработанного газа 23, через теплообменник 30, в котором СОг-содержащий отработанный газ нагревают при помощи доменного газа, выходящего из второй восстановительной шахтной печи 17, в устройство нагрева 31. в котором он сгорает при подаче кислородсодержащего газа, или воздуха в качестве носителя кислорода В этом устройстве нагрева 31 пар может, например, вырабатываться способом рекуперации; подача воды обозначена позицией 32. а отвод пара - позицией 33. Часть СО2-содержащего отработанного газа - или даже весь объем этого отработанного газа - может подаваться в устройство нагрева 31 непосредственно через трубопровод отработанного газа 29', показанный на фиг. 2 пунктирной линией, без прохождения через теплообменник 30. Как показано на фиг. 3, СОг-содержащий отработанный газ сгорает в устройстве нагрева 31', уголь или руда транспортируются внутрь и наружу посредством транспортировочного средства 36, подвергаясь прямому нагреву в камере предварительного нагрева 34 при помощи вырабатываемого отработанного газа Охлаждаемый дымовой газ выводится через отводную трубу дымового газа 35 Как очевидно из фиг 2 и 3, энергия СОг-содержащего отработанного газа может быть использована различными способами, а также сочетанием нескольких способов использования, так, чтобы эта энергия использовалась оптимальным образом в зависимости от режима работы восстановительных шахтных печей 1 и 17 и от характера использования экспортного газа, подаваемого потребителям через трубопровод 26. Можно также, например, обходиться без нагрева восстановительного газа, подаваемого в восстановительную шахтную печь 17 через подающий трубопровод восстановительного газа 16, если требуемая температура восстановительного газа может быть достигнута при помощи одного дожигания. 32602 Фиг. 1 26 Фиг. 2 Фиг. 3 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for sponge iron preparation and plant for realization this method
Автори англійськоюDiehl Joerg, Rosenfellner Gerald
Назва патенту російськоюСпособ получения губчатого железа и установка для осуществления этого способа
Автори російськоюДИЛ Йорг, РОЗЭНФЭЛЛЬНЭР Геральд
МПК / Мітки
МПК: C21B 13/00, C21B 13/14
Мітки: отримання, цього, способу, установка, здійснення, заліза, спосіб, губчатого
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-32602-sposib-otrimannya-gubchatogo-zaliza-ta-ustanovka-dlya-zdijjsnennya-cogo-sposobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб отримання губчатого заліза та установка для здійснення цього способу</a>
Попередній патент: Пристрій для корекції та фіксації хребта
Наступний патент: Сонячний опріснювач
Випадковий патент: Спосіб одержання ліпофільного комплексу з антимікробною активністю