Відновний реактор з псевдозрідженим шаром і спосіб стабілізації псевдозрідженого шару у такому реакторі

1. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром для відновлення тонкомеленої залізної руди і подачі відновленої залізної руди у плавильно-газифікаційну піч, який включає:

- щонайменше дві або більше печей з псевдозрідженим шаром для попереднього нагрівання, попереднього відновлення і кінцевого відновлення завантаженої тонкомеленої залізної руди відновним газом, який послідовно проходить через ці печі від плавильно-газифікаційної печі,

- скрубер, який через відвідну трубу приймає від печі кінцевого відновлення відпрацьований газ, охолоджує і очищує його від тонких частинок, що містяться у цьому відпрацьованому газі,

- щонайменше дві або більше відвідних труб залізної руди, які з'єднують між собою печі з псевдозрідженим шаром і з'єднують піч кінцевого відновлення з плавильно-газифікаційною піччю для відведення завантаженої залізної руди до наступної печі або до плавильно-газифікаційної печі,

- щонайменше дві або більше труб подачі відновного газу, які з'єднують між собою печі з псевдозрідженим шаром і з'єднують піч кінцевого відновлення з плавильно-газифікаційною піччю для подачі у кожну піч з псевдозрідженим шаром відновного газу, генерованого у плавильно-газифікаційній печі, і

- засіб стабілізації псевдозрідженого шару, призначений для стабілізації псевдозрідженого шару у кожній печі у випадку руйнування псевдозрідженого шару, викликаного нестабільною подачею відновного газу з дна.

2. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 1, який відрізняється тим, що засіб стабілізації псевдозрідженого шару включає вузол подачі відпрацьованого газу, що постачає відпрацьований газ у трубу подачі відновного газу, з'єднуючу плавильно-газифікаційну піч з відновними печами з псевдозрідженим шаром, у випадку, коли тиск відновлювального газу у відновних печах з псевдозрідженим шаром різко знижується внаслідок виникнення піку тиску.

3. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 2, який відрізняється тим, що вузол подачі відпрацьованого газу включає:

- трубопровід для відпрацьованого газу, який відводить частину відпрацьованого газу з відвідної труби, розташованої позаду скрубера,

- компресор для стиснення відпрацьованого газу,

- резервуар для зберігання стисненого відпрацьованого газу,

- вентиль регулювання тиску стисненого газу,

- форсунку для подачі контрольовано стисненого газу у трубу подачі відновного газу, яка з'єднує плавильно-газифікаційну піч з відновними печами з псевдозрідженим шаром, і трубу подачі відпрацьованого газу, яка з'єднує відповідні компоненти.

4. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 3, який відрізняється тим, що вентиль регулювання тиску відкривається тоді, коли швидкість зміни тиску, викликаної піком тиску у плавильно-газифікаційній печі, збільшується і перевищує 0,05 бар/с, а тиск відновного газу різко падає, і закривається, коли швидкість зміни тиску стає рівною 0,05 бар/с або менше.

5. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 3, який відрізняється тим, що об'єм резервуара стисненого газу є достатнім для зберігання 20 - 30% середнього потоку відновного газу, утвореного у плавильно-газифікаційній печі.

6. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 5, який відрізняється тим, що резервуар стисненого газу оснащений кількома регулювальними перемикачами тиску, які забезпечують підтримання внутрішнього тиску у резервуарі на рівні, що у 1,5 - 2 рази перевищує тиск у плавильно-газифікаційній печі.

7. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 3, який відрізняється тим, що форсунка подачі стисненого газу має круглу трубчасту частину, що зовні оточує трубу подачі відновного газу, з'єднуючу плавильно-газифікаційну піч і піч кінцевого відновлення, і кілька відгалужених від круглої трубчастої частини лінійних трубчастих частин, які проходять усередину труби подачі відновного газу і забезпечують з'єднання з трубою подачі відновного газу.

8. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 7, який відрізняється тим, що кількість лінійних трубчастих частин становить від шести до восьми.

9. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 1, який відрізняється тим, що засіб стабілізації псевдозрідженого шару включає вузол запобігання блокуванню потоку залізної руди, який забезпечує пряме проходження частини відновного газу від кожної відвідної труби залізної руди, встановленої між сусідніми печами, до скрубера, коли внутрішній тиск у плавильно-газифікаційній печі різко зростає внаслідок піку тиску.

10. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 9, який відрізняється тим, що вузол запобігання блокуванню потоку залізної руди включає одну або більше байпасних труб між кожною з відвідних труб залізної руди, з'єднуючих суміжні печі, і відвідною трубою до скрубера і перемикаючий клапан на кожній з байпасних труб для контролю кількості газу, що проходить байпасними трубами.

11. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 10, який відрізняється тим, що місце з'єднання кожної байпасної труби з відвідними трубами залізної руди знаходиться на одному рівні або вище рівня найвищої частини псевдозрідженого шару у печі попереднього відновлення або у печі кінцевого відновлення.

12. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 11, який відрізняється тим, що байпасні труби виготовлені з термостійкої сталі і мають діаметр, що становить половину діаметра кожної відвідної труби залізної руди.

13. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 11, який відрізняється тим, що вузол запобігання блокуванню потоку залізної руди додатково включає датчик тиску, встановлений на передній частині кожної відвідної труби залізної руди поблизу печі з псевдозрідженим шаром, яка завантажується залізною рудою.

14. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 13, який відрізняється тим, що додатково включає труби очистки газоподібним азотом, встановлені спереду і ззаду, кожного з перемикаючих клапанів.

15. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 14, який відрізняється тим, що труби очистки газоподібним азотом оснащені регулювальним вентилем для контролю кількості азоту, що проходить трубою.

16. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 15, який відрізняється тим, що перемикаючий клапан, встановлений між піччю попереднього нагрівання і піччю попереднього відновлення, відкривається, коли швидкість зміни тиску, виміряного датчиком тиску, встановленим на відвідній трубі залізної руди між піччю попереднього нагрівання і піччю попереднього відновлення, становить 0,05 бар/с або більше, а перемикаючий клапан, встановлений між піччю попереднього відновлення і піччю кінцевого відновлення, відкривається, коли швидкість зміни тиску, виміряного датчиком тиску, встановленим на відвідній трубі залізної руди між піччю попереднього відновлення і піччю кінцевого відновлення, становить 0,03 бар/с або більше.

17. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 1, який відрізняється тим, що засіб стабілізації псевдозрідженого шару включає вузол допоміжної подачі газу, який подає допоміжний газоподібний азот до дна кожної відновної печі з псевдозрідженим шаром у випадку, коли засмічується форсунка розподільної плати, встановленої на дні кожної з відновних печей з псевдозрідженим шаром.

18. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 17, який відрізняється тим, що вузол допоміжної подачі газу включає відвідний регулювальний вентиль на кожній відвідній трубі залізної руди, перший диференційний датчик тиску для вимірювання різниці між тисками на вході і виході кожної відвідної труби залізної руди, другий диференційний датчик тиску для вимірювання різниці між тисками на нижній і верхній поверхнях кожної розподільної плати і трубу постачання допоміжного газу до дна кожної з відновних печей з псевдозрідженим шаром.

19. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 18, який відрізняється тим, що вузол допоміжної подачі газу додатково має термометр на кожній відвідній трубі залізної руди перед відповідним відвідним регулювальним вентилем для вимірювання температури зворотного потоку відновного газу.

20. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 19, який відрізняється тим, що допоміжним газом, що використовується у вузлі допоміжної подачі газу, є азот.

21. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 20, який відрізняється тим, що для кожної труби подачі відновного газу передбачено трубу подачі допоміжного газу з перемикаючим клапаном для азоту, призначеним для контролю кількості азоту, що вдувається.

22. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 21, який відрізняється тим, що перемикаючий клапан для азоту відкривається, коли різниця тисків, виміряна диференційним датчиком тиску, становить 300 ммбар або більше, а регулювальний клапан відведення залізної руди закривається після відкриття перемикаючого клапана для азоту.

23. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 21, який відрізняється тим, що перемикаючий клапан для азоту відкривається, коли різниця тисків, виміряна диференційним датчиком тиску, становить 100 ммбар або менше, а регулювальний клапан відведення залізної руди закривається після відкриття перемикаючого клапана для азоту.

24. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 21, який відрізняється тим, що перемикаючий клапан для азоту відкривається тоді, коли температура, виміряна термометром, на 50°С або більше перевищує встановлену еталонну температуру, а регулювальний клапан відведення залізної руди закривається після відкриття перемикаючого клапана для азоту.

25. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 2, який відрізняється тим, що засіб стабілізації псевдозрідженого шару додатково включає вузол запобігання блокуванню потоку залізної руди, який забезпечує пряме проходження частини відновного газу від кожної відвідної труби залізної руди, встановленої між сусідніми печами, до скрубера, коли внутрішній тиск у плавильно-газифікаційній печі різко зростає внаслідок піку тиску.

26. Відновний реактор з псевдозрідженим шаром за п. 25, який відрізняється тим, що засіб стабілізації псевдозрідженого шару додатково включає вузол допоміжної подачі газу, який подає допоміжний газоподібний азот до дна кожної відновної печі з псевдозрідженим шаром тоді, коли засмічується форсунка розподільної плати, встановленої на дні кожної з відновних печей з псевдозрідженим шаром.

27. Спосіб стабілізації псевдозрідженого шару у реакторі з псевдозрідженим шаром, де тонкомелену залізну руду завантажують з завантажувального бункера через завантажувальну трубу у піч попереднього нагрівання, після чого цю руду проводять через піч попереднього відновлення і піч кінцевого відновлення, де вона зазнає псевдозрідження і відновлення, і завантажують у плавильно-газифікаційну піч, а відновний газ, що утворюється у плавильно-газифікаційній печі при згорянні вугілля, подають трубами подачі відновного газу послідовно у піч кінцевого відновлення, піч попереднього відновлення і піч попереднього нагрівання через їх дно для відновлення завантаженої у них тонкомеленої руди, який включає операції:

- перекриття на початковій стадії кожної з відвідних труб залізної руди, які з'єднують суміжні печі,

- формування псевдозрідженого шару у кожній печі з псевдозрідженим шаром вдуванням відновного газу у піч через дно і завантаженням тонкомеленої залізної руди згори,

- збільшення висоти псевдозрідженого шару до досягнення найвищою частиною псевдозрідженого шару рівня вхідного отвору відвідної труби залізної руди і

- поступове відкриття відвідної труби залізної руди після стабілізації псевдозрідженого шару.