Способ прямого восстановления окислов железа

 

Изобретение относится к области металлургии, к способам прямого восстановления содержащих оксиды железа материалов восстановительным газом, полученным в плавильном газификаторе. Цель изобретения - повьниеиие эффективности способа. Способ осуществляется непосредственной подачей дисперсных добавок и акцепторов серы в псевдоожиженный слой и рециркулируемого колошникового газа с 15-30% углекислого газа и температурой 80-800 С. Температуру слоя поддерживают от до температуры плавления шлака , при этом мелкую фракцию угля смешивают с уловленным пылеуносом и подают над расплавом шлака. Использование изобретения повышает эффективность процесса. 7 з.п. ф-лы, 1 ил. I (У)

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УЬ ЛИК

1511 4 С 21 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3938081/23-02 (22) 15. 08,85 (31) А 2633/84 (32) 16.08.84 (33) AT (46) 15.11.88. Бюл. У 42 (7.1) Фоест -Альпине АГ (АТ) (72) Херманн Шнайдер, Константин Милионис и Херман Пуш (АТ) (53) 669.421 .183(088 ° 8) (56) Патент СССР Р 1145934А, кл. С 21 В 13/ОО, 1981. (54) СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА (5?) Изобретение относится к области металлургии, к способам прямого вос„,80„„1438614 A 3 становления содержащих оксиды железа материалов восстановительным газом, полученным в плавильном газификаторе °

Цель изобретения — повышение эффективности способа. Способ осуществляется непосредственной подачей дисперсных добавок и акцепторов серы в псевдоожиженный слой и рециркулируемого колошникового газа с 15-307 углекисо лого газа и температурой 80-800 С.

Температуру слоя поддерживают от

1150 С до температуры плавления шлака, при этом мелкую фракцию угля смешивают с уловленным пылеуносом и подают над расплавом шлака. Использование изобретения повышает эффективность процесса. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

i 438614

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу прямого вос— становления содержащих окись железа материалов восстановительным газом, полученным в плавильном газификаторе.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса.

На чертеже представлена схема ус— тановки, реализующей предлагаемый 1О способ.

В верхнюю часть газогенератора 1 выходят подводящие трубопроводы для крупнокускового угля и для добавок, Уголь подают из сборника 2 при помо- 15 щи шнекового конвейера 3, добавки 4 подают из сборника 5 через шнековый транспортер 6 в генератор 1.

Кислородсодержащий газ подают в нижнюю часть генератора через трубо- 20 провод 7 и мелко размолотые акцепторы сернокислотного типа вдувают с подаваемым газом из резервуара 8 для хранения через отводные трубопроводы

9, 10 и 11 в нижнюю и в верхнюю 25 части генератора 1, В генераторе 1 благодаря подходящим скоростям потока вдуваемых газов поддерживают кипящий слой угля, Температуру кипящего слоя поддерживают в пределах от 1150 С до 30 температуры плавления шлака, причем негазифицируемые части золы угля по— лучают в плавком состоянии, а кислые соединения, например сульфид кальция, переходят в шлак. 35

Жидкий шлак собирается в нижней части генератора 1 с образованием шлаковой ванны 12 и периодически отводится через отверстие 13 для выпус-. ка шлака. Образованный генераторный 40 газ выходит из верхней части генератора через трубопровод !4 и охлаждается в холодильнике 15 косвенно теплообменом с водой до температуры ниже температуры затвердевания шлака. 15

Затем генераторный газ направляют в установку 16 пылеулавливания, которая может представлять циклон.

Очищенный от частиц твердог0 вещества генераторный газ подают через трубопровод 17 в шахтную печь 18 прямого восстановления. Перед установкой

16 пылеулавлива»ия или после нее воз— можна добавка в генераторный газ некоторого количества очищенного от пы-55 ли и сжатого возвращенного на повторную переработку из шахтной печи 18 колошння ного газа для доведения температур:.. н отношения СО/СО в носсзановительном газе до требуемых величин, Так как колошниковый газ наряду с СО < содержит воду, его добавляют к генераторному газу лишь после прохождения через холодильную сушилку

19. Сравнительно холодный колошниковый газ с содержанием воды предпочтительно менее 17. через трубопровод

20 выходит после установки пылеулавливания 16 в трубопровод 17. Если подачу холодного колошникового газа производят перед установкой 16 пылеулавливания в трубопровод 14, то, хотя и можно подперживать температуру в установке 16 пылеулавливания ниже, установку 16 пылеулавливания следует рассчитывать для большей пропускной способности газа.

В шахтную печь 18 загружают сверху содержащий окись железа материал

21, который в противотоке вступает в контакт с горячим не содержащим пыли восстановительным газом и превращается в высокометаллизированный продукт

22. Образованный продукт 22 выгружают из шахтной печи 18 в холодном вио де с температурой около 50 С или в горячем виде с температурой около

700-800 С. Горячий выгруженный при помощи шнеков продукт после удаления угольной пыли можно подвергать брикетированию.

Частично окисленный восстановительный газ на колошнике выходит из шахтной печи 18 через трубопровод 23 и поступает в установку 24 для мокрого обеспыливания, которая снабжается горячей водой 25 из холодильника 15.

В результате обеспечивается определенное содержание влаги в верхнем слое газа, которое необходимо как для регулирования температуры и для экономии кислорода в генераторе 1„ так и для повышения содержания водорода в генераторном газе.

Колошниковый газ достигает при мокром обеспыливании температуры около 50-75 С и собирается в трубоо проводе 26. Осажденные остатки 27 после сушки можно снова загружать в шахтную. печь 18, Часть очищенного от пыли, насыщенного водяным паром и охлажденного верхнего слоя газа через компрессор 28 через нагреватель

29 и трубопровод 30 (целесообразно со многими выходами HR. различной высоте) возвращают на повторную переработку сбоку через стенку генератора

1438614

1 в область кипящего слоя. Дальнейшая добавка пара из наружного источ— ника пара оказывается излишней. Содержащуюся в верхнем слое газа двуб окись углерода снова переводят в окись углерода в действующем в качестве печи для газификации реформикга генераторе 1. Возврат на повторную переработку колошникового газа в раз- 10 личных местах генератора 1 повышает степень превращения введенного угля и дает низкие потери пыли.

Если возвращенную на повторную переработку часть колошникового газа необходимо предварительно подогревать до предпочтительной температуры от

500 до 700 С, то это подогревание целесообразно производить в нагревателе

29 сжиганием второй части очищенного 20 от пыли колошникового газа из отводного трубопровода 31 с кислородсодержащим газом, например воздухом.

Остающийся колошниковый газ отводят из установки 32 для снижения ко- 25 личества инертных газов.

Осажденные из генераторного газа в установке 16 пылеулавливания частицы твердого вещества 33 после прохождения через систему шлюзов удобно сме- 30 шивать в охлаждающем шнеке 34 с пнпевидным углем 35 и при этом одновременно охлаждать до температуры около

60 С. Смесь 36 возвращают на повторную переработку в нижнюю область гене-З ратора 1, причем часть выходящего из компрессора 28 верхнего слоя газа отводят в трубопровод 37 и дополнительно сжимают в компрессоре 38. Дополнительно сжатый верхний слой газа на- 40 правляют вместе со смесью 36 в резервуар 39 суспендирования и образовавшуюся там суспензию типа твердое вещество в газе вдувают через трубопровод 40 немного выше уровня шлаковой ванны 12 в нижнюю область газогенератора 1. Наиболее целесообразно размещать выходы трубопроводов для кислородсодержащего газа 7 и для акцепторов серы 9 и трубопровода 40 над ;-0 поверхностью шлаковой ванны. Количество унесенной угольной пыли благодаря этому виду подачи пылевидного угля сильно уменьшается, Генераторный газ вьгходит из генератора с минимальной температурой

950 С, он содержит серы менее 50 ppm, о степень восстановления составляет

15-30 °

В возвращенном на повторную переработку колошннковом газе из шахтной печи прямого восстановления содержатся вода и СО . Двуокись углерода преобразуют в газогенераторе частично снова в окись углерода, содержание воды приводит к повышению количества водорода в генераторном газе и позволяет подавать меньшее количество кислорода.

Целесообразно вводить фракцию используемого для образования генераторного газа угля с размером зерен от 3 до 25 мм через верхнюю часть газогенератора. Вследствие высокой те.1пературы в газогенераторе происходит самопроизвольное разрывание крупнокусковых частиц угля. Размер зерен получающихся частиц угля допускает их проникновение в кипящий слой угля .

Эффективным вариантом осуществления способа является подача части очищенного от пыли и сжатого колошникового газа после прохождения через холодильную сушилку в генераторный газ для регулирования отношения окиси углерода к двуокиси углерода и температуры получающегося при этом восстановительного газа в пределах от 750 о до 1000 С, этот восстановительный газ направляют в шахтную печь восстановления.

Регулированием температуры и отношения С0 к СО в восстановительном rase получают возможность восстановления подаваемых в шахтную печь прямого восстановления содержащего окись железа материала, кусковой руды, гранул или спеченного материала и возможность регулирования содержания углерода в образованном прямовосстановленном железе.

При этом колошниковый газ, особенно с содержанием воды менее 1Х добавляют в генераторкый газ °

Полученный согласно предлагаемому способу высокометаллизированный продукт со степенью металлизации 90—

98 содержит серы 0,03 — 0,053, углерода 1,0 — З,ОХ, Он может быть использован в качестве исходного материала в. электрической дуговой или в плазменной печах.

Целесообразно нагревать предварительно возвращенный на повторную пеI реработку колошниковый газ перед впуском в газогенератор сжиганием другой части очищенного от пыли верхнего

1438614

6 процесса, акцепторы серы и дисперсные добавки подают в прямотоке или противотоке в кипящий слой отдельно от угт ля, а рециркулируемый колошниковый

5 газ с концентрацией СО 15-30% и темо пературой 80-800 С подают н кипящий слой сбоку через стенку газогенератора, при этом температуру кипящего а слоя поддерживают в пределах от 1150 С до температуры плавления шлака, а шлак удаляют вблизи основания генератора, кроме того, пылеунос из газогенератора смешивают с зернами угля до Э мм и возвращают обратно в нижнюю часть над поверхностью шлаковой ванны.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся . тем, что фракцию угля

3-25 мм вводят через верхнюю часть

20 генератора.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что 30-50Х по объь ему обеспыленного и сжатого колошникового газа после охлаждения добав25 ляют к газогенераторному газу.

5 слоя газа (предпочтительно до 500—

700 С).

Можно также подавать возвращенную на повторную переработку очищенную о пыли и сжатую часть колошникового газа без предварительного подогрева в газогенератор. В этом случае температура колошникового газа, которая зависит от степени сжатия, составляет около 80-200 С. Давление в газоо генераторе устанавливают в пределах

2,5 - 5,5 бар. В шахтНой печи преобладает давление 2 — 5 бар, причем давление в Генераторе должно быть выше, чем в шахтной печи, минималь-но на 0,3 бар. (Удобно возвращать на повторную переработку в газогенератор 30 - 50 всего получающегося колошникового

1 ! газа.

Акцепторы серы и в случае необходим6сти другие добавки можно подават в газогенератор одновременно в нескольких местах. Места подачи могут находиться как в верхней так и в нижней части газогенератора.

Способ позволяет уменьшить содержание серы в продукте до 0,03 — 0,05% а также повысить эффективность за 30 счет увеличения температуры при газификации. формула изобретения

1

1. Способ прямого восстановления окислов железа, включающий газификацию угля в кипящем слое газогенератора кислородом и паром с добавлением акцепторов серы, подачу полученного га- щ за в шахтную печь, рециркуляцию ко-" лошникового газа, обеспыливание, обезвоживание и добавление его к газу, полученному в газогенераторе, возвращение пылеуноса в смеси с углем в нижний участок газификатора в кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

4. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что добавляемый рециркулируемый газ перед подачей в газогенератор нагревают до 500-700 С путем сжигания части очищенного рецир кулируемого колошникового гаэя.

5. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что добавляемый рециркулируемый газ содержит менее

1 влаги.

6. Способ по п. 1„ о т л и ч а— ю шийся тем, что акцептор серы подают в газогенератор одновременно в нескольких местах.

7. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пылеунос из газогенератора перед возвращением в кипящий слой охлаждают.

8. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что пылеунос вместе с пылевидным углем вдувают в газогенератор колошниковым газом.

1438614

Составитель А. Савельев

Редактор Л. Веселовская Техред M.Ходанич Корректор 11. Демчик

Тираж 545 Подписное

ВПК1ПИ Государственнога комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1 1осква, Ж-35, Раушскал наб., д. 4/5

Закаэ 5973/58

Производственн< -«олигрпфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4