Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты)

 

Газ синтеза смешивают с колошниковым газом, полученным при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют в качестве восстановительного газа для прямого восстановления. Для уменьшения или исключения коррозии металла (metal dusting) содержание Н2О в восстановительном газе поддерживают равным 1-2%, преимущественно 1,5%, путем очистки части объема колошникового газа от содержащего в нем CO2 до того, как колошниковый газ используют в качестве восстановительного газа, очищенный колошниковый газ смешивают с газом синтеза, доводят до заданной температуры и одновременно насыщают H20 путем прямого орошения, после прямого орошения нагревают до температуры, которая превышает температуру насыщения, посредством добавления неочищенного колошникового газа, после чего используют в качестве восстановительного газа. Второй вариант предполагает дополнительное туманоотделение перед использованием газа в качестве восстановительного газа. Еще один вариант предусматривает регулирование желаемого содержания Н2О в газе путем регулирования температуры скруббера CO2. Устройство содержит по крайней мере один реактор для приема и восстановления железосодержащего материала, скруббер СО2, газонагреватель и охладитель прямого действия, в котором газ подвергают непосредственному охлаждению или нагреву орошением посредством прямого контакта с водой, которая холоднее или горячее, чем восстановительный газ. По второму варианту для предотвращения образования серной кислоты вследствие конденсации насыщенного восстановительного газа его после выхода из охладителя пропускают через туманоотдедитель. Технический результат заключается в исключении или уменьшении коррозии металла (metal dusting), которая вызвана повышенным содержанием СО в газе наиболее простым и экономичным путем, а также в сокращении потребления энергии. 5 с. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способу прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют как восстановительный газ для прямого восстановления, который не разлагается при температуре восстановления, а также к установке для осуществления этого способа.

Способ этого типа известен, например, из патентов USA-A-2752234, 23-284, USA-A-5082251 C 21 B 7/00 и EP-A-0571358, C 22 B 5/14.

Из EP-A-0517358 известен способ восстановления тонкоизмельченной руды не исключительно по строго эндотермической реакции с H2.

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O - H, а дополнительно по реакции с CO: Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 + H, которая является экзотермической. В результате становится возможным значительно снизить эксплуатационные затраты, в частности энергетические затраты.

Однако металлические части устройства, которые контактируют с CO-содержащим восстановительным газом, подвержены сильной коррозии, результатом которой является разложение металла, которое в технической литературе называется "metal dusting". "Metal dusting" происходит более интенсивно при повышенных температурах, следовательно, части объекта, контактирующие с горячим восстановительным газом, подвержены особой опасности. В упомянутой выше установке такими частями являются прежде всего реакторы, в которых осуществляют прямое восстановление, и нагреватели для нагревания восстановительного газа до температуры восстановления.

В известных способах могут возникать трудности в том случае, если содержание воды в восстановительном газе или слишком высоко, или слишком мало. Если содержание воды слишком высоко, то происходит снижение потенциала восстановления восстановительного газа. В результате требуется большее количество восстановительного газа для прямого восстановления, чем было бы фактически необходимо в соответствии с химическим потенциалом восстановительного газа. Если содержание воды в восстановительном газа слишком низко, возникает другая проблема, потому что слишком сухой восстановительный газ вызывает усиление "metal dusting". Для минимизирования обоих этих недостатков необходимо поддерживать оптимальное содержание воды с большой точностью.

Изобретение направлено на исключение этих недостатков и трудностей и его целью является обеспечение способа, типа указанного выше, и установки для осуществления способа, в которых, несмотря на повышенное содержание CO в восстановительном газе, "metal dusting" минимизировано или предотвращено простым образом, в частности процедурно и структурно простым и экономичным способом, так, чтобы срок службы металлических частей установки был существенно увеличен при оптимальном использовании химического потенциала восстановления восстановительного газа. Вследствие этого затраты энергии, в частности затраты восстановительного газа, должны быть минимизированы.

В соответствии с изобретением эта цель достигается тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая часть объема колошникового газа очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем колошниковый газ, подвергнутый очистке от CO2, смешивают с газом синтеза, доводят до заданной температуры посредством прямого орошения до насыщения H2O, после прямого орошения его нагревают до температуры, превышающей температуру насыщения, путем добавления неочищенного от CO2 колошникового газа и затем используют в качестве восстановительного газа.

Смесь колошникового газа, подвергнутого очистке от CO2 и смешанного с газом синтеза при заданной температуре, может быть насыщена водой при непосредственном охлаждении или непосредственном нагреве орошением, при этом температура задается как функция желательного водосодержания. Регулируя данную температуру восстановительного газа, что очень просто реализовать с точки зрения возможности регулирования и высокой точности без больших затрат, можно регулировать водосодержание в восстановительном газе с очень высокой точностью, то есть с существенно более высокой точностью чем, например, продувкой паром через фурмы или другими мерами.

Чтобы исключить образования конденсата насыщенным восстановительным газом, который покидает охладитель прямого действия - такое образование конденсата привело бы к образованию вызывающей точечную коррозию газопроводящих труб серной кислоты - температуру восстановительного газа увеличивают до температуры, которая несколько превышает температуру насыщения.

В действительности из цитируемых во вводной части источников известно, что восстановительные газы имеют объемное содержание H2O около 1,5%. Однако ни один из предшествующих документов до сих пор не рассматривал регулирование содержания H2O до заданного значения с высокой точностью или путем, которым заданное содержание H2O может быть получено в восстановительном газе.

Из FR-A-975404 известна переработка оксидов железа в зоне восстановления при температуре между 750 и 900oC, в частности, восстановительным газом, состоящим преимущественно из водорода и углеродсодержащего газа, который в присутствии окиси железа может разлагаться при этих температурах так, что углерод осаждается на окиси железа. Здесь количество углерода, осажденного на окиси железа, регулируется путем раскисления окиси железа в присутствии приблизительно от 32 до 160 г водяного пара в м3 газа.

Предпочтительно преобразованный природный газ используют как газ синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как использовать его в качестве восстановительного газа, при этом часть объема преобразованного природного газа, неочищенного от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.

Целесообразно, чтобы часть объема не очищенного от CO2 колошникового газа вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, была направлена на прямое орошение.

Двумя последними описанными мерами можно обеспечить заданное содержание CO2 в восстановительном газе или заданное соотношение CO/CO2 в восстановительном газе, минимизируя таким образом риск "metal dusting".

Предпочтительный вариант осуществления прямого восстановления содержащего (оксиды) железа материала, согласно которому газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего железо материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличается тем, что содержание H2O в восстановительном газе от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, поддерживают путем смешивания колошникового газа, подвергнутого очистке от CO2, с газом синтеза, доведения до заданной температуры в процессе обогащения H2O, последующего туманоотделения и, наконец, использования в качестве восстановительного газа.

При этом система отделения тумана размещена после устройства орошения для того, чтобы избежать образования серной кислоты и исключить любое образование конденсата из восстановительного газа.

Предпочтительный вариант осуществления прямого восстановления содержащего железо материала, при котором газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего железо материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газ, который не разлагается при температуре восстановления, отличается тем, что содержание H2O в восстановительном газе от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, поддерживают, подвергая колошниковый газ до его использования в качестве восстановительного газа очистке от CO2, а желательное содержание H2O в восстановительном газе достигают путем регулирования температуры скруббера CO2. При этом преимущество достигается за счет зависимости содержания H2O в газе, покидающем скруббер CO2, от рабочей температуры скруббера CO2.

Вместо преобразованного природного газа в качестве газа синтеза может быть использован один из следующих газов: LD отходящий газ EAF отходящий газ Доменный газ от доменных печей Колошниковой газ от Корекс (Corex) установок Каменноугольный газ Корекс газ от Корекс (Corex) газификатора
Химические газы.

Установка для осуществления способа включает по крайней мере один реактор прямого восстановления для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа к упомянутому реактору прямого восстановления и канал отвода колошникового газа для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления, образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа введен в скруббер CO2, и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления по каналу подачи восстановительного газа, канал подачи восстановительного газа ведет от скруббера CO2 к реактору прямого восстановления через газонагреватель, и отличается тем, что канал подачи восстановительного газа соединен с охладителем прямого действия и оттуда далее соединен с газонагревателем, а канал отвода колошникового газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в газонагреватель.

Полезно снабдить установку реформером для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа, выходящим из реформера и соединенным с каналом отвода колошникового газа, причем канал для преобразованного газа и канал отвода колошникового газа соединены со скруббером CO2.

Чтобы получить предпочтительное содержание CO2 или заданное соотношение CO/Co2 в восстановительном газе, канал для преобразованного газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в охладитель прямого действия.

Для получения предпочтительного содержания CO2 целесообразно, кроме того, чтобы канал отвода колошникового газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 был связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в охладитель прямого действия.

Другой предпочтительный вариант установки для осуществления способа включает по крайней мере один реактор прямого восстановления для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа к упомянутому реактору прямого восстановления и канал отвода колошникового газа для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления, образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа введен в скруббер CO2, и восстановительный газ, образованный газом синтез и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления по каналу подачи восстановительного газа, канал подачи восстановительного газа ведет от скруббера CO2 к реактору прямого восстановления через газонагреватель, и отличается тем, что канал подачи восстановительного газа входит в охладитель прямого действия и оттуда через отделитель тумана входит в газонагреватель.

Далее изобретение будет объяснено более подробно с помощью фиг. 1 и 2, каждая из которых схематично иллюстрирует процессы согласно предпочтительным вариантам.

Установка согласно изобретению включает четыре реактора вихревого слоя 1 - 4, последовательно соединенные в группу, где материал, содержащий оксиды железа, типа тонкоизмельченной руды, подают через канал загрузки руды 5 в первый вихревой реактор 1, в котором материал нагревают до температуры восстановления (или предварительного восстановления), и затем передают из одного вихревого реактора в другой по конвейерному транспортеру 6. Полностью восстановленный материал (губчатое железо) подвергают горячему брикетированию в устройстве брикетирования 7.

При необходимости восстановленное железо защищают от переокисления в процессе брикетирования системой инертного газа, которая на фигуре не показана.

До подачи в первый реактор вихревого слоя 1 мелкоизмельченную руду подвергают предварительной обработке, такой как сушке и просеиванию, которая подробно не иллюстрируется.

Восстановительный газ пропускают в противотоке к рудному потоку от реактора вихревого слоя 4 к реакторам вихревого слоя 3 - 1 и выпускают из последнего по направлению движения газа реактора 1 как колошниковый газ через канал выпуска колошникового газа 8, охлаждают и подвергают мокрой очистке в скруббере 9.

Восстановительный газ получают в установке для реформинга 10 путем преобразования природного газа, который подают по каналу 11, и десульфурируют в установке десульфурирования 12. Газ, выходящий из установки для реформинга, получен из природного газа и пара и, по существу, состоит из H2, CO, CH4, H2O и CO2. Этот преобразованный природный газ подают через канал подачи преобразованного газа 13 в несколько теплообменников 14, в которых он охлаждается и освобождается от воды, которая здесь конденсируется.

Канал подачи преобразованного газа 13 входит в канал выпуска колошникового газа 8 после того, как колошниковый газ сжимают посредством компрессора 15. Полученная таким образом смесь газов проходит через скруббер CO2 16, где она очищается от CO2 и от H2S. После этого смесь может быть использована в качестве восстановительного газа. Этот восстановительный газ транспортируют по каналу подачи восстановительного газа 17, нагревают до температуры около 800oC в газонагревателе 18, установленном последовательно после скруббера CO2, и подают в первый по направлению газового потока реактор вихревого слоя 4, где он вступает в реакцию с мелкоизмельченной рудой с получением прямо восстановленного железа. Реакторы вихревого слоя 4 - 1 последовательно соединены в группу; восстановительный газ поступает из одного реактора вихревого слоя в другой через соединительные каналы 19.

Для того чтобы избежать переобогащения инертными газами типа N2, часть колошникового газа выводят из системы циркуляции газа 8, 17, 19. Отводимый колошниковый газ через ответвление 20 подают к нагревателю восстановительного газа 18, где он сгорает. Возможный недостаток энергии пополняют посредством подачи природного газа по трубопроводу 21.

Существенно высокое теплосодержание преобразованного природного газа, выходящего из реформера 10, а также дымовых газов реформера, используют в рекуператоре 22 для предварительного нагрева природного газа после прохождения им десульфурирующей установки 12, для получения пара, требующегося для реформинга, и для предварительного нагрева воздуха, подаваемого к газонагревателю 18 по каналу 23, а также, если требуется, восстановительного газа. Воздух, подаваемый в установку для реформинга по каналу 24, также предварительно нагревают.

Для поддержания заданного содержания H2O в восстановительном газе, восстановительный газ подвергают непосредственному охлаждению или непосредственному нагреву в охладителе 25 прямого действия, то есть охлаждению или нагреву орошением посредством прямого контакта с водой, которая холоднее или горячее, чем восстановительный газ. При этом содержание H2O в восстановительном газе уменьшается или увеличивается до точки насыщения. Чтобы предотвратить конденсацию из имеющегося H2O-насыщенного восстановительного газа, который далее подают к газонагревателю 18, в восстановительный газ подают горячий и неочищенный колошниковый газ через обводной канал 26, выходящий из канала выпуска колошникового газа 8 и соединенный с каналом подачи восстановительного газа 17 перед входом в газонагреватель 18. Вследствие этого температура восстановительного газа, который, например, имел температуру 70oC в охладителе прямого действия 25, увеличивается до, например, 75oC. Восстановительный газ, выходящий из газонагревателя 18, будет тогда иметь водосодержание, которое соответствует температуре насыщения (то есть температуре восстановительного газа, достигнутой в охладителе 25) и согласно которому потенциал восстановления восстановительного газа все еще может быть оптимально использован, а опасность возникновения "metal dusting" будет минимизирована.

Чтобы далее минимизировать "metal dusting", полезно поддерживать определенное значение соотношения CO/CO2 в полученном восстановительном газе, что может быть легко осуществлено посредством подачи, например, преобразованного газа непосредственно в канал подачи восстановительного газа 17 перед входом в охладитель 25 через обводной канал в обход скруббера CO2. При этом можно ввести часть объема колошникового газа непосредственно в восстановительный газ в обход скруббера CO2 16 также с помощью обводного канала 28, то есть также в неочищенном состоянии.

Все обводные каналы 26, 27, 28 оборудованы регулирующими или управляющими клапанами, действующими на основании измерения соотношения CO/CO2 в восстановительном газе измерительным устройством 29.

Соотношение CO/CO2 в восстановительном газе также может быть доведено до требующегося значения посредством пропускания всего колошникового газа и всего преобразованного газа через скруббер CO2 16, регулируя при этом степень очистки в нем так, чтобы часть CO2 (и, следовательно, также часть H2S, поглощенного колошниковым газом из руды при ее нагреве) оставалась в газе, покидающем CO2 скруббер 16. При этом обеспечивается преимущество, заключающееся в отсутствии вспомогательных средств в виде обводных каналов с регулирующими клапанами, однако требуется, чтобы суммарный объем газа, то есть весь колошниковый газа и весь преобразованный природный газ, проходили через скруббер CO2 16, и последний, таким образом, должен иметь соответствующие для такого количества размеры.

Колошниковый газ, покидающий реактор вихревого слоя 1, имеет объемное содержание H2S от 4010-6 до 14010-6 в зависимости от содержания серы в руде. Как указано выше, газообразный H2S образуется при нагреве тонкоизмельченной руды до температуры восстановления или при предварительном восстановлении тонкоизмельченной руды.

Так как повышенное содержание H2S в восстановительном газе также приводит к уменьшению "metal dusting", особенно целесообразно H2S не полностью удалять из колошникового газа в скруббере CO2, а обеспечить, чтобы требующееся количество H2S было внесено колошниковым газом в восстановительный газ. В данном случае это может быть осуществлено посредством обводных каналов 26, 28 в обход скруббера CO2 16, которые выходят из канала отвода колошникового газа 8 и соединены с каналом подачи восстановительного газа 17. Регулирующие клапаны, установленные на обводных каналах 26 и 28, настроены таким образом, чтобы поддерживать объемное содержание H2S в восстановительном газе в пределах 2010-6 - 4010-6, предпочтительно около 2510-6-1. В этом случае регулирующие клапаны предпочтительно управляются с помощью средства измерения концентрации H2S 30.

Согласно варианту конструкции установки для прямого восстановления, показанному на фиг. 2, образование серной кислоты вследствие конденсации насыщенного восстановительного газа, выходящего из охладителя 25, предотвращается путем пропускания восстановительного газа через туманоуловитель 31 до его введения в газонагреватель 18.

Описанные выше меры для поддержания желательного содержания H2O, соотношения CO/CO2 и содержание H2S в восстановительном газе могут быть использованы в отдельности или в совокупности нескольких из них или всех их таким образом, чтобы был обеспечен наиболее благоприятный вариант способа для соответствующих условий работы, таких как функция состава руды, и т.д.

Регулирование содержания H2O в 1,5% в восстановительном газе будет объяснено с помощью следующего примера.

100 т/ч высушенной тонкоизмельченной руды загружали в установку для прямого восстановления тонкоизмельченной руды, выполненную в соответствии с фиг. 1 и предназначенную для производства 70 т/ч губчатого железа. Тонкоизмельченная руда имела следующий состав, %:
Гематит - 94,2
Порода - 2,2
Сера - 0,02
78000 м3/ч колошникового газа, образующегося при прямом восстановлении, смешивая с 48000 м3/ч преобразованного холодного природного газа и пропускали через скруббер CO2 16, в котором смешанный газ очищали от CO2 и основной части серы (объемы газов приведены при нормальных условий).

Преобразованный природный газ и колошниковый газ имели химические составы, указанные в табл. 1.

Температура преобразованного природного газа равна 120oC, тогда как колошниковый газ имел температуру 100oC. Газообразная смесь, выходящая из скруббера CO2 16, подавалась в охладитель прямого действия 25 и охлаждалась до температуры 68oC. Охлажденная газообразная смесь имела следующий состав ( см. табл. 2).

Эту газообразную смесь смешали с 78000 м3/ч колошникового газа, который не прошел через скруббер CO2 16, но был введен в канал подачи восстановительного газа 17 через обводной канал 26. Образовавшийся при таком смешивании восстановительный газ подали в газонагреватель 18 и далее в реакторы вихревого слоя 1 - 4. Этот восстановительный газ имел температуру 75oC при следующем химическом составе (см. табл. 3).

Степень металлизации губчатого железа (Feмет/Feобщ) составила 92%.

Изобретение не ограничено описанными выше примерами и применимо также к другим процессам прямого восстановления, например, к таким, в которых реакторы вихревого слоя 1 - 4 заменены шахтными печами для крупнокусковой руды. Преобразованный природный газ также может быть заменен другими восстановительными газами, прежде всего содержащими CO и H2, типа:
LD отходящий газ
EAF отходящий газ
Доменный газ от доменных печей
Колошниковой газ от Корекс (Corex) установок
Каменноугольный газ
Корекс газ от Корекс (Corex) газификаторов
Химические газы.


Формула изобретения

1. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая часть объема колошникового газа очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем смесь колошникового газа и газа синтеза, подвергнутую очистке от CO2, доводят до заданной температуры посредством прямого орошения до насыщения H2O, после прямого орошения его нагревают до температуры, превышающей температуру насыщения, путем добавления неочищенного от CO2 колошникового газа и затем используют в качестве восстановительного газа (фиг.1).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразованный природный газ использут в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем часть объема преобразованного природного газа не очищают от CO2 и вместе с колошниковым газом, прошедшим очистку от CO2, подвергают прямому орошению.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.

4. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, нагревая смесь колошникового газа и газа синтеза, подвергнутую очистке от CO2, до заданной температуры при обогащении H2O, последующего туманоотделения и, наконец, использования в качестве восстановительного газа (фиг.2).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что преобразованный природный газ используют в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем часть объема преобразованного природного газа не очищают от CO2 и вместе с колошниковым газом, прошедшим очистку от CO2, подвергают прямому орошению.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.

7. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживат равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая колошниковый газ очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, при этом желательное содержание H2O в восстановительном газе получают путем регулирования температуры скруббера CO2.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что преобразованный природный газ используют в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, при этом часть объема преобразованного природного газа, не прошедшего очистку от CO2, примешивают к колошниковому газу, подвергнутому очистке от CO2.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, примешивают к колошниковому газу, подвергнутому очистке от CO2.

10. Способ по одному или нескольним пп.1 - 9, отличающийся тем, что колошниковый газ, подвергнутый очистке от CO2, смешан с одним или несколькими следующими газами в качестве газов синтеза: LD отходящий газ; EAF отходящий газ; доменный газ от доменных печей; колошниковый газ от Корекс (COREX) установок; каменноугольный газ; корекс газ от Корекс (COREX) газификатора; химические газы.

11. Установка для осуществления способа по одному или нескольким пп.1 - 3, включающая по крайней мере один реактор прямого восстановления (1 - 4) для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа (17), ведущий к упомянутому реактору прямого восстановления (1 - 4), и канал отвода колошникового газа (8) для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления (1), образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа (8) введен в скруббер CO2 (16) и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления (1 - 4) по каналу подачи восстановительного газа (17), канал подачи восстановительного газа (17) ведет от скруббера CO2 (16) к реактору прямого восстановления (1 - 4) через газонагреватель (18), отличающаяся тем, что канал подачи восстановительного газа соединен с охладителем прямого действия (25) и оттуда далее соединен с газонагревателем (18), а канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (26) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в газонагреватель (фиг.1).

12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что для получения газа синтеза она снабжена реформером (10) для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа (13), выходящим из реформера (10) и соединенным с каналом отвода колошникового газа (8), причем канал для преобразованного газа (13) и канал отвода колошникового газа (8) соединены со скруббером CO2 (16).

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что канал для преобразованного газа (13) посредством обводного канала (27) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).

14. Установка по одному или нескольким пп.11 - 13, отличающаяся тем, что канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (28) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).

15. Установка для осуществления способа по одному или нескольким пп.4 - 6, включающая по крайней мере один реактор прямого восстановления (1 - 4) для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа (17) к упомянутому реактору прямого восстановления (1 - 4) и канал отвода колошникового газа (8) для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления (1), образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа (8) введен в скруббер CO2 (16) и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления (1 - 4) по каналу подачи восстановительного газа (17), канал подачи восстановительного газа (17) ведет от скруббера CO2 (16) к реактору прямого восстановления (1 - 4) через газонагреватель (18), отличающаяся тем, что канал подачи восстановительного газа (17) входит в охладитель прямого действия (25) и оттуда через туманоотделитель (31) входит в газонагреватель (18) (фиг.2).

16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что для получения газа синтеза она снабжена реформером (10) для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа (13), выходящим из реформера (10) и соединенным с каналом отвода колошникового газа (8), причем канал для преобразованного газа (13) и канал отвода колошникового газа (8) соединены со скруббером CO2 (16).

17. Установка по п.15, отличающаяся тем, что канал для преобразованного газа (13) посредством обводного канала (27) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).

18. Установка по одному или нескольким пп.15 - 17, отличающаяся тем, что канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (28) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и способу для плавления мелких частиц, представляющих смесь негорючих веществ с углеродсодержащим твердым материалом

Изобретение относится к способу получения чугуна из металлических руд, причем металлические руды и при определенных условиях вводимые добавки проходят сверху вниз через продуваемый снизу вверх горячим восстановительным газом восстановительный агрегат и продукт восстановления выпускают на нижнем конце восстановительного агрегата и подводят к агрегату, предназначенному для дальнейшей обработки, причем восстановительный газ получают в газогенераторе путем частичного окисления носителей углерода или разложения природного газа или нефти, а также к устройству для термической и/или химической обработки легко распадающегося материала или для получения чугуна с помощью этого способа, содержащему первый агрегат для получения горячего газа, в частности, восстановительного газа, и второй агрегат для приема термически и/или химически обрабатываемого материала с по меньшей мере одним расположенным в верхней части второго агрегата впуском для материала и по меньшей мере одним расположенным на нижнем конце второго агрегата устройством для выгрузки термически и/или химически обработанного материала, а также с по меньшей мере одним расположенным в нижней зоне второго агрегата впуском для горячего газа

Изобретение относится к черной металлургии и касается получения губчатого железа в шахтной печи из железорудной шихты в противотоке с продуктами конверсии метана

Изобретение относится к черной металлургии, к технологиям прямого получения железа путем восстановления его из оксидов твердым углеродом в жидкой шлаковой ванне

Изобретение относится к области металлургии, к технологиям прямого получения железа восстановлением его из оксидов в жидкой шлаковой ванне

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в конвертерах

Изобретение относится к способу прямого восстановления содержащего оксиды материала, в котором газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют как восстановительный газ для прямого восстановления и нагревания этого материала до температуры восстановления, а также к установке для осуществления этого способа

Изобретение относится к способу восстановления, состоящего из частиц оксидсодержащего материала, в частности мелкой руды или рудной мелочи, методом кипящего слоя, при котором оксидсодержащий материал посредством восстановительного газа, текущего снизу вверх, поддерживается в кипящем слое и восстанавливается, а также к установке для осуществления способа

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 колошникового газа, а также к установке для осуществления этого способа

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 колошникового газа, а также к установке для осуществления этого способа

Изобретение относится к области металлургии и позволяет исключить оборудование для получения жидкого чугуна за счет прямого восстановления железосодержащей шихты в сталь в индукционной печи канального типа из шихты, содержащей уменьшенное количество фосфора для снижения расхода флюсов, повысить срок службы огнеупорной футеровки

Изобретение относится к способу вдувания тонкоизмельченной железной руды в процессе восстановительной плавки
Наверх