Способ и устройство для выплавки чугуна
Изобретение относится к способу и устройству для восстановления содержащего оксиды железа материала. Содержащий оксиды железа материал образует стационарный слой в восстановительной шахтной печи и его преобразуют в предварительно восстановленный материал посредством по меньшей мере одного газа, вводимого в неподвижный слой под давлением р1. По меньшей мере часть предварительно восстановленного материала вводят в плавильный газификатор, в котором с помощью находящегося под давлением р2 восстановительного газа его подвергают полному восстановлению. При этом колошниковый газ с давлением р3 выводят из пространства над стационарным слоем, и из стационарного слоя выводят по меньшей мере один выдувающий пыль газ под давлением р4. При этом соблюдают условия р1>р4 и р1>р3 и предпочтительно р4>р3. По меньшей мере на протяжении части пути, который проходит предварительно восстановленный материал при введении в плавильный газификатор, между восстановительной шахтной печью и плавильным газификатором, вместе с предварительно восстановленным материалом по направлению к плавильному газификатору проводится по меньшей мере часть по меньшей мере одного выдувающего пыль газа. Изобретение направлено на сокращение или предотвращение образования отложений пыли в восстановительной шахтной печи. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу восстановления содержащего оксиды железа материала, причем содержащий оксиды железа материал образует стационарный слой в восстановительной шахтной печи, и в восстановительной шахтной печи посредством по меньшей мере одного газа для предварительного восстановления, вводимого в стационарный слой под давлением р1, содержащий оксиды железа материал преобразуется в предварительно восстановленный материал, и по меньшей мере часть этого предварительно восстановленного материала, предпочтительно весь предварительно восстановленный материал, из восстановительной шахтной печи вводится в плавильный газификатор, в котором посредством находящегося под давлением р2 восстановительного газа он подвергается полному восстановлению. Кроме того, изобретение относится к устройству для исполнения такого способа.
Уровень техники
Существуют способы восстановления содержащего оксиды железа материала, в которых стационарный слой из содержащего оксиды железа материала в восстановительной шахтной печи подвергается воздействию газа для предварительного восстановления, который протекает сквозь него, и при этом преобразуется в предварительно восстановленный материал. Затем предварительно восстановленный материал вводится в плавильный газификатор, в котором восстановительный газ производит дальнейшее восстановление. После протекания сквозь стационарный слой израсходованный газ для предварительного восстановления в качестве колошникового газа выводится из пространства над стационарным слоем за пределы восстановительной шахтной печи. На таком способе основан, например, COREX®-процесс.
При таком способе возникает проблема в том, что в восстановительную шахтную печь поступает пылевидный материал - причем под пылевидным материалом, для краткости называемым также пылью, должны пониматься частицы с диаметром частиц до около 500 мкм - или, соответственно, образуется в восстановительной шахтной печи. Поступление может происходить, например, вместе с газом для предварительного восстановления с содержащим оксиды железа материалом или также с вносимыми в восстановительную шахтную печь шихтовыми добавками, необходимыми для реакций предварительного восстановления и восстановления. Пылевидный материал в восстановительной шахтной печи может возникать, например, в результате истирания и процессов разрушения вследствие фазовых превращений.
Часть пыли выносится потоком газа для предварительного восстановления из стационарного слоя и увлекается колошниковым газом наружу из восстановительной шахтной печи. Другая часть пыли потоком газа для предварительного восстановления осаждается в определенных областях стационарного слоя из содержащего оксиды железа материала и предварительно восстановленного материала. Такие отложения пыли препятствуют течению потоков газа, так что это приводит к образованию хорошо продуваемых, хуже продуваемых и практически не продуваемых зон в стационарном слое. Чем хуже зона продувается газом для предварительного восстановления, тем менее эффективно в ней могут протекать процессы восстановления. Соответственно этому, пыль влияет на производительность восстановительной шахтной печи и также на степень восстановления предварительно восстановленного материала, которая определяется как отношение удаленного в результате восстановления кислорода к кислороду в восстанавливаемом материале, который может быть удален восстановлением.
В особенности в нижней части - то есть ниже кольцевого трубопровода, по которому в восстановительную шахтную печь подается газ для предварительного восстановления - восстановительной шахтной печи согласно COREX®-процессу возникают особенно большие отложения пыли, так как, во-первых, через спускные трубопроводы - которые служат для введения предварительно восстановленного материала в плавильный газификатор - пыль из плавильного газификатора заносится в восстановительную шахтную печь протекающими по направлению к восстановительной шахтной печи газовыми потоками и, во-вторых, протекающие через спускные трубопроводы по направлению к восстановительной шахтной печи газовые потоки мешают пылевидным материалам покидать восстановительную шахтную печь через спускные трубопроводы по направлению к плавильному газификатору. Осажденные в нижней части пылевидные материалы склонны к агломерированию. В частности, поступающие через спускные трубопроводы пылевидные материалы, вследствие содержания в них щелочей и, соответственно, низкоплавких содержащих щелочи шлаковых фаз, проявляют сильную тенденцию к агломерированию. Пылевидные материалы, вносимые в восстановительную шахтную печь с шихтовыми добавками, а также пылевидные материалы, образующиеся в результате истирания и/или разрушения в восстановительной шахтной печи, также склонны - что обусловливается стимулируемым доминирующими условиями восстановления образованием мельчайших кристаллов металлического железа и/или вюстита и их свойлачиванием - в частности, в менее подвижных зонах осаждения - к образованию агломератов. Агломерирование находящихся в промежутках стационарного слоя пылевидных материалов приводит к затвердеванию стационарного слоя с формированием мостиков из материала. Могут возникать сцементированные участки, которые затрудняют соскальзывание материала в сторону устройств, которые выводят предварительно восстановленный материал из восстановительной шахтной печи. Это препятствует стабильной работе восстановительной шахтной печи, нарушает необходимые для стабильной эксплуатации условия и вынуждает проводить горнотехническую очистку. Такая работа по очистке означает снижение производительности.
Сущность изобретения
Техническая задача
Задачей настоящего изобретения является сокращение или предотвращение образования отложений пыли в восстановительной шахтной печи и тем самым смягчение или устранение проблемы агломерирования.
Техническое решение
Эта задача решена с помощью способа восстановления содержащего оксиды железа материала, причем содержащий оксиды железа материал образует стационарный слой в восстановительной шахтной печи, и в восстановительной шахтной печи посредством по меньшей мере одного газа для предварительного восстановления, вводимого в стационарный слой под давлением р1, содержащий оксиды железа материал преобразуется в предварительно восстановленный материал, и по меньшей мере часть этого предварительно восстановленного материала, предпочтительно весь предварительно восстановленный материал, из восстановительной шахтной печи вводится в плавильный газификатор, в котором с помощью находящегося под давлением р2 восстановительного газа он подвергается полному восстановлению, и причем колошниковый газ с давлением р3 выводится из пространства над стационарным слоем наружу из восстановительной шахтной печи,
отличающегося тем, что
из стационарного слоя из восстановительной шахтной печи выводится по меньшей мере один выдувающий пыль газ под давлением р4 и соблюдаются условия р1>р4 и р1>р3, предпочтительно также р4>р3.
При этом под понятием «предварительно восстанавливать» следует понимать степень восстановления свыше 70%, предпочтительно более 80%, в особенности предпочтительно вплоть до 90% или больше, наиболее предпочтительно до 95%, причем эти формулировки подразумевают 90% и 95%. При этом под понятием «полностью восстанавливать» следует понимать степень восстановления свыше 95%, предпочтительно 98% или выше, в особенности предпочтительно 99% или выше. В принципе, степень восстановления после «предварительного восстановления» всегда является меньшей, чем после «полного восстановления», причем, следовательно, имеют место две стадии восстановления.
Под колошниковым газом должен пониматься газ для предварительного восстановления, израсходованный после протекания через стационарный слой, который выводится из пространства выше стационарного слоя из восстановительной шахтной печи.
Преимущественные результаты изобретения
В условиях соответствующего изобретению способа пыль выносится наружу из восстановительной шахтной печи не только посредством колошникового газа, но также с помощью выводимого из стационарного слоя выдувающего пыль газа. Благодаря этому сокращается количество осажденной и вызывающей агломерирование пыли.
Регулированием соотношения давлений р3 и р4 можно регулировать соотношение между количествами газа, выводимыми в качестве колошникового газа и в качестве выдувающего пыль газа.
Выведение выдувающего пыль газа может быть выполнено с помощью специально для этого предусмотренных устройств, независимо от притока предварительно восстановленного материала по направлению к плавильному газификатору.
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа
по меньшей мере на протяжении одной части пути,
который проходит предварительно восстановленный материал
при введении в плавильный газификатор
между восстановительной шахтной печью и плавильным газификатором,
вместе с этим предварительно восстановленным материалом по направлению к плавильному газификатору вводится по меньшей мере часть по меньшей мере одного выдувающего пыль газа.
Когда выдувающий пыль газ вместе с предварительно восстановленным материалом поступает по направлению к плавильному газификатору, пыль вместе с предварительно восстановленным материалом непосредственно или косвенно подается в плавильный газификатор, где она, по меньшей мере частично, перерабатывается в чугун и шлак как конечные продукты. В ином случае выдуваемая пыль должна была бы опять направлена в плавильный газификатор с помощью специального устройства или же использована по-другому.
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа соблюдается условие р4>р2. В особенности тогда, когда выдувающий пыль газ вместе с предварительно восстановленным материалом пропускается по направлению к плавильному газификатору, благодаря этому предотвращается поступление пыли из плавильного газификатора в восстановительную шахтную печь посредством восстановительного газа, находящегося под давлением р2.
Согласно другому предпочтительному варианту исполнения соответствующего изобретению способа в соответствии с пунктом 2 патентной формулы соблюдается условие р2>р4, и предварительно восстановленный материал в одном или более этапах вводится при промежуточном давлении pZ газа перед тем или во время того, как предварительно восстановленный материал поступает в плавильный газификатор, причем соблюдается условие pZ≥р2.
Как правило, при введении предварительно восстановленного материала в плавильный газификатор pZ=р2. Когда при этом дополнительно применяется газ для продувки, значение pZ является на несколько мбар выше, чем р2.
Например, при этом в ходе исполнении способа промежуточное давление pZ газа повышается от pZ≤р4 до pZ≥р2. Благодаря этому можно предотвратить поступление пыли из плавильного газификатора в восстановительную шахтную печь с помощью находящегося под давлением р2 восстановительного газа, когда р2>р4. Это обусловливается тем, что подавляется течение восстановительного газа через спускные трубопроводы по направлению к восстановительной шахтной печи.
При этом предпочтительно тот предварительно восстановленный материал из восстановительной шахтной печи, который вводится в плавильный газификатор, перед ведением промежуточно накапливается в промежуточном резервуаре, причем в промежуточном резервуаре между верхней оконечностью образованного при промежуточном накоплении буферного слоя материала - то есть обращенной к натекающему предварительно восстановленному материалу стороной буферного слоя материала - и нижней оконечностью этого буферного слоя материала - то есть оконечностью буферного слоя материала, от которой предварительно восстановленный материал выводится по направлению к плавильному газификатору 4 - имеется разность ΔpZW давлений. Из промежуточного резервуара вытягивается выносящий пыль газ, который имеет давление р5 выносящего пыль газа, причем соблюдаются условия р5<р4 и р5<р2.
Для значения ΔpZW соблюдается условие «ΔpZW является меньшим/равным (р2-р5)»,
следовательно, ΔpZW≤(р2-р5).
Величина «ΔpZW» создает предпосылки для того, чтобы не возникало никакое течение проскока между выводящим выносящий пыль газ выпускным трубопроводом для выносящего пыль газа и плавильным газификатором, которое сокращало бы или парализовало подачу восстановительного газа через питающий трубопровод 2, по которому поступает газ для предварительного восстановления.
Когда запыленный газ, который протекает из плавильного газификатора через промежуточный резервуар по направлению к восстановительному реактору, проходит сквозь буферный слой материала в промежуточном резервуаре, пыль частично осаждается в промежутках буферного слоя материала. Чем большее количество пыли будет осаждаться, тем выше будет значение ΔpZW вследствие возрастания аэродинамического сопротивления, которое газ должен преодолевать, чтобы пройти через буферный слой материала.
Согласно одному варианту исполнения выносящий пыль газ включает выдувающий пыль газ и р4=р5.
Согласно одному варианту исполнения соответствующего изобретению способа предварительно восстановленный материал вводится при промежуточном давлении pZ газа, для чего предварительно восстановленный материал подается в промежуточный резервуар с помощью шлюзового устройства или последовательно в многочисленные промежуточные резервуары со шлюзовыми устройствами.
Согласно одному варианту исполнения соответствующего изобретению способа соблюдается условие р1>р2.
Газ для предварительного восстановления может иметь происхождение из разнообразных источников. Например, он может происходить из внешнего источника газа. Под внешним источником газа следует понимать источник газа, в котором получение газа для предварительного восстановления не требует исполнения стадий соответствующего изобретению способа предварительного восстановления содержащего оксиды железа материала и, соответственно, восстановления предварительно восстановленного материала. При этом речь может идти, например, о природном газе, полученном при переработке нефти газе, коксовом газе, или газе из процессов газификации/дегазации угля.
Газ для предварительного восстановления также может происходить из внутренних источников газа. Под внутренним источником газа следует понимать источник газа, в котором получение газа для предварительного восстановления происходит с исполнением стадий соответствующего изобретению способа предварительного восстановления содержащего оксиды железа материала, и, соответственно, для восстановления предварительно восстановленного материала. Например, речь может идти о соответственно приготовляемом колошниковом газе, причем приготовление может включать, например, обеспыливание, удаление СО2, подогревание, охлаждение, сжатие. Другим примером является использование восстановительного газа, образующегося в плавильном газификаторе, таком как плавильный газификатор в процессе COREX®. Выводимый из плавильного газификатора восстановительный газ обобщенно называется термином «генераторный газ». Этот генераторный газ после соответствующей подготовки, такой как обеспыливание и охлаждение, может быть использован в восстановительной шахтной печи соответствующего изобретению способа в качестве газа для предварительного восстановления. Согласно другому варианту его применения, генераторный газ может быть использован в другой восстановительной шахтной печи для восстановления, из которой он выводится после исполнения его задачи в отношении восстановления, и после соответствующей подготовки может быть применен аналогично колошниковому газу.
В качестве газа для предварительного восстановления также могут быть использованы смеси из внешних и внутренних источников газа.
Согласно одному варианту исполнения соответствующего изобретению способа в стационарный слой вводятся два или более газа для предварительного восстановления, которые находятся при различающихся между собой давлениях, причем, если смотреть в горизонтальном направлении, для двух вводимых непосредственно смежных по вертикали газов для предварительного восстановления предусматривается, что в каждом случае вводимый ниже газ для предварительного восстановления имеет более высокое давление, чем газ для предварительного восстановления, подаваемый выше.
При такого рода технологическом режиме подаваемый выше газ для предварительного восстановления протекает по направлению к поверхности стационарного слоя, тогда как вводимый ниже газ для предварительного восстановления также протекает в противоположном направлении, и, соответственно, обеспечивает возможность вытеснения выдувающего пыль газа из областей стационарного слоя, которые находятся ниже самого глубокорасположенного уровня введения газа для предварительного восстановления в восстановительную шахтную печь. При этом предпочтительно, чтобы в восстановительную шахтную печь в различных местах мог быть введен газ для предварительного восстановления с различной восстановительной способностью. Это позволяет лучше управлять предварительным восстановлением и тем самым повышать производительность.
В отличие от прототипа с помощью соответствующего изобретению способа может быть достигнута более высокая готовность восстановительной шахтной печи к работе, которая соответственно этому является более продуктивной и может быть спроектирована менее габаритной. Равным образом, возможно применение до сих проблематичных компонентов шихты с более высоким содержанием пыли и, соответственно, более выраженной склонностью к образованию пыли в восстановительной шахтной печи.
Еще одним предметом настоящего изобретения является устройство для исполнения соответствующего изобретению способа, включающее
восстановительную шахтную печь,
по меньшей мере один впадающий в восстановительную шахтную печь трубопровод, подающий газ для предварительного восстановления,
выходящий из восстановительной шахтной печи выпускной трубопровод для колошникового газа,
плавильный газификатор,
систему подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор,
выходящий из восстановительной шахтной печи выпускной трубопровод для выдувающего пыль газа.
При этом система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор может включать, например, один или многие трубопроводы, промежуточные резервуары, шлюзовые устройства и дозировочные устройства для регулируемой подачи предварительно восстановленного материала из восстановительной шахтной печи в плавильный газификатор. Она может также включать, например, трубопроводы пневматического транспорта, или ленточные транспортеры, или спускные трубопроводы. Дозирующие устройства могут быть выполнены, например, в форме шнековых конвейеров или шлюзовых затворов барабанного типа.
Под плавильным газификатором следует понимать устройство, в котором вводимый предварительно восстановленный материал с помощью восстановительного газа, полученного путем газификации носителей углерода действием технически чистого кислорода, полностью восстанавливается и расплавляется, при давлении восстановительного газа 3-5 бар, абсолютных (0,3-0,5 МПа, абсолютных) или выше, и при температуре восстановительного газа от около 900 до 2400°С - на поверхности стационарного слоя до фурменного пояса для вдувания технически чистого кислорода. Под термином «плавильный газификатор» не должна пониматься доменная печь.
Система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор предпочтительно включает также по меньшей мере часть трубопровода для выведения выдувающего пыль газа. Благодаря этому можно выводить из восстановительной шахтной печи выдувающий пыль газ вместе с предварительно восстановленным материалом.
Система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор предпочтительно включает один или многие трубопроводы с одним или многими промежуточными резервуарами, и, при необходимости, одним или многими шлюзовыми устройствами. Шлюзовые устройства также могут быть предусмотрены на промежуточных резервуарах.
При этом согласно одному варианту исполнения по меньшей мере один промежуточный резервуар оснащен выпускным трубопроводом для выносящего пыль газа. Этим путем из такого промежуточного резервуара может быть выведена пыль, для чего из него вытягивается газ, который уносит с собой пыль. В рамках настоящей заявки этот газ называется выносящим пыль газом.
Согласно одному варианту исполнения соответствующее изобретению устройство имеет два или больше впускных трубопровода для подачи газа для предварительного восстановления, впадающих в восстановительную шахтную печь на различных уровнях по высоте. Этим путем два или более газа для предварительного восстановления, имеющих различающиеся между собой давления - с одинаковым или различным составом - могут быть введены в стационарный слой в восстановительной шахтной печи.
Далее настоящее изобретение разъясняется с привлечением многочисленных схематических фигур, представляющих примерные варианты осуществления.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 показывает один вариант исполнения устройства для осуществления соответствующего изобретению способа.
Фигура 2 показывает предпочтительный вариант исполнения устройства для осуществления соответствующего изобретению способа.
Фигура 3 показывает дополнительный предпочтительный вариант исполнения устройства для осуществления соответствующего изобретению способа.
Фигуры 4а и 4b показывают вариант исполнения устройства для осуществления соответствующего изобретению способа в ходе двух рабочих тактов способа.
Фигура 5 показывает дополнительный предпочтительный вариант исполнения устройства для осуществления соответствующего изобретению способа.
Описание вариантов осуществления изобретения
Фигура 1 показывает устройство для исполнения соответствующего изобретению способа. Это устройство включает восстановительную шахтную печь 1, впадающий в восстановительную шахтную печь 1 впускной трубопровод 2 для подачи газа для предварительного восстановления, выходящий из восстановительной шахтной печи 1 выпускной трубопровод 3 для колошникового газа, плавильный газификатор 4, систему 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4, а также выходящий из восстановительной шахтной печи 1 выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа. В восстановительной шахтной печи 1 содержащий оксиды железа материал образует стационарный слой 7. Газ для предварительного восстановления, который вводится в стационарный слой 7 через впускной трубопровод 2, подводящий газ для предварительного восстановления, находится под давлением р1. Действием газа для предварительного восстановления содержащий оксиды железа материал преобразуется в предварительно восстановленный материал. Предварительно восстановленный материал через систему 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала направляется в плавильный газификатор 4. Там он посредством находящегося под давлением р2 восстановительного газа 8 - который образуется в плавильном газификаторе 1 в результате газификации носителей углерода - подвергается полному восстановлению и расплавляется.
Израсходованный после протекания сквозь стационарный слой 7 газ для предварительного восстановления выводится из пространства над стационарным слоем 7 в качестве находящегося под давлением р3 колошникового газа наружу из восстановительной шахтной печи 1.
Через выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа, выходящий из восстановительной шахтной печи 1, из стационарного слоя 7 из восстановительной шахтной печи 1 выводится выдувающий пыль газ, находящийся под давлением р4. Соблюдаются условия р1>р4 и р1>р3. Равным образом, соблюдаются условия р4>р2 и р4>р3. Также соблюдается условие р1>р2.
В Фигуре 2 соблюдается условие р2>р4. Предварительно восстановленный материал 9 в первой стадии - в промежуточном резервуаре 10 - находится под промежуточным давлением pZ газа, прежде чем он поступит в плавильный газификатор 4. При этом соблюдается условие pZ≥р2. В Фигуре 2 представлена ситуация с введением предварительно восстановленного материала в плавильный газификатор 4, где частицы падают из промежуточного резервуара 10 в плавильный газификатор 4.
При непоказанном шлюзовании предварительно восстановленного материала в промежуточном резервуаре 10 соблюдалось бы условие pZ=р4<р2. В Фигуре 2 система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор также включает часть выпускного трубопровода 6 для выдувающего пыль газа.
Также изображены, в каждом случае двумя горизонтальными штрихами, шлюзовые устройства до и после промежуточного резервуара 10 на трубопроводе системы 5 подачи, соединяющем восстановительную шахтную печь 1 и плавильный газификатор 4. В представленной в Фигуре 2 ситуации закрыто шлюзовое устройство в трубопроводе, соединяющем восстановительную шахтную печь 1 и промежуточный резервуар 10, и открыто шлюзовое устройство в трубопроводе, соединяющем промежуточный резервуар 10 и плавильный газификатор 4.
В Фигуре 3 показаны фрагмент концевого участка восстановительной шахтной печи 1, обращенного к плавильному газификатору 4, фрагмент плавильного газификатора 4 и система 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4. На восстановительной шахтной печи 1 виден участок кольцевого трубопровода, в который впадает впускной трубопровод 2, подающий газ для предварительного восстановления в восстановительную шахтную печь 1. Также виден шнековый конвейер, который подает предварительно восстановленный материал из восстановительной шахтной печи. Система 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4 включает промежуточный резервуар 11. Также изображен буферный слой материала из предварительно восстановленного материала в промежуточном резервуаре 11. Между верхней оконечностью буферного слоя материала и нижней оконечностью буферного слоя материала преобладает разность «ΔpZW» давлений. Промежуточный резервуар 11 оснащен выпускным трубопроводом 12 для выносящего пыль газа. Через него с помощью выносящего пыль газа, находящегося под давлением р5, как показано волнистой стрелкой, пыль выносится из промежуточного резервуара 11. Выдувающий пыль газ, обозначенный прямой стрелкой, выводится имеющим давление р4.
Соблюдаются условия р5<р4 и р5<р2, и соблюдается условие «ΔpZW является меньшим/равным (р2-р5)».
В принципе, также возможен вариант исполнения, в котором, в отличие от Фигуры 3, не присутствует один трубопровод из представленной группы трубопроводов, состоящей из выпускного трубопровода 6 для выдувающего пыль газа и выпускного трубопровода 12 для выносящего пыль газа. Например, может быть так, что, в отличие от Фигуры 3, отсутствует изображенный там при шнековом конвейере выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа. Тогда отходящий от промежуточного резервуара 11 трубопровод также рассматривался бы как выпускной трубопровод для выдувающего пыль газа, поскольку он выводит как раз из стационарного слоя выдувающий пыль газ с давлением - которое обозначалось бы как р4 - из восстановительной шахтной печи. Тогда выносящий пыль газ включает выдувающий пыль газ и р4=р5.
Или же может быть так, что пылевой выпускной трубопровод для выноса пыли выполнен в любом месте внутри секции системы 5 подачи между восстановительной шахтной печью 1 и промежуточным резервуаром 11, вместо изображенного в Фигуре 3 выпускного трубопровода 12 для выносящего пыль газа и выпускного трубопровода 6 для выдувающего пыль газа. Поскольку в этом случае выводимый через этот пылевой выпускной трубопровод газ выводит пыль, которая в Фигуре 3 выводится через выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа и выпускной трубопровод 12 для выносящего пыль газа, и тем самым заменяет оба этих трубопровода, соблюдается условие р4=р5.
В Фигурах 4а и 4b показано, как в восстановительную шахтную печь 1 на различной высоте впадают два впускных трубопровода 2а, 2b, подводящих газ для предварительного восстановления. Благодаря этому могут быть, например, подведены два восстановительных газа с различной восстановительной способностью, по обстоятельствам, при различном давлении.
Также показано, что система 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4 включает трубопровод с многочисленными промежуточными резервуарами и многочисленными шлюзовыми устройствами. Предварительно восстановленный материал поступает под промежуточным давлением pZ газа, которое преобладает в последнем промежуточном резервуаре 13 перед плавильным газификатором 4, для чего предварительно восстановленный материал по очереди подается в многочисленные промежуточные резервуары 14, 15 со шлюзовыми устройствами 16, 17 - изображенными в каждом случае парой горизонтальных штрихов. Дозирующие устройства обозначены включающими крестик кружками.
Система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4 также включает часть выпускного трубопровода 6 для выдувающего пыль газа. Дополнительные части выпускного трубопровода 6 для выдувающего пыль газа отходят от промежуточных резервуаров 14 и 15.
Смысл трех промежуточных резервуаров 13, 14, 15 состоит в том, что в первом такте (а) - представленном в Фигуре 4а - предварительно восстановленный материал из самого верхнего промежуточного резервуара 14 перегружается в средний промежуточный резервуар 15, причем течение материала и газа между средним промежуточным резервуаром 15 и нижним промежуточным резервуаром 13 преграждается шлюзовым устройством 17, и пыль из среднего промежуточного резервуара 15 отсасывается через отходящий от него выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа. После переключения на такт (b) - изображенный в Фигуре 4b - предварительно восстановленный материал из среднего промежуточного резервуара 15 перегружается в нижний промежуточный резервуар 13, причем течение материала и газа между верхним промежуточным резервуаром 14 и средним промежуточным резервуаром 15 перекрывается шлюзовым устройством 16 и пыль из верхнего промежуточного резервуара 14 отсасывается через отходящий от него выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа; кроме того, верхний промежуточный резервуар 14 заполняется предварительно восстановленным материалом из восстановительной шахтной печи 1.
Тем самым материал может непрерывно подаваться из восстановительной шахтной печи 1 и вводиться в плавильный газификатор 4, причем пыль при этом следует за предварительно восстановленным материалом в плавильный газификатор или выводится наружу через выпускной трубопровод 6 для выдувающего пыль газа.
Фигура 5 схематически показывает вариант исполнения, в котором система 5 подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи 1 материала в плавильный газификатор 4 выполнена по-иному, нежели в предшествующих фигурах. Она включает устройство 18 для транспортирования горячего материала с ленточным транспортером для подачи горячего предварительно восстановленного материала в защитной газовой атмосфере между двумя промежуточными резервуарами.
Чтобы поддерживать промежуточный резервуар под определенным давлением, например, в промежуточный резервуар может вводиться газ или газ может выводиться из промежуточного резервуара. Необходимые для исполнения таких операций трубопроводы в Фигурах не показаны для лучшей наглядности.
Хотя изобретение было иллюстрировано и более подробно описано на основе предпочтительных примеров осуществления, тем не менее изобретение не ограничивается раскрытыми примерами и специалист может вывести из него другие вариации, без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения.
Список условных обозначений
1 Восстановительная шахтная печь
2 Впускной трубопровод для подачи газа для предварительного восстановления
3 Выпускной трубопровод для колошникового газа
4 Плавильный газификатор
5 Система подачи
6 Выпускной трубопровод для выдувающего пыль газа
7 Стационарный слой
8 Восстановительный газ
9 Предварительно восстановленный материал
10 Промежуточный резервуар
11 Промежуточный резервуар
12 Выпускной трубопровод для выносящего пыль газа
13 Промежуточный резервуар
14 Промежуточный резервуар
15 Промежуточный резервуар
16 Шлюзовое устройство
17 Шлюзовое устройство
18 Устройство для транспортирования горячего материала
1. Способ восстановления содержащего оксиды железа материала, включающий образование стационарного слоя из содержащего оксиды железа материала в восстановительной шахтной печи, преобразование в восстановительной шахтной печи посредством по меньшей мере одного газа для предварительного восстановления, вводимого в стационарный слой под давлением р1, содержащего оксиды железа материала в предварительно восстановленный материал, ввод по меньшей мере части этого предварительно восстановленного материала, предпочтительно всего предварительно восстановленного материала, из восстановительной шахтной печи в плавильный газификатор, в котором под действием находящегося под давлением р2 восстановительного газа он подвергается полному восстановлению, причем колошниковый газ с давлением р3 выводят из пространства над стационарным слоем наружу из восстановительной шахтной печи,
отличающийся тем, что
из стационарного слоя из восстановительной шахтной печи выводят по меньшей мере один выдувающий пыль газ под давлением р4 при соблюдении условия р1>р4 и р1>р3, предпочтительно также р4>р3, при этом
по меньшей мере на протяжении части пути,
который проходит предварительно восстановленный материал
при введении в плавильный газификатор,
между восстановительной шахтной печью и плавильным
газификатором,
вместе с этим предварительно восстановленным материалом по направлению к плавильному газификатору проводят по меньшей мере часть по меньшей мере одного выдувающего пыль газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соблюдают условие р4>р2.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соблюдают условие р2>р4, причем предварительно восстановленный материал вводят на одном или более этапах при промежуточном давлении pZ газа перед тем или во время того, как предварительно восстановленный материал поступает в плавильный газификатор, при соблюдении условия pZ≥р2
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что предварительно восстановленный материал из восстановительной шахтной печи, который вводят в плавильный газификатор, перед введением в плавильный газификатор промежуточно накапливают в промежуточном резервуаре, причем в промежуточном резервуаре между верхней оконечностью образованного при промежуточном накоплении буферного слоя материала и нижней оконечностью этого буферного слоя материала имеется разность ΔpZW давлений, причем из промежуточного резервуара вытягивают выносящий пыль газ, который имеет давление р5 выносящего пыль газа, при соблюдении условия р5<р4, р5<р2, ΔpZW≤(р2-р5).
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что выносящий пыль газ включает в себя выдувающий пыль газ, при этом р4=р5.
6. Способ по любому из пп. 3-5, отличающийся тем, что
предварительно восстановленный материал вводят при промежуточном давлении pZ газа, для чего предварительно восстановленный материал подают в промежуточный резервуар с помощью шлюзового устройства или по очереди в многочисленные промежуточные резервуары со шлюзовыми устройствами.
7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что соблюдают условие р1>р2.
8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что в стационарный слой вводят по меньшей мере два газа для предварительного восстановления, которые находятся при различающихся между собой давлениях, причем, если смотреть в горизонтальном направлении, для двух вводимых непосредственно смежных по вертикали газов для предварительного восстановления предусматривают, что в каждом случае вводимый ниже газ для предварительного восстановления имеет более высокое давление, чем газ для предварительного восстановления, подаваемый выше.
9. Устройство для восстановления содержащего оксиды железа материала способом по любому из пп. 1-8, содержащее
восстановительную шахтную печь,
по меньшей мере один впадающий в восстановительную шахтную печь трубопровод, подающий газ для предварительного восстановления,
выходящий из восстановительной шахтной печи выпускной трубопровод для колошникового газа,
плавильный газификатор,
систему подачи для введения предварительно восстановленного
в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор,
выходящий из восстановительной шахтной печи выпускной трубопровод для выдувающего пыль газа, причем
система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор также включает в себя по меньшей мере часть выпускного трубопровода для выдувающего пыль газа.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что система подачи для введения предварительно восстановленного в восстановительной шахтной печи материала в плавильный газификатор включает в себя один или несколько трубопроводов с одним или несколькими промежуточными резервуарами и, при необходимости, одним или несколькими шлюзовыми устройствами.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что по меньшей мере один промежуточный резервуар оснащен выпускным трубопроводом для выносящего пыль газа.
12. Устройство по любому из пп. 9-11, отличающееся тем, что оно имеет два или больше впускных трубопровода для подачи газа для предварительного восстановления, входящих в восстановительную шахтную печь на различных уровнях по высоте.
