Агрегат для восстановления окислов металлов газами

 

627770

3 газа в систему, а агрегат снабжен Tp ooIIpoводом для подачи газообразно(0 углеводорода, соединенным с трубопроводом для IIOдачи газа к реакторам для восстани>влсиия окислов. 5

Перечислен(пыс отличия позволяют повысить эффективность использования посстановителя и обеспечить возможность кои3роля за науглеражиг>аиием получаемого Нридукта.

На чертеже схематически изобр;I>HCH

1О предлагаемый агрегат.

Агрегат содержит последовательно расположенные реакторы 1, 2 и 3 для восст(IHÎBления окислов, источник восстановительного газа, например печь 4 для конверсии ra зообразного углеводорода известной конструкции, котел-утилизатор 5, холодильники

6 — 10 для охлаждения газа, реактор 11 для охлаждения получаемого продукта. Печь 4 трубопроводов 12 соединена с котлом-утилизаторов(5, который трубопроводом 13 сое- 20 динен с холодильником 6. Эта часть агрегата снабжена рециркуляционным труоопроводом 14 с регулятором 15 расхода. Рcыкторы 1, 2 и 3 для восстановления окислов снабжены системой 16 труоопроводов с насосом 17, клапаном 18 и регулятором 19 рыс хода для отвода отработанного газа (и iiuдачи его, например, к горелкам 20 в качестве топлива) и/или подачи его к реакторам

1, 2 и 3.

Холодильник 6 трубопрово-10-1 21 ° - 30 паном 22 соединен с реакторами 1, 2 и 3.

К этому же трубопроводу подклк>чсиы (рубопровод 14 и система 16.

Реакторы I, 2 и 3 соединены послеkoHHтельно и каждый из них снабжеи ныгрсв;ircлем 23, перегревателем 24 и камерой 25 35 сгорания с трубопроводом 26 для ilu.kачп кислородсодержащего газа.

Агрегат снабжен системой 27, 28 трубопроводов для рециркуляции охлаждающего газа с насосом 29.

Эта система соединена с реактором 11

40 для охлаждения получаемого продукта (i!o конструкции аналогичным реакторам 1, 2, 3) . а трубопроводами 30, 31 и 32 соединена соответственно с холодильником 6, трубопговодом 21 и с системой 16. Трубопроводы 30, 43

3l и 32 снабжены клапанами 33, 34 и 35 соответственно, а трубопроводы 30 и 31, кроме того, — регуляторами расхода 36 и 37.

Система 27, 28 соединена с трубопроводом

38 для добавления окиси углерода (СО), двуокиси углерода (СО(>), метана (СН,), 0 водорода (Н ) или азота (Ng) к охлаждающему газу.

Агрегат снабжен реактором 39 для загрузки исходных материалов (руды, коицентра55

ArperH r работает следующим ооразом.

Газообразный углеводород, например метан, подается в печь 4, где нагревается, смешивается с паром и подвергается каталитической конверсии. Пар получают в кот, I(. - >TH, IH3aT0pC 5. ! 0(. I(!.u,H!("(..! II I !3 CостОи Г, в 0 HOI3Huм, Нп ок (H, Г Icj>(>,(ы:I H(l >0Ро;1а, 3ТОТ ra3 ох. >1(ж,(ыс(сн п хс>. !(>.1II. I>HHv(> 6. Час> ь газы по грубопроводу 2! Ни;1;ц -;с. :к иы ре«. сл 23. д л с ср:

p(.- > cIорыипя в !>(.ык>0!3 !.

В камер(25 сгорая>(я часть Bucc1(HIOHHтельного гыза сжи(ыю(и тем сых>ым IOII01lIHTpr1l Ни с, о нагревы>от. В >(агрсвателс 23 гыз нагревается до 700 — 850 С, а в кых(сре

25 — - до 900 — 1100 С (предпочтительно до

1050 С). В случае использования перегревателя 24 количество кислородсодсржащегu газа, подаваемого в камеру 25, может быть умен ьшеио. (>рячий восстановительный газ проходит,ерез слой окислов, например, железа в реакторе и восстанавливаст пх. BI>lxo.(я ций из реактора 1 183 охлаждается и обез»0w!InaeTcH в холодильнике 7.

Аналогичным образом газ про: одит (срез реакторы 2 и 3. После выхода из холодильника 9 газ поступает в истему 16 и часть его используется в качестве топливы, и другая часть (в случае нсобходимо(1и! может быть направлена в реактор 1 (в этом случае к восстановительному гы3у целесообразно добавлять по трубопров0,1у 14 некоинсрсированный газообразный углеводород, например метан).

Реактор 39 (по конструкции аналогичный реакторам 1, 2 и 3) на описываемом этапе служит д.тя выгрузки продукта реакции и для загрузки исходной руды.

Часть восстановительного газа от холодильника 6 по тру(>опроводу 30 направляется в систему 27, 28 трубопроводов для рецHpкуляции охлаждающего газа и в реактор 11 для охлаждения получаемого продукта. В результате прохождения холодного газа через горячий продукт, например губчатое железо, последний охлаждается.

После охлаждения материала k(peaxTOре 11 и окончания цикла восстановления в реакторе 1 с помощью cHcTEмы клапанов производят перек.(ючение газового потока так, что реактор 11 становится реактором .la!ÿ BbII p)зки продукта и загрузки исходной руды (вх(есто реактора 39), первый реактор

l для noc«(akiunлеиия становится реактором для охлаждения (вместо реактора 11), реактор 2 становится первым реактором для восстановления, реактор 3 — вторым, ы реактор 39 -- трстьим. 11икл восстановления повГОРЯСTС>1.

Наличие такого «внепоточного» реактора для охлаждения получаемого продукта позволяет регулировать состав и скорость газового потока через слой охлаждаемого продукта независимо от состава и скорости в реакторах 1, 2 и 3. Состав охлаждающего газа может быть изменен путем подачи СО, СО>СН,, Н или N. в систему 27, 28 в дополнение или взамен продуктов конверсии.

Это позволяет в широких пределах изменять состав получаемого продукта.

62 <П

Форлгггла изобретения

ЦНИИП!! Закс<а 550!/5 Тираж 767 Подписное

Фи.чиа<ч ППГ! «<гатент», г. Ужгороа. .ч. Проектная, 4

Кроме того, охлаждение получаемого продукта во «внепоточном» реакторе позволяет использовать более, чем два реактора для восстановления, как это возможно в известном агрсгате благодаря тому, что потеря давления во «внепоточном» рсакторе не складывается с потерями гавления в реакторах

1, 2, 3 для восстановления. Это позволяет повысить эффективность использования восстановления.

l. Агрегат для восстановления окислов металлов газами. содержащий последовательно расположе

P<. ll I

2. Агрегат по п. 1, от.гггчаюгцийся тем, что тр бопровод, соединяющий систему трубопроводов для рециркуляции охлаждающего газа с источником восстановительного газа, снабжен клапаном д.!я регулирования подачи восстановительного газа в систему.

3. Агрегат по пп. 1 и 2, отлпчаюигиггея

20 тем, что он снабжен трубопроводом для подачи газообразного углеводорода, соединенным с трубопроводом для подачи газа к реакторам для восстановления окислов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3136623 НКл, 75 — 34, 1964.