Способ конверсии природного газа для доменной плавки

(71) Днепропетровский ордена Трудо вого Красного Знамени металлургиче кий институт им. Л.И.Брежнева (72) А,А.Гиммельфарб, Ю.Я.Абраменков, А.Н Минаев, В,Н.Никифоров, А.О.Симонов, Д.В.Зеленский, И.К,фо и В.В.Малый(56) Сталь, 1970, В 4, с.290-293.Рамм А.Н. Современный доменный процесс. -М.:Металлургия, 1980, с.304. его н и неп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ(54) (57) СПОСОБ КОНВЕРСИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ, включающий ев, смешивание с кислородо ое сжигание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше ния эффективности использования природного газа путем снижения содержания сажи и окислителей в конверси-рованном газе, природный газ посленагрева подвергают центробежномуразделению на легкие и тяжелые составляющие, а кислород вводят в различных объемных соотношениях в потоки легких и тяжелых составляющихгаза, определяемых стехиометрическими соотношениями для неполногосжигания этих фракций.2 ч 5588 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Заказ 3960/16 Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Изобретение относится к металлургии, конкретно к доменной плавке с вдуванием в печь высоконагретых восстаповительных газов, и может быть использовано для процессов, включающих восстановление в слое рудных материалов.Цель изобретения - повышение эффективности использования природного газа путем снижения содержания сажи и окислителей в конверсированном газе.Разделение природного газа на легкие и тяжелые составляющие позволяет путем ввода кислорода в их потоки в различных объемных соотношениях значительно снизить саже- образование и одновременно избежать ввода избыточного (сверх стехиометрически необходимого) кислорода, что повысит восстановительный потенциал конверсгаза.На чертеже изображена установка для реализации способа.Нагретый природный газ поступает на вход горелки-смесителя 1 конверсора, где в центробежном делителе 2 происходит его разделение на фрак - ции в зависимости от молекулярной массы углеводородов, соетавляющих природный газ на выходе из центробежного делителя, происходит избирательное смешивание составляющих природного газа с кислородом, истекающего из сопел 3. Далее смесь поступает во внутреннюю полость горелочного "камня" 4 камеры 5 сгорания, где происходит ее зажигание за счет тепла части газов, подсасываемых из реакционной камеры 6, в которой завершается процесс неполного горения углеводородов природного газа и происходит окончательное формирование состава конверсгаза, После этого конверсгаз, содержащийи4-7 окислителей с температурой1000-1100 С, подается через отсечные устройства 7 к специальным фурменным цриборам доменной печи 8,5 10 20 25 ЗО 35 4 О 45 5 О В процессе конверсии осуществляется контроль состава расходов, девле - ний природного газа и кислорода, температур подогрева природного газа, образовавшегося конверсгаза (температура в реакционной камере) и воды, расходующейся на охлаждение камеры, Контролируется также состав образовавшегося конверсгаза и наличие пламени в реакционной камере.П р и м е р. Опытная установка состоит иэ реакционной камеры, горелки, центробежного делителя, сети трубопроводов и рекуперативного подогревателя природного газа, Разделение природного газа на тяжелые углеводороды и ме ган осуществляют в центробеяном делителе представляющем собой трубопровод прямоугольного сечения, закрученный по спирали. Смешивание подогретого природного газа с кислородом происходит в горелке, а реакции неполного горения осуществляются в реакционной камере, состоящей из трех цилиндрических и выходной конической секции, футерованных блоками из жаростойкого бетона.Максимальный расход природного газа, поступающего на конверсию, составляет 100 м /ч, а давление 3 атм, Сред 3пий расход кислорода составляет 57 м /ч, т.е. отношение кислород -зприродный газ 057. Для сжигания тяжелых углеводородов (составляющих 10 от общего расхода газа) этот коэффициент изменяется на уровне 1,0- 2,8.Установлено, что в период, когда происходит разделение природного газа на тяжелые углеводороды и метан с. последующим сжиганием их с различными расходами кислорода, содержание сажи в конвертированном газе уменьшаетсн в 2 раза по сравнению с периодом, когда весь кислород смешивается с газом в реакционной камере (соответственно 8 и 3,8 г/иг при температуре газа 1180 С). Кроме того, концентрация окислителей в конвертированном газе снижается с 12 до ч%,