Способ восстановления окислов железа во взвешенно фонтанирующем слое

Союз Советсклк Социалистическив РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исимое от авт, свидетельства- влецо 23.111,1970 ( 1415109/22 л. С 21 Ь 13/06 динением заявкиси Комитет по делам зобретений и открыти при Совете Министров СССРПриоритет - Опубликован К 669.181.423 (088.8) юллетень12 1.1972 Дата опубликования описания 7 Х 1.1972 ЕСОЮЗНЛЯ 1 библиотека,с",А Авторы зобретени ахорин и А. Г. Боборыкин В, И. Лысенко, В ал Институт газа АН Украинской ССР явите СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА ВО ВЗВЕШЕННО-ФОНТАНИРУЮЩЕМ СЛОЕ2 Изобретение относится к восстановлению железорудных материалов во взвешенно-фонтанирующем слое.Известен способ восстановления окислов железа во взвешенно-фонтанирующем слое 5 природным газом без предварительной конверсии.Однако по известному способу в порах частиц восстанавливаемого материала отлагается сажистый углерод, содержание которого 1 О по мере увеличения времени выдержки быстро возрастает, что обусловливается появлением металлического железа-катализатора реакции разложения метана. Это является причиной высокого содержания углерода в получаемом 5 губчатом железе, что ограничивает возможности его использования в промышленности.Г 1 о предлагаемому способу восстановление ведут при 850 в 11 С в одной камере одновременно природным газом и продуктами его 2 О неполного горения, которые подают в нижнюю часть камеры двумя раздельными коаксильными потоками,Частицы железорудного сырья загружают в реакционную камеру с плавно увеличиваю з щимся снизу вверх поперечным сечением, В нижнюю часть камеры двумя раздельными коакоиальными потоками подают холодный природный газ и продукты его неполного сгорания, имеющие температуру 850 - 1100 С. На- зо пример, продукты горения - в центр камеры, а природный газ - по периферии.В камере образуется взвешенное ядро, диаметр которого меньше диаметра камеры, Частицы в ядре движутся преимущественно снизу вверх, что, однако, це исключает цх хаотического движения во всех сцаправлеция.(. Попадая в центральный восходящий поток продуктов горения, частицы железорудного материала нагреваются до требуемой температуры, Прц этом высшие окислы железа частично восстанавливаются. Взвешенный материал, перемещаемый вверх газовым потоком, отбрасывается пад свободной поверхностью слоя к периферии камерьг, где омывается природным газом, подаваемым снизу в эту зону камеры. Вдоль наклонных стенок частицы материала опускаются к вершине камеры, где снова переходят во взвешенное состояние. Частицы материала вовлекаются в газовый поток це только у вершины камеры, но отчасти и по всей ее высоте. Однако оольшинство частиц проходят полный, а не укороченный круг цирку"л 51 ции.Природный газ, движущийся по периферийному кольцу камеры, нагревается в основном за счет тепла, аккумулированного частицами материала, а также за счет теплоизлучеция горячих продуктов горения центрального восходящего потока, При этом метан раз 3342533лагается йо реакции СН 4+ С +2 Нг. Водород взаимодействует с окислами железа, а углерод в виде сажи частично отлагается в порах и на поверхности частиц восстанавливаемого материала. Разложение метана, а, следовательно, и восстановление окислов существенно железа-катализатора реакции разложения метана.В центральном газовом потоке углерод, адгезированный частицами железорудного мате риала, взаимодействует с СО, и НгО по реакциям:С + СОг = 2 СО - 161000 кдж;С + НгО = СО + Нг - 118000 кдж, 15 Образующиеся окись углерода и водород восстанавливают железорудный материал, Возможно и непосредственное восстановление окислов железа углеродом.Таким образом, восстановление железорудного материала происходит в круговом цикле, состоящем из двух стадий - восстановление окислов железа водородом и метаном, науглероживание частиц (первая ста дия); взаимодействие углерода с водяными парами и двуокисью углерода и восстановление окислов железа водородом и окисью углерода (вторая стадия).30Частицы железорудного материала, совершая круговорот из периферийной части камеры в центральную ее часть и снова к периферии и т. д., постепенно восстанавливаются;требуемая степень восстановления материала достигается определенным временем выдсржзз ки его в реакционной камере.Регулируя расходы природного газа и продуктов горения в реакционной камере, тем самым подбирая продолжительность пребыва ция частиц железорудного материала в центральном газовом потоке и в периферийном кольце камеры, создают такие условия, при которых железорудный материал восстанавливается до требуемой степени, а адгезиро; ванная сажа полностью выгорает, В цент-ральном потоке цауглерожеццый железорудный материал восстанавливается продуктаМи неполного горения природного газа. Требуе мый коэффициент расхода воздуха, который определяется температурным режимом в реакционной камере (850 - 1100 С), составляет 0,4 - 0,7.На фиг. 1 и 2 изображены два варианта практического осуществления предлагаемого способа.В реакционную камеру 1 питающим уст ройством 2 подают частицы железорудного материала, которые выгружаются по мере восстановления в бункер 3. Природный газ сжигают в газогорелочном устройстве 4, а продукты горения подают в нижгпою часть реакционной камеры 1; в центральную ее часть, или в периферийное кольцо камеры под решетку 5. Холодный природный газ подают в периферийное кольцо камеры 1 под решетку 5 или в центральную трубу.В начальной стадии процесса включают газогорелочное устройство 4 и разогревают реакционную камеру 1. Затем подают природный газ и железорудный материал, к которому можно добавить некоторое количество уже восстановленного материала. Это целесообразно только в начальной стадии процесса для ввода в реакционную камеру металлического железа-катализатора разложения метана, Последнее способствует более быстрому достижению требуемого режима раооты установки,Предмет изобретецияСпособ восстановления окислов железа во взвешенно-фоцтазсирующем слое природным газом ц продуктами его конверсии, отличаюисссйссс тем, что, с целью получения цизкоуглеродистого губчатого железа, восстановление окислов железа ведут при 850 - 1100 С в одной реакционной камере природным газом и продуктами его неполного горения, которые подают в цижцою часть камеры двумя раздельными коаксильными потоками: один - по оси камеры, другой - в ее периферийную састь.634253 фиг. 7 Фиг. Г Составители А, Йеме 11 о 1Техред Е. Борисова Редактор Баранова Корректор Т, Бабакина Загорская типография Изд,447 Заказ2048 Тираж 44 В Поди цсносЦН 1 ЛИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5