Способ получения восстановительного газа

Союз СоветсиииСоциапистичесиииРеспублик ОП ИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 935474(51)М. Кл, С 01 В 3/32 3 Ьоударстмииый комитет СС С 4 ф ао делим изфбретеиий и открытий1сский ордена Трудового КрасногоЗнамениполитехнический институх,1) Заявитель(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА 2 Изобретение относи к пря муьэополу лучению жел з руды с исп ванием становительнорганическогпла высокотееактора.н способ игаза путе зо топлива с ературного аемых иомощью рного олучения .восстанм конверсии оргаиспользованием Иэвест вительногтопл ичес тепла,высокотем турного ядерног реактора 1 11.Недостатком предложенного способа является относительно высокая степень конверсии органического топлива и, как следствие, низкий коэффициент использования тепла и топлива.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения восстановительного газа с помощью тепла ядерного реактора путем конверсии природного газа. В результате получают газ, содержащий водород, окись углерода, уклекислый газ и водяной пар. Полученный газ очищаетсяот водяных паров, углекислого газаи, после подогрева, направляется ввосстановительную печь 1 21.Недостатками этого способа являются большой удельный расход природного газа и отсутствие возможностиподдерживания необходимого соотношения компонентов в целевом продукте.Цель изобретения - снижение удель 10ного расхода природного газа и поддержание необходимого соотношения компонентов в целевом продукте,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения вос 1становительного газа для процессапрямого восстановления железа из руды путем паровой конверсии метанас последующей очисткой полученных20при этом конвертированного и колошникового газов от двуокиси углерода,выделенную после очистки продуктовконверсии двуокись углерода подаютя слой твердого топлива, которое5 1 о 15 20 25 зо Формула изобретения 40 45 5 О 55 подвергают газификации, а полученнуюпри этом окись углерода смешивают спотоком конвертированных и колошниковых газов.При этом в слой твердого топливаподают двуокись углерода вколичестве 1-3,5 кмоль Сод на 1 кмоль метана, подаваемого на конверсию.Способ позволяет значительно(до 303) снизить удельный расходприродного газа на единицу получаемого продукта, снизить на 3 удельного расхода тепла в процессе, на50-60 С необходимую температуру восстановительного газа, а также возможность регулирования состава восстановительного газа путем измененияколичества углекислого газа, направляемого на газификацию твердого топлива,П р и м е р 1. В аппарате паровойконверсии метана проводят при подводе тепла от ядерного реактора конверсию метана при соотношении .пар 3;1 кмоль, Полученный при 1123 Ки давлении 0,8 ИПа конвертированныйгаэ направляют в генератор, а затемс помощью, например, моноэтаноламиновой очистки из него выделяют двуокись углерода, после чего газ поступает в отделитель водяного пара.Часть полученной двуокиси углеродав соотношении 1 кмоль СО 2 на 1 кмольметана, подаваемого на конверсию,подают компрессором через регенератор в газификатор. Туда же подаюттвердое топливо. В газификаторе при1123 К и давлении 0,1 ИПа проводятуглекислотную газафикацию твердоготоплива, а окись углерода, получаемую при этом, после отделения двуокиси углерода подают нь смешениес основным потоком конвертированногои очищенного от двуокиси углеродаи пара колошникового газа, Подогреввосстановительного газа, полученногопри смешении окиси углерода, конвертированного и колошникового газов,осуществляют вначале колошниковымгазом, а затем от постороннего источника в подогревателе.Для проведения процессов конверсии в аппарате паровой конверсиии газификации в газификаторе в этиаппараты подают горячий теплоноситель, например гелий нагреваемыйв высокотемпературном ядерном реакторе. При этом в расчете на 148,8 кгжелеза/с получаемое количество восстановительного газа равно8,195 кмоль/с с составом,З:СН 3 63 Н 20 1,13, Со 37 27,Н,57, 0; Н,0,87,Данный состав газа не являетсяоптимальным с точки зрения минимизации расхода восстановительного газаи теплового баланса печи восстановления железа, хотя энергетическивыгоден с тоцки зрения суммарногорасхода энергии в процессе,П р и м е р 2. Проведение процесса восстановления по описанной схеме при соотношении СО,: СН, = 3,0приводит к изменению состава восстановительного газа,: СН, 2,31,н,о 1,13; со 63,24, н 2 32,77,М 0,55, При этом расход восстановительного газа уменьшается до8,069 кмоль/с (на 148,8 кг железа/с),что благоприятно сказывается на суммарных потерях, связянных с восстановительной печью. В целом, как показывают термодинамические расчеты, рас.ход тепла несколько увеличивается.Таким образом, оптимальное по технико-экономическим критериям соотношение СО . СН в процессе должно лежать в диапазоне 1-3,5Экономический эффект по расходамна топливо для ядерно-металлургического комплекса производительностью1 О млн.т, стали в год составляет от4,2 до 11 млн.руб в год. 1, Способ получения восстановительного газа для процесса прямого восстановления железа из руды путем паровой конверсии метана с последующей очисткой полученных при этом конвертированного и колошникового газов от двуокиси углерода, отличающийся тем, цто, с целью поддержания необходимого соотношения компонентов в целевом продукте и снижения расхода сырья, выделенную после очистки продуктов конверсии двуоксиь углерода подают в слой твердого топлива, которое подвергают газификации, а полученную при этом окись углерода смешивают с потоком конвертированного и колошникового газов,2. Способ по и. 1, о т л и ц аю щ и й с я тем, цто в слой твердого топлива подают двуокись углерода в количестве 1-3,5 кмоль Сод. на935474 Составитель Е.КорниенкоРедактор А,Гулько Техред 3, фанта Корректор Г.Огар Заказ 4145/28 Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и окрытий113035 Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 51 кмоль метана, подаваемого на конверсию.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 6 1. Патент ФРГ Н 2459876 кл. С 21 Ь 13/02, опублик. 1976. 2. Патент США Н 3976442,кл. 48-197, опублик. 1976 (прототип).