Способ модификации состава высокотемпературных технических газов

(21) 4776313/26 (22) 02.01.90 (46) 30,01.93. Бюл (71) Институт газ итехнический ин (72) А,П.Рудой и (56) Юдашкин М лургии, М.: Ме с.362 - 363,Ь 4АН УССРитутС.Рудой, Очисткаллу рги иевскии полазов в метал, 108,СОСТАВ ЕХНИЧЕ технологии з металлурщих оксид и новных ингных выброодификации технических вильных агят к ее таллурни ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР.(54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХСКИХ ГАЗОВ(57) Изобретение относится кутилизации газов, отходящих игических агрегатов и содержадиоксид углерода в качестве осредиентов. Для снижения вредсов в атмосферу в способе мсостава высокотемпературныхгазов, полученных из сталепла Изобретение относится к технологии утилизации газов, отходящих из металлургических агрегатов типа электросталеплавильных печей и (или) сталеплавильных конвертеров и содержащих оксид и диоксид углерода в качестве основных ингредиентав. Технологические процессы на основе йредлагаемого способа могут быть использованы на предприятиях черной металлургии для улучшения защиты окружающей среды от токсичных веществ или от "теплового" загрязнения и одновременно - для получения сырья для синтеза метанола по схеме конденсации синтез-газа.Наиболее близок к заявляемому по уехческой сущности и.достигаемому эффекту регатов, содержащих оксид углерода, включающий рекуперацию их тепла и термическую обработку при 1200-1600 С, термообработку осуществляют в присутствии водяного пара, взятого в массовом отношении к оксиду углерода, равным 0,425-0,44, с получением газовой смеси, содержащей диоксид углерода, последующее бесконтактное охлаждение смеси дистиллированной водой, отмывку двуокиси углерода и примесей водой и отвод синтез-газа. В техническом отношении проведение модификации состава технических газов позволяет получать синтез-газ. В технико-экономическом отношении достигается рациональное использование теплового потенциала отходящих из сталеплавильных агрегатов газов при существенном увеличении защиты воздушного бассейна от загазованности и "теплового" загрязнения, 1 ил., 1 табл. сО способ обезвреживания технических газов, а содержащих окись углерода, который предусматривает частичное использование ихтеплового потенциала охлаждением потока отходящих газов в рекуператорах тепла (в частности, для подогрева технологических сред), и химическую обработку - окисление ю 1 дожигания СО до СО 2 в факеле газовых го- ф ф релок с выбросом продуктов сгорания в атмосферу Я,Описанный способ прост в осуществлении,однако химический потенциал оксида углерода используется в нем только на окисление с получением тепла, Выбросы же горячего СОг в атмосферу привод тепловому загрязнению" вблизи10 15 20 25 абсорбции газообразных аногидридов во дой по схемам:С 02 + Н 20 (избыток) водный раствор .Н 2 Сз,(см. Химия, Справочное руководство. Г.Койне и др. "Химия", Л., 19, с.62, 104), - соответствует критерию охраноспособности "существенные отличия", поскольку эти 40 50 гических предприятий, а в перспективе, какуже отмечалось, способствуют наступлению"парникового эффекта".Целью изобретения является снижение вредных выбросов в атмосферу.Цель достигается тем, что в способе модификации состава технических газов, содержащих окись углерода, после их выхода из сталеплавильных агрегатов, предусматривающем рекуперацию тепла и химическую обработку, согласно изобретению, в поток технических газов непосредственно после выхода из сталеплавильных агрегатов впрыскивают водяной пар, полученную при такой химической обработке смесь синтезгаза (окиси углерода и водорода) с примесями диоксида углерода и других оксидов бесконтактно охлаждают, рекуперируя тепло, дистиллированной водой, используемой для получения водяного пара, отмывают примеси холодной технической водой и очищенный синтез-газ направляют в сборник,Предлагаемый способ, несмотря на теоретическую известность реакции пароводяной конверсии по схеме СО(избыток)+ Н 20(пар) - СО+2 Н 2+ С 02(см, Справочник азотчика. Под ред. Е.Я,Мельникова, Т,1, "Химия", М 1967, с.140-141) и теоретическую же известность процессы служат неочевидной цели - очистке газовых выбросов электросталеплавильных печей или конвертеров от токсичных компонентов с одновременной технологической утилизацией их тепла,Далее сущность изобретения поясняется примерами осуществления способа на экспериментальном стенде, схема которого показана на чертеже. П р и м е р 1; Стенд имеет последовательно подключенные один кдругому газогенератор 1, имитирующий сталеплавильный агрегат по составу технических газов, регулируемый проточный электронагреватель 2, на выходе которого можно поддерживать температуру газов, характерную для разных периодов работы сталеплавильных агрегатов, и футерованный изнутри огнеупорным материалом ци"линдрический вертикальный газовый конвертер 3, оборудованный щтуцерами 4для отбора проб газа,Газогенератор 1 имеет в донной частибункер 5 для размещения запаса угольногопорошка и штуцер 6 для подвода кислородас вентилем-регулятором 7 расхода.Конвертер 3 в донной части снабжен:эжектором 8 для засасывания потоком нагретого газа тонкодисперсной пыли оксидовжелеза, присутствующих в реальных газовых выбросах сталеплавильных агрегатов ислужащих катализаторами пароводянойконверсии окиси углерода, и штуцером 9 дляподачи водяного пара от испарителя 10 ипароперегревателя 11. От исправителя 10предусмотрен байпас 12. На трубопроводемежду испарителем 10 и пароперегревателем 11 установлен вентиль 13, а на байпасе12 - вентиль 14.При осуществлении способа на описанной установке были проведены 14 серийэкспериментов с разными исходными соотношениями "водяной пар (Н 20): оксид углерода (СО)", которые задавали режимамиработы газогенератора 1 и испарителя 10совместно с пароперегревателем 11 или отдельно от него, разными начальными температурами дымовых газов и водяного парапри минимальном усредненно-постоянномрасходе тонкодисперсных оксидов железа100 г,нм .В продуктах конверсии с помощью газоанализатора типа ТП.5501 определяли содержание СО и Н 2 и их обьемноесоотношение,Заявляемый способ реализовали следующим образом.П р и м е р 2. Кислород через штуцерподавали в газогенератор, заполненныйпредварительно угольным порошком. Приработе генератора в нем поддерживали температуру 250300 С, для чего его подключали к источнику электропитания (начертеже не показан), В результате реакции5 кислорода с угольным порошком образовывалась газовая смесь, состоящая иэ окиси идвуокиси углерода (СО 90%), которую за тем подогревали в электропечи до температур 12001600 С, Подогретую смесьподавали в конвертор, в который через штуцер тангенциально вводили водяной пар стемпературой 100 и 105 ОС,Температуру измеряли термопарами:типа ХА - для измерения температур дотипа ПР 30/6 - для измерения температур свыше 1200 С, подключенными к вторичным приборам типа КСП.Результаты экспериментов представлены в таблице,.и их температур на качество получаемого синтез-газаИсхо ная темпе ат а дымовых газов пара(воды) де конвертера 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1,70 1,80 1,90 2,00 2,00 2,00 2,10 2,15 105 105 105 105 105 105 105 105 1 2 3 4 5 6 7 8 0,4 0,41 0,42 0,425 0,43 0,432 0,435 0,44 восстановительный газ синтез-газФ синтез-газ, однако увеличивается выход СО 2 за конвертером 9 10 11 12 105 105 105 100 2,00 2,00 2,00 0,00 1200 1400 1600 1200 0,43 0,43 0,43 0,43 реакция непротекает 1400 1600 100 100 0,43 0,43 0,00 0,20 13 14 реакция протекает вялокипящая вода из испарителя Технико-экономические преимущества предлагаемого способа в сравнении с избранным прототипом заключаются в следующем.В техническом отношении основным преимуществом служит проведение модификации состава технических газов в условиях, позволяющих получать синтез-газ, что видно из 4-ой - 6-ой строк таблицы. В технико-экономическом отношении достигается более рациональное использование химического и теплового потенциала отходящих из сталеплавильных агрегатов газов при одновременном существенном увеличении защиты воздушного бассейна "от загазованности и "теплового" загрязнения. Формула изобретенияСпособ модификации состава высокотемпературных технических газов, полученных из сталеплавильных агрегатов,5 содержащих оксид углерода, включающий рекуперацию их тепла и термическую обработку типа 1200-1600 С,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения вредных выбросов в атмосферу,10 термообработку осуществляют в присутствии водяного пара, взятого в массовом отношении к оксиду углерода, равным0,425 - 0,44, с получением синтеза газа, содержащего диоксид углерода, затем прово 15 дят бесконтактное охлаждение смесидистиллированной водой, отмывку от двуокиси углерода и примесей водой и отводсинтез-газа,1791447 Редактор С. Кулако П аказ 134 ВНИИПИ на 3 сжойанц 8 а Юидмс Составитель Е. КорниенкоТехред М,Моргентал Корректор С.Патрушева Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага