Способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи

"11 о чс,е ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцналнстнческнкРеспублик) 2531007/22-02 10,10,77 ( с присоединением заявки Ю С 22 В 5/12 Е 27 В 7/28 сударстввиный комитет СССР 3) Припри(53) УДК 669,046 .464(088.8) до делам изобретений и открытийО, Бнллеинь1 вано 05,04 та опубликования описания 08,04,80 72) Автор изобретения С. Стыскин нститут газа Академии наук Украинской СС(71) Заявитель СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКИСЛОМЕТАЛЛОВ ВО ВРАШАЮШЕЙСЯПЕ ЧИ прост ф надсдо счет сжиган летучих, а также пре восстановления ициентами: расход ранстве топли з тшевиИзобретение относится к черной металлургии, в частности к врашающимся труб.чатым печам, предназначенным для восстановления и обжига железных руд, иможет быть применено на горнообогатительных комбинатах, а также для обжигацементного клинкера.Известен способ восстановления окислов металлов во вращающейся печи Ц ,согласно которому восстановительный газти воздух подают в печь попеременно через одни и те же сопла, расположенныепо длине печи и проходящие через кожухи футеровку, Восстановительный газ подают под шихту (когда сопло находитсяв нижнем положении), При дальнейшемвращении печи происходит перерыв, а-затем по выходе сопла из-под шихты через него подают воздух,Наиболее близким к изобретению яв, ляется способ восстановления железных, руд углеводородами во вращающихся печах, включающий загрузку в печь рудыи твердого восстановителя, нагрев шихты дувку шихты в он углеводородами с коэфф аменьше единицыЯ,статком вышеуказанна о способавосстановления является большой расходтоплива из-за низкой степени использования восстановительной способности утлеводородов, Кроме того, нагрев слояОобрабатываемого материала осуществляется преимущественно через поверхностьраздела газ- твердое тело" (слой - надслоевое пространство), что неэффективно5и также связано с большим расходомтоплива.Целью изобретения является новьние степени использования восстанотельной способности углеводородов.Поставленная задача достигается тем,что смесь углеводородов с окислительнымгазом подают в слой шихты при коэффициенте расхода окислителя от 0,1 до 0,3,когда высота слоя составляет 1,1-1,8"радиуса печи, и при коэффициенте расхо-"да"окйслителя от 0,7 до 0,9, когда вы-,сота слоя составляет 0,5-0,9 радиусапечи,Зля осуществления предлагаемого спо 5соба в печи, содержащей футерованныйкорпус, загрузочную и разгрузочную головки, горелки для нагрева и фурмы дляпродувки слоя установлены радиально наповерхности печи, футеровка корпуса в се Очении выполнена в форме эллипса с коэффициентом сжатия от 2/5 до 4/5,Благодаря эллиптической форме футеровки обрабатываемый материал при враще " нии йечи будет иМеть попеременно изменяющуюся высоту и поверхность нагрева.При вертикальном положении большойоси эллипса футеровки высота слоя шихтыбудет иметь максимальное значение (от1,1 до 1,8 радиуса печи - в зависимости от насыпного веса шихты). В этот момент продувку слоя осущестмвляют при низких значениях коэффициентарасхода окислителя ( с( = 0,1-0,3), при 25которых имеет место конверсия, разложение углеводородов с образованием максимального количества (до 50%) газообразных восстановителей в виде водородаи окиси углерода. Чрм выше при этомвысота слоя шихты, тем более полно бу дет использоваться восстановительная спо-собность образующихся восстановительныхкомпонентов.При вращении печи в тот момент, ко- Мда в вертикальном положении находитсямалая ось эллипса, высота слоя шихтыбудет минимальной (0,5+0,9 радиуса печи), но зато максимально будет раскрыта поверхность, и нагрев в этот момент Онаиболее эффективный,На фиг. 1 и 2 показана вращающаясяпечь. Печь содержит загрузочную головку 1, футерованный корпус 2, разгрузочную головку 3, фурмы 4 для подачив слой углеводородов в смеси с окисли-тельным газом. футерованный корпус 2в сечении выполнен в виде эллипса, Нанаружной поверхности печи установленыфурмы 4, 5. Фурмы имеют по три пат- фрубка: патрубок 6 - для подвода газаи два патрубка 7, 8 меньшего и большего диаметров - для подвода окислитель"ного газа (воздуха). Воздушные патрубки фурм имеют клацая 9, 10 для попеременного включения и вьпцпочения воздуха, подаве.мого через патрубки 7, 8,Газовый патрубок 6 имеет клапан 11 для 03включения газа под слоем шнхты и выключения над слоем.Печь работает следующим образом,Дробленную руду в смеси с углем загружают в печь через загрузочную головку 1,Шихту нагревают за счет сжигаемого в фрабочем пространстве газа. При вращениипечи, имеющей наклон в сторону выгруз-,ки, шихта перемещается в направлении раэгрузочного конца и попадает в зону продувки, гдечереэ фурмы подают газ и воздух.В момент вращения печи, показанныйна фиг. 2 высота слоя шихты максимальная, поскольку вертикально расположенабольшая ось эллиптической футеровки. Вэтот момент включают фурмы 4, причемгаз подают через патрубок 6 с клапаном.11, а воздух - через патрубок 7 (меньшего диаметра) с клапаном 10. Клапан9 закрыт. Подача воздуха через патрубок,меньшего диаметра обеспечивает получение смеси с коэффициентом расхода воздуха К = 0,1 - 0,3, При дальнейшем.вращении печи высота слоя шихты постепенно уменьшается, так как в вертикальноеположение приходит малая ось эллиптической футеровки,При выходе из, под слоя шихты фурмы4 отключаются, для чего срабатываютклапана 11 и 10, а фурмы 5 включаются,когда попадают под слой шихты, Дляэтого включается клапан 11 подачи газаи клапан 9 подачи воздуха через патрубок 8 большего диаметра, чем патрубок7. Коэффициент расхода воздуха при этомравен А = 0,7-.0,9.При продувке наиболее высокого слояшихты время взаимодействия .восстансьвительного газа достаточно для полноговосстановления окислов металлов и оптимальное при этом 0,1-: 0,3. При продувкенаименьшего слоя недостаток высотыслоя шихты компенсируется увеличениемскорости нагрева, что достигается повышением Ф, равным 0,7" 0,9,В дальнейшем цикл повторяется,Пример осуществления способа. Восстановление окислов металлов осуществляют в известной вращающейся печи диаметром 3 м и печи но данному изобретению.Шихту, загруженную в лечь, нагреваютдо температуры восстановлейия, Нагретаяшихта при вращении печи поступает в зону продувки, где слой пюдувают смесьюприродного газа с воздухом.Результат осуществления способа привепен в таблице,г ак о из данных осуществле- сстановле- оэффициент способ зменен орСпос тал лов во вращ ки слоя ших окислитель Таким образом приведенных в таб нии предлагаемого ния в результате и сжатия эллипса и пения высоты сло териала, а также вращения печи ко духа можно получ пень использован соответственно измея обрабатываемого маизменения во времяэффициента расхода возить максимальную стеня углеводородов, ула изобретения восстановлении окислов меающейся печи путем проду ты смесью углеводородов с ным газом при коэффициенте расхода окислителя меныпе единицы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с25 целью повышения степени использованияуглеводородов, смесь подают с коэффи/циентом расхода окислителя 0,1-0,3 првысоте слоя шихты 1,1-1,8 радиуса печи и с коэффициентом расхода окисличеЗо ля 0,7-0,9 при высоте слоя 0,5-0,9 радиуса печи,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ло 3794483,35 кл. С 22 В 5/12, 1974.2, Патент. ФРГ % 1240902,кл. 18 а 15/ОО, 1967.726203 ПодписиССР каз 609/24 Тираж 694 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открь 1 ти 113035, Москва, Ж, Раушскан наб