Способ прямого восстановления окислов железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1438 юлик 4 С 21 ГОСУДПО ДЕЛ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОП ИЗОБРЕТЕ АТЕНТ ма Р 42АГ (АТ)Кокс(АТ)8)145934 антин Иика, пр шивают ют над изобре(54) СПОСОБ ПРЯМОГО ВОССТАН ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА(57) Изобретение относится металлургии, к способам пр ОВЛЕН области мого вос(21) 3938081/23-02(56) Патент СССР Р 1кл. С 21 В 13/00, 19 становления содержащих оксиды железатериалов восстановительным газом,ученным в плавильном гаэификатореь изобретения - повышение эффективности способа. Способ осуществляется непосредственной подачей дисперсных добавок и акцепторов серы в псевдоожиженный слой и рециркулируемогоколошникового газа с 15-307, углекисолого газа и температурой 80-800 С.Температуру слоя поддерживают от1150 С до температуры плавления шлаи этом мелкую фракцию угля смес уловленным пылеуносом и подарасплавом шлака. Использованиетения повышает эффективностьпроцесса, 7 з.п. ф-лы, 1 ил, 1438614Изобретение относится к металлургии, а именно к способу прямого вос - становления содержащих окись железа материалов восстановительным газом, полученным в плавильном газификаторе.Цель изобретения - повышение эффективности процесса.На чертеже представлена схема ус - тановки, реализующей предлагаемый 10 способ.В верхнюю часть газогенератора 1 выходят подводящие трубопроводы для крупнокускового угля и для добавок, Уголь подают из сборника 2 при помо щи шнекового конвейера 3, добавки 4 подают из сборника 5 через шнековый транспортер 6 в генератор 1.Кислородсодержащий газ подают в нижнюю часть генератора через трубо провод 7 и мелко размолотые акцепторы сернокислотного типа вдувают с подаваемым газом из резервуара 8 для хранения через отводные трубопроводы 9, 10 и 11 в нижнюю и в верхнюю 25 части генератора 1. В генераторе 1 благодаря подходящим скоростям потока вдуваемых газов поддерживают кипящий слой угля, Температуру кипящего слоя поддерживают в пределах от 1150 С до 30 температуры плавления шлака, причем негазифицируемые части золы угля получают в плавком состоянии, а кислые соединения, например сульфид кальция, переходят в шлак, 35Жидкий шлак собирается в нижней части генератора 1 с образованием шлаковой ванны 12 и периодически отводится через отверстие 13 для выпуска шлака. Образованный генераторный 40 газ выходит из верхней части генераторачерез трубопровод 14 и охлаждается в холодильнике 15 косвенно теплообменом с водой до температуры ниже температуры затвердевания шлака.15 Затем генераторный газ направляют в установку 16 пылеулавливания, которая может представлять циклон.Очищенный от частиц твердого вещества генераторный газ подают через трубопровод 17 в шахтную печь 18 прямого восстановления, Перед установкой 16 пылеулавливания или после нее воз - можна добавка в генераторный газ некоторого количества очищенного от пыли и сжатого возвращенного на повторную переработку из шахтной печи 18 колопшнк ного газа для доведения температур:, н отношения СО/СО в носсзановительном газе до требуемых величин, Так как колошниковый газ нарядус СОсодержит воду, его добавляютк генераторному газу лишь после прохождения через холодильную сушилку19, Сравнительно холодный колошниковый газ с содержанием воды предпочтительно менее 17, через трубопровод20 выходит после установки пылеулавливания 16 в трубопровод 17. Еслиподачу холодного колошникового газапроизводят перед установкой 16 пылеулавливания в трубопровод 14, то,хотя и можно поддерживать температуру в установке 16 пылеулавливанияниже, установку 16 пылеулавливанияследует рассчитывать для большей пропускной способности газа.В шахтную печь 18 загружают сверху содержащий окись железа материал21, который в противотоке вступает вконтакт с горячим не содержащим пыливосстановительным газом и превращается в высокометаллизированный продукт22, Образованный продукт 22 выгружают из шахтной печи 18 в холодном виоде с температурой около 50 С или вгорячем виде с температурой около700-800 С. Горячий выгруженный припомощи шнеков продукт после удаленияугольной пыли можно подвергать брикетированию.Частично окисленный восстановительный газ на колошнике выходит изшахтной печи 18 через трубопровод 23и поступает в установку 24 для мокрого обеспыливания, которая снабжаетсягорячей водой 25 из холодильника 15,В результате обеспечивается определенное содержание влаги в верхнемслое газа, которое необходимо какдля регулирования температуры и дляэкономии кислорода в генераторе 1так и для повышения содержания водорода в генераторном газе,Колошниковый газ достигает примокром обеспыливании температурыоколо 50-75 С и собирается в трубоопроводе 26. Осажденные остатки 27после сушки можно снова загружать вшахтную печь 18, Часть очищенногоот пыли, насыщенного водяным паром иохлажденного верхнего слоя газа через компрессор 28 через нагреватель29 и трубопровод 30 (целесообразносо многими выходами на различной высоте) возвращают на повторную переработку сбоку через стенку генератора1 в область кипящего слоя. Дальнейшая добавка пара из наружного источника пара оказывается излишней. Содержащуюся в верхнем слое газа двубокись углерода снова переводят вокись углерода в действующем в качестве печи для газификации реформикгагенераторе 1. Возврат на повторнуюпереработку колошникового газа в различных местах генератора 1 повышаетстепень превращения введенного угляи дает низкие потери пыли.Если возвращенную на повторнуюпереработку часть колошникового газа 15необходимо предварительно подогреватьдо предпочтительной температуры от500 до 700 С, то это подогревание целесообразно производить в нагревателе29 сжиганием второй части очищенного 20от пыли колошникового газа из отводного трубопровода 31 с кислородсодержащим газом, например воздухом.Остающийся колошниковый газ отводят из установки 32 для снижения количества инертных газов.Осажденные из генераторного газа вустановке 16 пылеулавливания частицытвердого вещества 33 после прохождения через систему шлюзов удобно смешивать в охлаждающем шнеке 34 с пнпевидным углем 35 и при этом одновременно охлаждать до температуры около60 С. Смесь 36 возвращают на повторную переработку в нижнюю область гене-Зратора 1, причем часть выходящего изкомпрессора 28 верхнего слоя газа отводят в трубопровод 37 и дополнительно сжимают в компрессоре 38, Дополнительно сжатый верхний слой газа направляют вместе со смесью 36 в резервуар 39 суспендирования и образовавшуюся там суспензию типа твердоевещество в газе вдувают через трубопровод 40 немного выше уровня шлаковой ванны 12 в нижнюю область газогенератора 1, Наиболее целесообразноразмещать выходы трубопроводов длякислородсодержащего газа 7 и для акцепторов серы 9 и трубопровода 40 над 1:Оповерхностью шлаковой ванны. Количество унесенной угольной пыли благодаря этому виду подачи пылевидного угля сильно уменьшается,Генераторный газ выходит из генератора с минимальной температурой950 С, он содержит серы менее 50 ррш,остепень восстановления составляет15-30В возвращенном на повторную переработку колошннковом газе из шахтной печи прямого восстановления содержатся вода и СО, Двуокись углерода преобразуют в газогенераторе частично снова в окись углерода, содержание воды приводит к повышению количества водорода в генераторном газе и позволяет подавать меньшее количество кислорода.Целесообразно вводить фракцию используемого для образования генераторного газа угля с размером зерен от 3 до 25 мм через верхнюю часть газогенератора. Вследствие высокой те.1- пературы в газогенераторе происходит самопроизвольное разрывание крупно- кусковых частиц угля. Размер зерен получающихся частиц угля допускает их проникновение в кипящий слой угля .Эффективным вариантом осуществления способа является подача части очищенного от пыли и сжатого колошникового газа после прохождения через холодильную сушилку в генераторный газ для регулирования отношения окиси углерода к двуокиси углерода и температуры получающегося при этом восстановительного газа в пределах от 750одо 1000 С, этот восстановительный газ направляют в шахтную печь восстановления.Регулированием температуры и отношения СО к СО в восстановительном газе получают возможность восстановления подаваемых в шахтную печь прямого восстановления содержащего окись железа материала, кусковой руды, гранул или спеченного материала и возможность регулирования содержания углерода в образованном прямовосстановленном железе.При этом колошниковый газ, особенно с содержанием воды менее 1 Х, добавляют в генераторкый газПолученный согласно предлагаемому способу высокометаллизированный продукт со степенью металлизации 90 - 98 содержит серы 0,03 - 0,05 , углерода 1,0 - 3,0 ,. Он может быть использован в качестве исходного материала в электрической дуговой или в плазменной печах.Целесообразно нагревать предварительно возвращенный на повторную пе реработку колошниковый газ перед впуском в газогенератор сжиганием другой части очищенного от пыли верхнего14386146процесса, акцепторы серы и дисперсныедобавки подают в прямотоке или проти"вотоке в кипяпщй слой отдельно от угт ля, а рециркулируемый колошниковый5газ с концентрацией СО 15-30 . и темопературой 80-800 С подают а кипящийслой сбоку через стенку газогенератора, при этом температуру кипящегоаслоя поддерживают в пределах от 1150 Сдо температуры плавления шлака, а шлакудаляют вблизи основания генератора,кроме того, пылеунос из газогенератора смешивают с зернами угля до 3 мм ивозвращают обратно в нижнюю часть надповерхностью шлаковой ванны.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я . тем, что фракцию угля3-25 мм вводят через верхнюю часть20 генератора,3. Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что ЭОпо объь ему обеспыленного и сжатого колошникового газа после охлаждения добав 25 ляют к газогенераторному газу. 5слоя газа (предпочтительно до 500 - 700 С).Можно также подавать возвращенную на повторную переработку очищенную о пыли и сжатую часть колошникового газа без предварительного подогрева в газогенератор. В этом случае температура колошникового газа, которая зависит от степени сжатия, составляет около 80-200 С. Давление в газоогенераторе устанавливают в пределах 2,5 - 5,5 бар. В шахтНой печи преобладает давление 2 - 5 бар, причем давление в Генераторе должно быть выше, чем в шахтной печи, минималь но на 0,3 бар.Удобно возвращать на повторную переработку в газогенератор 30 - 50 всего получающегося колошниковогогаза.Акцепторы серы и в случае необходимости другие добавки можно подаватв газогенератор одновременно в нескольких местах. Места подачи могут находиться как в верхней так и в нижней части газогенератора.Способ позволяет уменьшить содержание серы в продукте до 0,03 - 0,05 .,а также повысить эффективность за 30счет увеличения температуры при газификации. формула изобретения351. Способ прямого восстановления окислов железа, включающий газиФикацию угля в кипящем слое газогенератора кислородом и паром с добавлением акцепторов серы, подачу полученного га- о за в шахтную печь, рециркуляцию ко-" лошникового газа, обеспыливание, обезвоживание и добавление его к газу, полученному в газогенераторе, возвращение пылеуноса в смеси с углем в нижний участок газификатора в кипящем слое, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности 4. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что добавляемый рециркулируемый газ перед подачей в газогенератор нагревают до 500-700 С путем сжигания части очищенного рецир кулируемого колошникового газа.5, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что добавляемый рециркулируемый газ содержит менее 1 влаги.6. Способ по п. 1 о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что акцептор серы подают в газогенератор одновременно в нескольких местах.7. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что пылеунос из газогенератора перед возвращением в кипящий слой охлаждают.8. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что пылеунос вместе с пылевидным углем вдувают в газогенератор колошниковым газом,438614 л остав ед М. селовская Редакто Подпис каэ 5973 13 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проект Тираж 545 1 ИИПИ Государствен по делам изобрет 35, 1 осква, Ж, Савельевич Корректор М. Демчик ого комитета СССций и открытийаушская наб., д.