Способ утилизации конвертерных газов

) 5 С 21 С 5 38 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕН Комитет Российской Федерац по патентам и товарным знак(54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОНВЕРТЕРНЪХГАЗОВ(57) Использование: в черной металлургии, в частности в конвертерном производстве. Сущностьизобретения: атособ утилизации заключается в пропускании охлажденных обогащенных конвертерных газов через слой жепезорудных окатышей Охлаждение и обогащение конвертерных газов ведут путем подачи в конвертерные газы с температурой 1500-1700 С природного газа в количестве 0.08-0.12 м /м кг. Полученную смесь пропускаютз зчерез слой обожженных окатышей, взятых в колизчестве 1,0 - 1,5 кг на 1 м полученной смеси. Далее отработанный газ направляется на обжиг сы - рых окатышей, а горячие обожженные окатыши поступают на восстановление. 1 ил.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конвертерному производству, и может быть использовано при бескоксовом восстановлении металлов.Известен газоход для отвода конвертерных газов, в котором реализуется способ утилизации конвертерных газов путем пропускания последних через слой железорудного сырья,В известном решении утилизации химической энергии конвертерных газов низка, так как подача конвертерных газов с температурой 1500-1700 С в слой железорудного сырья приводит к его спеканию, оплавлению и ухудшению газопроницательности, в результате чего дальнейшее взаимодействие компонентов конвертерного газа и шихты железорудного сырья затрудняется,Известен способ отвода газа из конвертера, при котором гаэ охлаждают до температуры 550 - 750 С, а затем пропускают через слой железорудного сырья. В данном случае наиболее высокие температуры отходящего конвертерного газа теряются и в результате его химическая энергия не используется вовсе,Наиболее близким по своей техническсй сущности к предлагаемому является способ отвода газов, включающий пропускание кон вертерного газа через слой железорудного сырья, нагретого до 400 - 1100 С и содержащего гематит 428 - 182 кг/т стали при частичном дожигании и 7,3 - 17,1 кг/т стали при отводе газа без дожигания,Нагрев железорудного сырья до 400 - 1100 С требует дополнительного расхода дополнительного топлива, что повышает энергозатраты по способу и снижает его эффективность, Использование конвертерных газов с содержанием СО 20 О/, для обработки железорудного сырья характеризуется низкой эффективностью использования такого восстановительного газа, так как равновесное содержание СО 2:СО в указанных условиях составляет как известно (40 - 45 )/(60-65 Я, При обработке же газом СО:СО 2=20/80% восстановительные процессы развиты в крайне незначительной степени, таким образом в известном способе использование химической энергии конвертерного газа низкое.Целью изобретения является повышение эффективности использования химической энергии конвертерного газа,Поставленная цель достигается тем, что в способе утилизации конвертерных газов, включающий подачу конвертерного газа через слой железорудной шихты, согласно изобретению в отходящий конвертерный газ с температурой 1500 - 1700 С подают50 55 невозможно получение восстановительного газа с высокими свойствами и нужного его количества, т.е. снижается степень использования химической энергии конвертерного газа.Подача в конвертерный газ с температурой, равной 1700 С, природного газа в количестве более 0,12 м /мкг необоснованно увеличивает расход природного газа, которого при подаче более 0,12 м /м кг создазется избыток, что для поЛучения восстаноприродный гаэ в количестве 0,08 - 0,12м /м кг, затем полученной смесью газов3 3восстанавливают железорудную шихту в виде обожженных окатышей в количестве 1,0 -5 1,5 кг на 1 м полученной смеси газов, аЭобразованным после восстановления обожженных окатышей газом ведут обжиг сырыхокатышей иэ железорудной шихты, при этомобожженные окатыши подают на восстанов 10 ление горячими,При подаче природного газа в конвертерный газ с температурой 1500 - 1700 С создаются необходимые. условия дляхимической реакции и максимального.ис 15 пользования химической энергии конвертерного газа, отходящего непосредственнопосле конвертера, соответственно повышается степень использования химическойэнергии конвертерного газа,20 При использовании конвертерного газас температурой ниже 1500 С ухудшаютсяусловия для эффективного использованияхимической энергии, так как для прохождения полноценной химической реакции сприродным газом температура конвертерного газа в этом случае недостаточна,Подачу природного газа в конвертерный с температурой выше 1700 С осуществить не удается, так сразу после конвектора,З 0 конвертерный газ имеет максимальную температуру 1700 С, т,е, получить температуруконвертерного газа выше 1700 С сразу после конвертера невозможно,Подача в конвертерный газ с 1=1500 -35 1700 С природного газа в количестве 0,08 -30,12 м /м кг соответственно температуреобеспечивает возможность проведения более полной химической реакции природногогаза с конвертерным, при этом повышается40 степень использования химической энергиипоследнего, полученный газ обладает болеевысокими восстановительными свойствами,его количество возрастаетПодача в конвертерный газ с 1=1500 С45 пэоиродного газа в количестве, меньше 0,08м /м, не создает условия для проведенияполной химической реакции природного газа с конвертерным, так как природного газанедостаточное количество, соответственновительного газа нужного количества с высокими свойствами не нужно. При избытке природного газа в смеси может образоваться сажа.При подаче в конвертерный газ природного газа происходит сброс температуры с 1500 - 1700 С до 900 - 1000" С эа счет химической реакции между С 02 конвертерного газа и СН 4 природного газа Полученный восстановительный газ с температурой 900 - 1000 С обладает более высокими восстановительными свойствами его количество возрастает. Затем его пропускают через железорудную шихту, взятую в виде обожженных окатышей в количестве 1,0 - 1,5 кг на 1 м полученного газа,Восстановление обожженных в количестве 1,0 - 1,5 кг на 1 м восстановительнымзгазом с т=900 - 1000 С обеспечивает полное восстановление обожженных окатышей, т,е. идет наиболее полное использование химической энергии полученного газа,При восстановлении обожженных окатышей в количестве менее 1,0 кг на 1 мз восстановительным газом с с=900 - 1000 С приводит к избытку восстановительного газа и к его недоиспользованию, т,е. Снижается использованием его химической энергии, При восстановлении обожженных окатышей в количестве более 1,5 кг на 1 м восз становительным газом с 1=900 - 1000 С приводит к тому, что не все окатыши восстанавливают, часть из них остается невосстановленной, поэтому увеличение количества обожженных окатышей более чем 1,50 кг на 1 м повышает энергозатраты на продувание слоя, но не увеличивает количества восстановленного железа, что в конечном итоге Снижает степень использования химической энергии конвертерного газа. Образованным газом после восстановления обожженных окатышей ведут обжиг сырых окатышей из железорудной шихты, используя его химическую энергию.Обожженные окатыши горячими подают непосредственно на восстановление, что способствует лучшему протеканию реакции восстановления обожженных окатышей и соответственно наиболее полной утилизации химической энергии конвертер- ного Гдзд.На чертеже изображена технологическая схема реализации предлагаемого способа,Технологическая схема реализации предлагаемого способа включает в себя конвертер 1, соединенный с газоходом 2 отходящих. конвертерных газов 3. Газоход 2 соединен с трубопроводом 4 природного газа 5. В газоходе 2 установлены охлаждае 20 25 30 35 40 45 50 55 мая решетка 6, на которой расположены отожженные окатыши 7, и охлаждаемая решетка 8, на которой расположен слой сырых окатышей 9 иэ железорудного сырья. Из бункера 10 подаются сырье окатыши 9 из железорудного сырья. Газоход 2 соединен с трубопроводом 11 для воздуха, расположенным между охлаждаемыми решетками 6 и 8, Патрубок 12 предназначен для вывода отработанных газов 13, Стрелкой 14 показано направление газа образованного, после восстановления отожженных окатышей.Из конвертера 1 отводят конвертерный газ 3 с температурой 1500 - 1700 С, направляя его в газоход 2. К газоходу 2 подводят трубопровод 4 природного газа и ведут подачу природного газа 5 в отходящий конвертерный газ 3 в количестве 0,08-0,12 м /м кг, Здесь происходит химическая реакция между метаном природного газа 5 и двуокисью углерода конвертерного газа 3 В результате этой операции температу-. ра полученного газа составит 900 - 1000 С, его объем возрастет на 8 - 10 , содержание СО повысится до 95% и примерно 5 будет составлять Н 2, Полученный восстановительный гаэ пропускают через слой обожженных окатышей 7, который находится на охлаждаемой решетке б, В этой зоне происходит восстановление обожженных окатышей 7. Идут следующие реакции: Степень использования СО и Н 2 составит 40 и 15 осоответственно,Полученный газ 14 после восстановления обожженных окатышей 7 имеет в своем составе до 58 оСО и температуру 450 - 550 С. Дальше он поступает на обжиг сырых окатышей 9, которые находятся на охлаждаемой решетке 8 и подаются из бункера 10. Для горения отходящих после восстановления обожженных окатышей 7 газов 14 подают воздух 11. После обжига окатышей 9 отходящие газы 13 по патрубку 12 направляют на газоочистку (на чертеже не показано), Затем обожженные окатыши 9 горячими непосредственно подают на восстановление. Подача природного газа 5 высокотемпературный лоток отходящихконвертерных газов 3 позволяет проводить охлаждение беэ значительных затрат за счет использования химической энергии отходящих конвертерных газов, При этом используется гаэ с повышенным содержанием СО для восстановления и обжига железорудной ш ихты (с о ответствен но окатышей 7 и 9).П р и м е р 1, Конвертерный газ 3 с температурой 1500 С подавался в газоход 2 5 10 диаметром 500 мм, К газоходу 2 подводился природный газ 5 с температурой 25 С в количестве 0,08 м /м кг. После смешения поз зтоков газов 3 и 5 температура смеси составила 900 С, В этот поток добавили 1,0 кг обожженных окатышей 7 на 1 м получензной смеси. После восстановления окатыши 7 охлаждались воздухом. Степень использования полученной смеси газов 3 и 5 соста 15 20 25 вила 40, Далее отработанный газ 14 поступал по гаэоходу 2 вверх, его сжигали в потоке воздуха, подаваемого из трубопровода 11, а отходящими газами 14 вели обжиг сырых окатышей 9, Далее восстановленные окатыши 7 выгружали, а на сетку 6 осуществлялась подача обожженных горячих окатышей 9, на сетку 8 велась загрузка следующей партии сырых окатышей иэ железорудной шихты.В результате по окончании процесса 30 было установлено, что использование химической энергии конвертерного газа составила. приблизительно 1000. Степень использования конвертервого газа составила 90%,50 рых окатышей 9, Обожженные окатыши беэ охлаждения подавали на восстановление, В результате химическая энергия конвертерного газа использовалась полностью (10 ОЯ Общее использование газа (т,е. его утилизация 90,П р и м е р 3, Способ осуществлялся аналогично способу по примеру 1, но конвертерный газ 3 с температурой 1700 С смешивали с природным 5 с температурой 25 С П р и м е р 2, Способ утилизации осуществлялся на том же оборудовании, что и в примере 1 с сохранением операций и их последовательности. Но в газоход 2 подавался конвертерный газ 3 с температурой 40 1600 С. Его смешивали с природным газом 5 с температурой 25 С в количестве 0,1 м /м кг. В полученную смесь с температурой 950 С добавляли 1,3 кг окатышей на 1 м газа. Степень использования полученной 45 смеси составила 40, Далее полученный в результате восстановления обожженных окатышей газ 14 сжигали в потоке воздуха, а вродукты горения подавали на обжиг сыв количестве 0,12 м /м кг, В полученнуюз зсмесь с температурой 1000 С добавляли 1,5 кг обожженных окатышей 7 на 1 м газа. Степень использования восстановительной газовой смеси составила 400. Далее отработанную смесь газа сжигали в потоке воздуха, а продукты горения направляли на обжиг окатышей 9, а обожженные окатыши в горячем виде подавали на восстановление, В результате получили 100-ное использование химической энергии конвертерного газа, причем общее использование конвертерного газа (утилизация) 90,П р и м е р 4, Способ осуществлялся по примеру 1, но конвертерный газ 3 с температурой 1400 С смешивали с призоодным газом 5 в количестве 0,6 м /м кг. В полученную газовую восстановительную смесь добавляли 0,5 кг обожженных окатышей 7 Степень использования восстановительной газовой смеси составила 330. Отходящий газ 14 сжигали в потоке воздуха, а продуктами горения обжигали сырые окатыши 9, горячие обожженные окатыши подавали на восстановление, Химическая энергия конвертерного газа использовались на 940, т.е. при выходе значений режимов за заявляемые интервалы эффективность использования химической энергии снизилась и общее использование (утилизация) конвертерного газа составила 83;.П р и м е р 5, Способ осуществляется по примеру 1, но конвертерный газ с температурой 1500 С смешивали с позиродным газом в количестве 0,12 м /м кг, Качество смеси снизилось за счет появления сажи. В полученную смесь с температурой 850 С подачи 2 кг окатышей на 1 м газа, Степень использования восстановительной смеси составила 30. Отходящий гаэ использовался на обжиг окатышей, горячие обожженные окатыши подавали на восстановление, Использование химической энергии газа составило 89. Общая эффективность использования конвертер- ного газа 78, т.е. произошло снижение степени использования химической энергии и утилизации конвертерного газа.Предлагаемый способ повышает эффективность использования химической энергии конвертерного газа.(56) Авторское свидетельство СССРМ 236495, кл. С 21 С 5/38, 1967,Авторское свидетельство СССРМ 589259, кл. С 21 С 5/38, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 631538, кл, С 21 С 5/38, 1975,10 2002812 Формула изобретения ставитель И,Портновахред М.Моргентал Редактор Е.ПолионовЗаказ 3217 орректор Н,Милюкова дписно НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ, включающий подачу конвертерного газа через слой железорудной 5 шихты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования химической энергии конвертерного газа, в отходящий конвертерный газ. с температурой 1500 - 1700 С подают природный газ в 10 количестве 0,08 - 0,12 м /мкг, затемз зполученной смесью газов восстанавливают железорудную шихту в виде обожженных окатышей в количестве 1,0 - 1,5 кг на 1 м полученной смеси газов, а образованным после восстановления обожженных окатышей газом ведут обжиг сырых окатышей из железорудной шихты, при этом обожженные окатыши подают на восстановление горячими,