Способ изготовления горячих брикетов без связующего из железосодержащих пирофорных тонкодисперсных материалов и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХсоциАлистичеснихРЕСПУ 6 ЛИН 2 В 1/248 НИЕ ИЗОБРЕТЕН ОПИ ПАТЕНТУ емдерюгазо снач пера ате стан ка длячей отвки реслородез А-А У предустано оизе - разр устано х го из содержа кораздробленн тов без связую лезо горячих м тиц материала.Целью изобржение экономич вляется оцесса. трубопровод да конверте овыост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпо изоБРетениям и отнРытиямПРИ ГКНТ СССР(71) Тиссен Шталь АГ (БЕ)(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧИХБРИКЕТОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ПИРОФОРНЫХ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способуи установке для изготовления предназначенных для использования в производстве горячих брикетов без связующего из горючей содержащей железо мелкораздробленной массы твердого вещества. Целью изобретения является повышение экономичности процесса. Для этого мелкораздробленныйтвердый материал перед брикетированиИзобретение относится к спо устройству для изготовления значенных для использованияв дственном процессе горячих б 8016 О 5 2 продува ется восходящим окисляагретым газовым потоком ится в кипящем слое, При этомый поток регулируется так, чт ла материал нагревается до темуры воспламенения материапов, а за счет окисления по меньшей мере части металлического железа температура мелкораздробленного твердоо го материала повышается до 450-650 С. В заключение твердый материал подвергается горячему брикетированию. Отличительной чертой изобретения является то, что кипящий слой до начала окисления части металлического железа подвергается вибрации, Установка содержит реактор кипящего слоя, нижняя часть которого выполнена в виде камеры и снабжена сифонообразными концевыми колпачками надетыми на трубопровод подвода газа н входящими в кипящий слой. Реактор оборудован вибратором. Камера выполнена из нескольких секций, преимущественно трех, имеющих индивидуаль-, ные трубопроводы подвода газа снизу.2 с.и 12 з.п.ф-лы, 3 ил 1 табл. На фиг.1 показана угорячего брикетированифильтрованной пыли изгенерации СО конвертерным дутьем 1 на фиг. 2на фиг.1, на фиг. 3 -четырьмя камерами.Установка содержитпылевой бункер 2, откуная пыль черпаковым транспортером 3подается к реактору 4 с кипящим сло-,ем. Реактор с кипящим слоем вытянутв длину, покоится на колебательныхэлементах в виде пружин 5, имеетпропускающее газ дно 6, газоподводящие трубопроводы 7 и кожух 8. Реактор 4 с кипящим слоем приводится вколебательное движение возбудителямиколебаний. Нагретая до температурыбрикетирования в реакторе 4 пыль изФильтров через выход 9 подается кбрикетирующему прессу 10, в которомпыль из фильтров прессуется в брикеты. Готовые брикеты попадают дляохлаждения на охладитель брикетов,который выполнен в виде бесконечнойленты 11, причем охлаждение брикетовосуществляется протекающим окружающим воздухом. Нагретый охлаждающийвоздух собирается кожухом и отводит-,ся. Охлажденные брикеты попадают взаключение в бункер, из которого онимогут быть взяты для использованияна сталелитейном заводе.Для создания кипящего слоя 12 реактор 4 с кипящим слоем (Фиг.2) имеет камеру 13, верхняя стенка которой,образующая дно 6 реактора 4, выполнена пропускающей газ. Для этой цели вдне 6 расположены газоподводящиепатрубки 14, которые выступают надзеркалом кипящего слоя, Газоподводящие патрубки оборудованы наконечниками 15 в виде сифонов, которые входят в кипящий слой 12,Кожух 8 реактора с кипящим слоем4 имеет два газоотводных,трубопровода 16, которые оборудованы регулирующими заслонками 17. Через газоотводные трубопроводы горячие отходящиегазы подводятся к пылеотделителю 18,но могут частично идти также черезчерпаковый транспортер 3 противотоком к подаваемой пыли из фильтров ичерез соединительный трубопровод срегулировочными заслонками подводиться к пыпеотделителю 18.Таким образом, пыль из фильтров вчерпаковом транспортере уже предварительно подогревается. Это особенновыгодно при переработке холодноигрубой пыли из фильтров.Отделенные в пылеотделителе 18 изотходящих газов частички попадаютчерез черпаковый транспортер 3 сновав реактор 4 с кипящим слоем. Горячиеочищенные отходящие газы через трубо предварительного подогрева пыли из50Фильтров в первой части реакторас кипящим слоем.Посредством подвода чувствительного тепла извне металлическое железо доводится до температуры воспламенения. Подвод дополнительноготепла после начала окисления ускоряет процесс, в то время как воздействие колебаний на кипящий слой уст 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 провод 19 подаются в теплообменник 20. В этом теплообменнике расположены элементы 21 для нагрева воздуха и инертного (отходящего) газа.Установка имеет трубопроводы 22 и 23 и три горелки 24 для генерации горячих газов сгорания. Это производится посредством сжигания природного газа в воздухе, который подводится по трубам 25 и 26, Горелки 24 соединены с газоподводящими трубопроводами 7 реактора 4 с кипящим слоем. Газоподводящие трубы 7 далее трубопроводами 27 соединены с элементами 21 теплообменника 20. Камера 13 реактора 4 с кипящим слоем разделена (фиг,1) на три секции 28, в которые входят газоотводящие трубы 7. Реактор 4 с кипящим слоем имеет распределенные в нем приборы 29 измерения температуры, с помощью которых измеряется температура кипящего слоя 12 в отдельных областях. Замеренные температуры подаютсяв регулирующие органы 17, 30 и 31 в трубопроводах 16 и 27, а также в вентиляторы 32 в трубопроводах 22, 23, 25 и 26, с помощью которых управляются (регулируются) температуры и подводимые количества горячих газов сгорания, горячего воздуха и горячего инертного газа.Реактор 4 с кипящим слоем имеет установочные устройства, с помощью которых можно устанавливать наклон реактора. Возбудители колебаний оборудованы установочными устройствамй, с помощью которых можно устанавливать амплитуду и.частоту колебаний,Реактор 4 с кипящим слоем может иметь четыре секции 28 (фиг,3), причем первая соединена с кожухом 33 охлаждающей ленты 11 трубопроводом 34, а три других секции соединены с горелками 24 (Фиг,1) .Хаким образом, можно с выгодой использовать улавливаемый кожухом 33 нагретый охлаждающий воздух дляраняет каналообраэованце ц мелкораздробленные частицы целенаправленнотранспортируются по длине кипящегослоя. В качестве нагретого окцсляющего газового потока предпочтительноиспользуется нагретый воздух, в товремя как для подвода чувствительного тепла для воспламенения в кипящийслой подводят горячий газ сгоранияи/или нагретый инертный газ, предпочтительно нагретый азот.Воздух и/или инертный гаэ нагревается выходящим из кипящего слоягорячим очищенным отходящим газомпосредством теплообмена. Нагретыйвоздух, нагретый инертный газ и горячие газы сгорания подводятся вреактор кипящего слоя по меньшей мере на двух, предпочтительно на трехи более, участках, причем количествои температура нагретого воздуха,нагретого инертного газа и горячихгазов сгорания может управляться(регулироваться) независимо друг отдруга, Температура кипящего слоя измеряется более чем в одном, предпочтительно в трех, местах и значениятемпературы используются для регулирования (управления) количествоми температурой подводимого в кипящийслой нагретого воздуха, нагретогоинертного газа ц горячих газов сгорания. Количество подводимых в кипящий слой газов регулируется так,что общее количество подаваемого нагретого воздуха, нагретого инертногогаза и горячего газа сгорания остается постояннымЕсли измеренная в кипящем слоетемпература повышается выше заданнойвеличины, снижают подвод горячих газов сгорания и в заключение подводнагретого воздуха. Если, напротив,измеренные в кипящем слое температуры снижаются ниже заданногоуровня, увеличивается подвод нагретого воздуха, и в заключение увеличивают подвод горячих газов сгорания.Время пребывания твердых материаловв кипящем слое можно устанавливатьизменением наклона кипящего слояили посредством изменения задаваемыхснаружи колебаний,Если подлежащий обработке мелкораздробленный твердый материал неполностью состоит из горючего материала, часть мелкораэцробленноготвердого материала может быть замене 20 25 30 5 горючие компоненты которых малы 40 50 55 51015 на мелкораздробленным твердым топл, -вом. Предпочтительно прц этом замещаются до 15 Х цлц до 102 мелкораздробленного твердого материала мелкораэдробленпым твердым тспливом. В качестве мелкораздробленного тверцоготоплиьа может цспользовагься пылькокса цэ бурого угля и/или мелкораздробленная угольная пыль, предпочтительно цз процесса приготовления флотаццонных шламов. Твердый материалперед входом в кипящий слой можетбыть предварительно подогрет посрецством горячих неочищенных отходящихгазов цз кипящего слоя в протцвотоке.Всэможно твердый материал в первой части к.пящего слоя предварительно подогревать нагретым охлаждающим воздухом цз охладцтеля брикетов.Преимуществом изобретения является то, что решаются проблемь 1, связанные с переработкой мелкозернистых горючих твердых материалов в горячие брцкеть:, ц материалы экономным, в смысле расхода энергии, способом могут быть приведены к температуре, необходимой для горючего брикетирования. В особенности могут перерабатываться горючие пыли фцльтраццц, которые вследствие длинного пути транспортцровкц, а также промежуточногохранения теряют температуру. Могут использоваться пыли цэ фильтров,вследствие определяемых процессами в конвертерах с кислородным дутьем режцмов работы. Предлагаемый способ может проводиться, когда фильтровыеустановки находятся в начале рабочегорежима или действуют низкотемпературные условия,В таблице приведены данные, поясняющие предлагаемый способ,Формула изобретения 1, Способ изготовления горячих брикетов без связующего цз железосодержащцх пирофорных тонкодисперсных твердых матералов, включающий нагрев тонкодисперсного твердогоматериала перед брикетированием в кипящем слое .за счет тепла нагретыхгазов до 450-650 С, горячее брикетирование и охлаждение, о т л цч а ю щ ц й с я тем, что, с цельюповышения экономичности процесса,нагрев тонкодисперсного твердогоматериала осуществляют сначала дотемпературы их воспламенения путемподачи горячих отработанных газови/или нагретого инертного газа, преимущественно азота, а затем до температуры брикетирования путем окисления части железосодержащего пирофорного тонкодисперсного твердогоматериала при подаче поднимающегосянагретого воздуха, при этом нагретыйвоздух, горячие отработанные газыи/или нагретый инертный газ подводятпо меньшей мере к двум, преимущественно к трем, участкам кипящего слояпри сохранении их общего количествапостоянным, а материал в кипящем слоеподвергают вибрации,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, .что к кипящему сл:ою 2 Оподвоцят дополнительное тепло длядостижения температуры брикетирования до 800 С.3, Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что до 157преимущественно до 10%, пирофорноготонкодисперсного твердого материалазаменяют тонкодисперсным твердымтопливом.4. Способ по пп.1 и 3, о т л и - ЗОч а ю щ и й с я темчто в качестветонкодисперсного твердого топливаиспопьзуют пыль буроугольного коксаи/или тонкодисперсные угольные пыли,преимущественно полученные в процессе подготовки флотационных шламов.5: Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что тонкодисперсныйтвердый материал в первой зоне кипящего слоя нагревают воздухом, отходящим со стадии охлаждения брикетов.6, Установка для изготовления брикетов без связующего из железосодержащих пирофорных тонкодисперсных 45твердых материалов, содержащая реактор кипящего слоя с трубопроводамиподвода газа снизу, брикетировочныйпресс, расположенный со стороны разгрузки Реактора, и охладитель, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что онаснабжена вибратором, расположеннымпод реактором, и сифонообразными концевыми колпачками, надетыми на трубопроводы подвода газа, при этом нижняя часть реактора выполнена в видекамеры, верхняя часть которой образует днище реактора, а сифонообраэные колпачки расположены над днищем реактора.7, Установка по п, 6, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что камера выполнена по меньшей мере из двух, преимущественно из трех, секций с индивидуальными трубопроводами подвода газа снизу.М8. Установка по пп.б и 7, о т л ич а ю щ а я с я тем, что охладитель выполнен с воздухоулавливающим кожухом, соединенным трубопроводом с первой секцией со стороны загрузки реактора.9. Установка по пп. б и 8, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что реактор с кипящим слоем снабжен колпаком с оцним или несколькими, преимущественно с двумя, трубопроводами для отходящих газов, на которых установлены регулировочные клапаны.10. Установка по пп,6-9, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена пылеотделителем, соединенным с трубопроводами отходящих газов.11. Установка по пп.6-10, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабже на черпаковым транспортером и соединительным трубопроводом с регулирующим клапаном, при этом пылеотделитель через черпаковый транспортер и соединительный трубопровод с регулирующим клапаном соединен с колпаком реактора.12. Установка по пп.6-11, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена теплообменником с теплообменнымиэлементами для нагрева воздуха и инертного и/или отходящего газа, соединенным трубопроводом с пылеотделителем.13. Установка по пп.6-12, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена горелками, расположенными в трубопроводах подвода газа снизу реактора.14. Установка по пп.6-13, о т л ич а ю щ а я с я тем, что теплообменные элементы соединены трубопроводами с трубопроводами подвода газа снизу реактора.1605927 10 грубойпыли тонкойпыли тонкой пылис топливом 45 17 12 10 6 12 45 3 5120 80 60 700 40 30 20 750 220 200 190 800 100 100 100 40 60 50 00-500Сталелит. 200-500Сталелит. ет 200-500 Сталелит. Компоненты и показатели Металлическое железоРе (РеО)й 03СаОДобавка топливаоТемпература, Спыли с фильтрапыли в бункерена входе реакторана выходе реактораДавление брикетирования, кН/см ширины валкаТемп.п. брикетов после охлаждения, СКачество брикетов;3плотность, г/смпрочность на сжатие в холодном состоянии, даН/брик Дальнейшая переработка Содержание компонентов, мас,7 изначения показателец для1605927 оставитель Л. ПанниковТехредЛ.Сердюкова дактор И.Горна ктор вдов Подписи ираж ГКНТ С оиэводственно-иалательский комбинат Патент , г,.жгород, ул. Гагарина,Закан 3458 ВНИИПИ Госу ственного комитета по 113 И 15, Москва, Жобретениям и открытия Раущская наб., д, 4/5