СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА ИЛИ ЖИДКИХ СТАЛЬНЫХ ПОЛУПРОДУКТОВ Российский патент 2016 года по МПК C21B13/14 C02F1/20 

Изобретение относится к способу получения чугуна или жидких стальных полупродуктов, в котором содержащее железную руду сырье и при необходимости добавки восстанавливают, по меньшей мере частично, в по меньшей мере одном восстановительном агрегате посредством восстановительного газа, и по меньшей мере часть этого выплавляют в плавильном агрегате, в частности плавильном газификаторе, при подаче твердых или газообразных углеродных носителей, в частности угля, и кислородсодержащего газа, с при одновременным образованием восстановительного газа, и восстановительный газ из плавильного агрегата и/или колошниковый газ из восстановительного агрегата подвергают чистке.

При получении чугуна в плавильном агрегате вследствие газификации угля и других исходных материалов происходит образование сложных летучих органических соединений (VOC). Эти соединения даже при высоких температурах процесса, какие имеются, например, в своде плавильного агрегата для получения чугуна, разлагаются не полностью или не при всех режимах работы.

При работе плавильного агрегата могут образовываться такие соединения, как, например, бензол-толуол-ксилол (BTX), монооксид углерода, полициклические ароматические углеводороды (PAH), а также цианиды (CN^-), которые имеют высокотоксичные свойства. Вместе с восстановительным газом эти соединения попадают в газоочистительные установки, причем при мокрой очистке эти соединения накапливаются, например, в воде. Кроме того, эти соединения присутствуют во всех технологических газах, как, например, в колошниковом газе, отбираемом из восстановительного агрегата. Если они вводятся с загрязненной жидкостью с мокрой очистки, называемой технологической водой, в градирню, это может привести к существенному загрязнению окружающей среды вследствие испарения в градирне технологической воды и содержащихся в ней VOC.

Поэтому задачей изобретения является предотвратить такое загрязнение окружающей среды при производстве чугуна или жидких стальных полупродуктов.

Согласно изобретению, эта задача решена способом по п. 1 формулы изобретения.

В предлагаемом изобретением способе растворенные в технологической воде VOC удаляют путем дегазационной обработки технологической воды. Как результат, образующуюся при мокрой очистке и обезгаженную теперь технологическую воду можно без проблем выпаривать в градирне и при этом охлаждать, не загрязняя при этом окружающую среду токсичными соединениями (VOC). В зависимости от типа и содержания пыли или частиц, которые находятся в восстановительном или колошниковом газе, может быть целесообразным перед мокрой очисткой предусмотреть сухую очистку, например циклон. Кроме того, предотвращается накапливание в технологической воде соединений VOC, так что не возникает никаких загрязнений самих установок или окружения установок.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления способа по изобретению, дегазация проводится в одном или нескольких, в частности, соединенных параллельно, установках дегазации. Установки дегазации могут быть выполнены, например, как дегазационные котлы, причем технологические объемы отдельных ступеней дегазации могут выбираться в соответствии с потребностями. Одной возможной альтернативы можно достичь последовательным расположением установок дегазации, причем в качестве первой установки дегазации предусматривается установка с самым большим размером, а следующая или следующие ступени могут соответственно выполняться с меньшими технологическими объемами.

Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления способа по изобретению, технологическая вода при дегазации дополнительно продувается продувочными газами, в частности воздухом. Благодаря продувке воздухом достигается лучшая дегазация, так что возможны меньшие технологические объемы или же меньшее число установок дегазации.

Согласно одному частному варианту осуществления способа по изобретению, газы, отделенные при дегазации, сжигают, и тепло используют, в частности, для сушки угля и/или руды. Благодаря сжиганию, с одной стороны, токсичные соединения расщепляются и тем самым превращаются в нетоксичные соединения и, кроме того, выделяющееся при этом тепло можно использовать для процесса получения чугуна или для технологических этапов подготовки сырья.

В одном особом варианте осуществления способа по изобретению предусматривается удалять отделенные при дегазации газы на фильтре вытяжной вентиляции, в частности фильтре на активированном угле. При наличии особенно токсичных соединений или при особенно строгих нормах в отношении выбросов примесей, которые выделяются в результате процесса, может потребоваться предусмотреть дополнительные меры, а именно фильтрацию отделенных отходящих газов. Кроме того, допустимо также использовать сжигание или термическое разложение отделенных газов в комбинации с фильтром вытяжной вентиляции, при этом также можно соблюсти самые высокие экологические стандарты.

В одном возможном варианте осуществления способа по изобретению предусматривается подавать на сухую очистку и/или мокрую очистку дальнейшие технологические газы. В процессе получения чугуна или жидких стальных полупродуктов может происходить загрязнение технологических газов VOC-соединениями и, как следствие, загрязнение технологической воды. Мокрая очистка применяется в основном для чистки загрязненных пылью или частицами технологических газов. Помимо образования в плавильном агрегате восстановительного газа, который называется также генераторным газом, в восстановительном агрегате может происходить также загрязнение восстановительного газа соединениями VOC. Этот газ после работы по восстановлению отбирается из восстановительного агрегата как колошниковый газ и должен чиститься перед дальнейшим применением. При этом может происходить также накапливание VOC в технологической воде. Кроме того, загрязненная технологическая вода может образовываться при обработке рециркуляционных газов, охлаждающих газов и т.д. Допустимо также проводить дегазацию технологической воды с технологических этапов, предшествующих или следующих за производством чугуна, и соответственно обрабатывать ее согласно изобретению.

Далее изобретение иллюстративно описывается на одном неограничивающем примере осуществления или фигуре.

Фиг. 1: схема технологического процесса прямой восстановительной плавки.

Фиг. 1 показывает технологическую схему одного возможного варианта осуществления способа по изобретению. В установке получения чугуна образуются технологические газы, такие как избыточный восстановительный газ RG или же колошниковый газ TG, которые нужно чистить. Восстановительный газ образуется в плавильном газификаторе 1 при подаче твердых или газообразных углеродных носителей, как, например, уголь или кокс, и кислородсодержащего газа. Содержащее железную руду сырье и при необходимости добавки, которые, сначала по меньшей мере частично восстанавливаются в восстановительном агрегате 2, вводят в плавильный газификатор 1 и плавят с образованием чугуна RE.

Образованный в плавильном газификаторе 1 восстановительный газ RG и при необходимости другие технологические газы, как, например, отбираемый в восстановительном агрегате 2 колошниковый газ TG или же непоказанные здесь рециркуляционные газы, подвергаются для дальнейшего применения чистке, при этом удаляются, например, твердые вещества, частицы, а также пыль. Эта чистка может протекать в одну или две ступени, причем, например, за первой ступенью очистки 3, как например, циклон, может следовать применение мокрой очистки. Но можно также предусмотреть лишь одну ступень очистки в форме мокрой очистки. В качестве мокрого очистителя применяется по меньшей мере один скруббер 4, 5, причем примеси вымываются с технологической водой, при этом вредные вещества, как, например, летучие органические соединения (VOC), попадают в технологическую воду. Предпочтительно, один скруббер 4 применяется для колошникового газа TG, а следующий скруббер 5 для восстановительного газа RG.

Технологическая вода отводится из скруббера 4, 5 и подается в установки дегазации 6, 7. На каждом скруббере предусмотрены устанавливаемый снизу так называемый конусный отвод и другой, устанавливаемый сверху отвод, так называемый переливной отвод. В конусном отводе скапливаются прежде всего крупные загрязнения, а в переливном отводе мелкие примеси. Из-за большого количества технологической воды, которая скапливается в переливных отводах, для больших объемов технологического газа предусматриваются установки дегазации 7. Конусные отводы ведут к конструкциям установки дегазации 6 меньшего размера.

Очищенный колошниковый газ TG можно отводить из скруббера 4 как отгружаемый газ EGa, аналогично этому очищенный восстановительный газ RG также отбирается как отгружаемый газ EGb из скруббера 5.

В установке дегазации 6, 7 вредные вещества вымываются из технологической воды при пониженном давлении и при подаче продувочного газа SG, как, например, воздух, и по линиям 8, 9 для вредных веществ отводятся как поток отходящего газа.

Очищенная технологическая вода сначала вводится в водосборный резервуар 10 и для успокоения потока вводится в приемную зону 11 и оттуда в первый отстойник 12 и очищается, причем ил удаляют. Затем технологическая вода проводится сначала в резервуар 14 горячей воды, охлаждается в градирне 15, факультативно подается в следующую приемную зону 13A и на следующий отстойник 13, а затем собирается в сборнике 16 холодной воды. Из резервуара холодной воды оборотную технологическую воду можно снова подавать в скруббер или скрубберы 4, 5.

Отстойники 12, 13 могут устанавливаться параллельно перед градирней 15 или же последовательно перед, а также после градирни 15.

По линиям 8, 9 для вредных веществ поток отходящего газа можно вместе с отделенными из технологической воды вредными веществами (VOC, воздух, другие продувочные газы) подавать на установку для дальнейшей обработки этих газообразных вредных веществ. Кроме того, эти газы можно также напрямую, при необходимости с добавкой воздуха или кислородсодержащих газов, сжигать для создания энергии, при этом могут также разложить вредные токсичные вещества. Далее можно также смешивать поток отходящего газа с другими горючими газами, в частности с горючими технологическими газами, и сжигать. Но горючий газ можно также накапливать и использовать как источник энергии. В частности, тепло, образующееся при сжигании, можно использовать в процессе получения чугуна или жидких стальных полупродуктов. Одним возможным применением тепла может быть сушка угля и/или руды.

Список позиций для ссылок

1 Плавильный агрегат

2 Восстановительный агрегат

3 Первая ступень очистки

4, 5 Скруббер

6, 7 Установка дегазации

8, 9 Линии вредных веществ

10 Сборный резервуар

11 Приемный сборник

12 Отстойник

13a Следующий приемный сборник.

Изобретение относится к способу получения чугуна или жидких стальных полупродуктов. Содержащее железную руду сырье и при необходимости добавки восстанавливают в по меньшей мере одном восстановительном агрегате (2) посредством восстановительного газа и по меньшей мере часть выплавляют в плавильном агрегате (1) при добавлении угля с образованием восстановительного газа. Восстановительный газ из плавильного агрегата (1) и/или колошниковый газ из восстановительного агрегата (2) подвергают очистке. Очистка включает сухую очистку (3) и мокрую очистку (4, 5). Технологическую воду, скапливающуюся при мокрой очистке, подвергают дегазации, и связанные в технологической воде газы, в частности летучие органические соединения, удаляют из технологической воды. Эти газы сжигают при подаче воздуха или кислородсодержащих газов для создания энергии и разложения токсичных вредных веществ, предотвращая загрязнение окружающей среды при производстве чугуна или жидких стальных полупродуктов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения жидких стальных полупродуктов, в котором содержащее железную руду сырье и при необходимости добавки восстанавливают, по меньшей мере частично, в по меньшей мере одном восстановительном агрегате (2) посредством восстановительного газа, и по меньшей мере часть его расплавляют в плавильном агрегате (1), в частности плавильном газификаторе, при подаче твердых или газообразных углеродных носителей, в частности угля, и кислородсодержащего газа, с одновременным образованием восстановительного газа (RG), причем восстановительный газ (RG) из плавильного агрегата (1) и/или колошниковый газ (TG) из восстановительного агрегата (2) подвергают чистке, отличающийся тем, что чистка включает сухую очистку (3) и мокрую очистку (4, 5), причем технологическую воду, скапливающуюся при мокрой очистке, подвергают дегазации, и связанные в технологической воде газы, в частности летучие органические соединения (VOC), удаляют из технологической воды, причем эти газы сжигают при подаче воздуха или кислородсодержащих газов для разложения токсичных вредных веществ.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дегазацию проводят в одной или нескольких, в частности соединенных параллельно, установках дегазации (6, 7).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что технологическую воду при дегазации дополнительно продувают продувочными газами (SG), в частности воздухом.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отделенные при дегазации газы сжигают и тепло используют, в частности, для сушки угля и/или руды.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отделенные при дегазации газы отделяют на фильтре вытяжной вентиляции, в частности фильтре на активированном угле.

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на сухую очистку и/или мокрую очистку подают дополнительные технологические газы.

7. Способ получения чугуна, в котором содержащее железную руду сырье и при необходимости добавки восстанавливают, по меньшей мере частично, в по меньшей мере одном восстановительном агрегате (2) посредством восстановительного газа, и по меньшей мере часть его расплавляют в плавильном агрегате (1), в частности плавильном газификаторе, при подаче твердых или газообразных углеродных носителей, в частности угля, и кислородсодержащего газа, с одновременным образованием восстановительного газа (RG), причем восстановительный газ (RG) из плавильного агрегата (1) и/или колошниковый газ (TG) из восстановительного агрегата (2) подвергают чистке, отличающийся тем, что чистка включает сухую очистку (3) и мокрую очистку (4, 5), причем технологическую воду, скапливающуюся при мокрой очистке, подвергают дегазации, и связанные в технологической воде газы, в частности летучие органические соединения (VOC), удаляют из технологической воды, причем эти газы сжигают при подаче воздуха или кислородсодержащих газов для разложения токсичных вредных веществ.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что дегазацию проводят в одной или нескольких, в частности соединенных параллельно, установках дегазации (6, 7).

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что технологическую воду при дегазации дополнительно продувают продувочными газами (SG), в частности воздухом.

10. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что отделенные при дегазации газы сжигают и тепло используют, в частности, для сушки угля и/или руды.

11. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что отделенные при дегазации газы отделяют на фильтре вытяжной вентиляции, в частности фильтре на активированном угле.

12. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что на сухую очистку и/или мокрую очистку подают дополнительные технологические газы.