Установка прямого получения железа Советский патент 1985 года по МПК C21B13/02 

fapвдl ыu| ,

Б ftrjr - V

)

1

Ot

м

т.

iJ

.-J Изобретение относится к прямому получению железа и может быть использовано в металлургии для производства металлизованного сырья. Известны установки прямого получения железа, содержащие шахтную печ газорецяркуляционную систеку, включающую устройства для пылеулавливания и охлаждения водой отходящего га за, ус тройств о для удаления СО и конверсионную установку jll . Недостатком этих установок являе ся высокий расход энергии на процесс прямого получения железа, который составляет 2,55-3 Гкап/т губчато го железа. Наиболее близкой к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является установка прямо го получения железа, содержащая шах ную печь,газоредиркуляционную систем состоящую из последовательно соединенных устройства для мокрого пылеулавливания с отстойником, устройств для удаления окислителей компрессор и конвертера 2j . Однако известная установка, требуе высокого расхода энергии 2,4--2,7 Гкал на процесс восстановления, 10-15% и которого приходится на удаление С02 из рециркулирующего газа, а также большого количества оборотной воды 60 губчатого железа для пылеулавливания и охлаждения газа и све жей воды . 3 для восполнения по терь, в вЬдном цикле. Целью изобретения является повышение экономичности установки за счет сокращения расхода энергии и в Поставленная цель достигается тем что установка прямого получения железа, содержащая шахтную печь и газо рециркуляционную систему, состоящую из последовательно соединенных устройства для мокрого пьшеулавливания с отстойником , устройства очисТки от ходящего газа от окислителей, компрессора и конвертера, дополнительно снабжена противоточным теплробменником, теплоутилизационным устройством и аппаратом воздушного охлаждения, при этом вывод зашламленной воды из устройства для MoKpqro пылеулавливания соединен с вводом в отстойник через противоточный теплообменник, а вьюод воды из отстойника соединен через противоточиый теплообменник с вводом воды устройства для мокрого пылеулавливания, причем теплоутилизационное устройство и аппарат воздушного охлаждения установлены последовательно между устройством для мокрого пылеулавливания и устройством для очистки газа от окислителей. Кроме того, устройство для мокрого пылеулавливания выполнено в виде труб Вентури, установленных последовательно или параллельно. Положительный эффект, заключающийся в снижении расхода энергии и воды, достигается дополнительной установкой противоточного теплообменника, в ко,тором осуществляют охлаждение зажпа ленной воды для проведения процесса осветления в отстойнике и нагрев осветленной воды перед подачей ее в устройство для пылеулавливания, что позволяет провести процесс пылеулав-, ливания, например, в трубах Вентури при высокой температуре, сохраняя тепловой потенциал газа, при этом расход воды на процесс пьшеулавливания составляет 1,5-3 губчатого железа. В этом случае, рециркулиру. щий газ выходит из устройства пьшеулавливания очищенным от пьши при 110170°С (при давлении в шахтной печи 5-20 ата), насыщенный водяными парами в количестве 30-40%. Тепло рециркулирующего газа используется в дополнительно установленном теплоутилизационном устройстве, например, для обеспечения процесса очистки газа от полностью исключая потребленке тепла со стороны. Окончательное охлаждение газа осуществляют в дополнительно установленном аппарате воздушного охлаждения, при этом вьщелившийся конденсат из конденсатоотводчика направляют в отстойник. Это позволяет полностью исключить потребление свежей воды со стороны и предотвратить зарастание солевыми отложениями устройств для пьшеулавливания при высокотемпературной очистке газа от пыли. На чертеже схематично изображена предлагаемая установка прямого получения железа. Установка содержит шахтную печь 1, газорециркуляционную систему, в которой газопроводом отходящего от печи газа последовательно соединены устройство для пьшеулавливания 2, теплоутилизационное устройство 3, ап парат 4 воздушного охлаждения с конденсатоотводчиком 5, компрессор 6, адсорбер 7 для очистки газа от С02 и конвертер 8. Вывод зашлампенной воды из устройства для пылеулавливания через противоточный теплообменник 9 соединен с ее вводом в отстойник 10, а вывод осветленной воды из отстойника через теплообменник 9 соединен с ее вводом в устройство дая пьиеулавливания. Вывод конденсата из конденсатоотводчика 5 соединен с вводом конденсата в от,стойник 10.. Устройство для очистки газа от С0„ кроме абсорбера включает также регенератор 11, верхняя часть которого соединена с нижней частью абсорбера трубопроводом насыщенного абсорбента, а нижняя часть регенератора соединена с верхней частью абсорбера трубопроводом регенерированного абсорбента. Регенератор оборудован кипятильником 12 для нагрева абсорбента за счет стороннего тепла ,При использовании кипятильника 12 в {качестве теплоутилизационного устройства ввод греющего агента в кипятильник соединяют с выводом газа из устройства для пылеулавливания, а вывод греющего агента из кипятильни ка с вводом газа в аппарат воздушно го охлаждения Установка прямого получения желе за работает следующим образом. Железорудные окатьшш пос-гупают в шахтную печь 1 и восстанавливаются газом, содержащим, в основном, СО и Нп. Колошниковый газ поступает при давлении 10 ата при 400 С с содержанием водяных паров 25 об.% из шахтной печи в устройство для пылеулавливания 2, состоящее, например, из двух последовательно включенных труб Вентури, где его очищают водой от пыли до содержания 2-4 мг/нм газа, при этом газ охлаждается до 140 за счет испарения части воды, а соде жание водяных паров в газе повышается до 40%. Зашлампенная вода при поступает из, устройства пылев противоточный теппообулавливаниягде ее охлаждают до 70 С менник 9, осветленной водой и направляют в отстойник 10, в который также подают конденсат из конденсатоотводчика 5, образованный лосле охлаждения газа. Осветленную воду при из отстойника 10 направляют в противоточный теплообменник 9 для нагрева зашламленной водой и при 130 С подают в устройство для пылеулавливания в количестве 1,2 л/нм газа, что составляет примерно 2 м/т губчатого железа. Очищенный от пыли газ направляют в теплоутилизационное устройство 3. В качестве такого устройства может быть использован кипятильник 12 для нагрева абсорбента с целью извлечения из него COrt, при этом газ охлаждают до 125 С. Окончательное охлаждение газа до 40 С проводят в аппарате 4 воздушного охлаждения , конденсат , образованнный при лаждении газа при , из денсатоотводчика 5 отводят в стойник 10. После охлаждения газ подают в компрессор 6, а затем в абсорбер 7 для очистки от С02 абсорбентом, в качестве которого может быть использован водньй раствор моыоэтаноламина. Абсорбент, насыщенный СО,,, направляют в регенератор 11 для извлечения из него СОл путем нагрева, для чего подводят тепло в кипятильник 12, используя в качестве теплоносителя очмценный от пыли горячий рециркулирующий гаэ. Регенерированный абсорбент возвращают в абсорбер 7. Очищенньй от С0,,гаэ разделяют на два потока. Первый поток поступает в зону охлаждения шахтной печи, а второй в конвертер 8 на смещение с конвертированным газом, полученным методом кислородной конверсии природного газа. Полученный восстановительный газ направляют в зону восстановления щахтной печи. Установка прямого получения железа по сравнению с известной люзнолит снизить расход оборотной воды с 50 до 2 за счёт проведения высокотемпературной очистки газа от пыли практически без отвода тепла водой, использовать тепло газа для различных нужд, в частности для очистка газа,от €0 j, что снижает расход тепла на процесс прямого получения железа на 10-15%, применить воздушное охлаждение газа, которое является : экологически i нaибoJlee оправданным способом отвода тепла

S11332966

в атмосферу, ликвидировать потреб- вяяется за счет конденсации водяных: ление свежей воды со стороны, так ч паров, подученных из природного гакак подпитка водной системы осущест- за.

1. УСТАНОВКА ПРЯМОГО ПШУт ЧБ{ШЯ ЖЕЛЕЗА, содержащая шахтную печь и газорециркуляционную систему, состоящую из последовательно соединен1и 1Х устройства для мокрого пылеулавливания с отстойником, устройства очистки отходящего газа от окислителей, компрессора и конвертера, отличающаяся тем, что, с целью повьшения экономичности установки за счет сокращения расхода энергии и воды, установка дополнительно снабжена противоточным теплообменником, теплоутилизационным устройством и аппаратом воздушного охлаждения, при зтом вывод зашлампенной воды из устройства для мокрого пьтеулавливания соединен с вводом в отстойник через . противоточный теплообменник, а вывод воды из отстойника соединен через противоточный теплообменник с вводом воды устройства для мокрого пылеулавливания, причем теплоутилизационное устройство и аппарат воздушного охлаждения установлены по- . следовательно между устройством для мокрого пылеулавливания и устройством для очистки газа о,т -окислителей. 2. Установка по п. 1, отли-. чающаяся тем, что устройство дпя мокршго пылеулавливания выполнено в виде труб Вентури, установленных последовательно или параллельно.