Прямое восстановление железных руд природным газом известно, но практического применения не находило, так как процесс шел медленно; кроме того, возникали затруднения, связанные с необходимостью подвода значительного количества тепла в зону реакции. Использование кипящего слоя представлялось невозможным, вследствие окомкования частиц железа пр.и температуре 800 и выше, требуемой для процесса.
Предлагаемый способ позволяет вести процесс восстановления природным газом в кипящем слое без окомкования обрабатываемого мате)иала, для чего в слое поддерживают избыток восстановленного железа. Железо каталитически ускоряет распад метана на углерод и водород, углерод распространяется по всему слою и пол чает доступ к кислороду руды, что приводит к интенсификации процесса. Время полного восстановления руды при 800-900° достигает 30-60 мин. Избыток железа в слое поддерживают таким, чтобы углерод не успевал полностью газифицироваться и в количестве не менее 1 % сохранялся на поверхности частиц железа, препятствуя их окомкованию. Для разогрева через кипящий слой циркулируют раскаленный твердый теплоноситель, нефтяной, металлургический кокс, алунд. После охлаждения в слое теплоноситель отделяют от железа и выводят на дальнейщий разогрев. При обработке пылевидных руд применяют крупный теплоноситель, оседающий в слое и ВЫВОДИМЫЙ из нижней его части. При обработке руд с частицами крупных размеров используют пылевидный теплоноситель, выносимый из слоя газовым потоком.
На чертеже приведена схема процесса прямого восстановления R кмпящем слое железных руд крупных размеров с использованием пылевидного теплоносителя.
Руда подас-кя питатслед i, реактор /, состоящий из Bcpxncii секции 2 для нагрева руды, промсжуточиой 3 и нижне секции 4, пред;1аз;;аченных для предварительмсго восстаиовлеиия. По газопроводу J газ постуцает иод решетку 6, восстанав.ливая руд} в кипящем слое, проходит через решетку 7 в секцию 3 и через реи1етку 8 попадает в секцию 2. По воздухопроводу 9 через маточпик W подается воздух в секцию 2, где газ сгорает, разогревая руду, п после теплообмеиа в теплообменнике // вв1брасывает;Ся пз системы. Руда по перетоку 12 перемепхается в секцию 3, по леретоку 13 - в секцию 4. Восстановле П1ая руда по перетоку J4 через затвор 15 поступает в реактор 16. Туда же через теилооб-мениик /7 по газопроводу 18 подается восстаиовнтель, ноток которого подхватывает частипы теплопосителя, поступаюпхие по стояку 19 через клапан 20, и по трубе 21 идет под решетку 22, откуда попадает в кипящпй :слой. В нем руда 15осстаиавливается, а отходящие газы по трубе 23 попадают в бункер 24, где газ отделяется от теплоносителя, в печь 25 д,тя эазогрева. Газы через теплообменпик J7 и холодильник 26 направляются в г;:1згол1)дер 27, куда добавляется свежий газ.
Газодувкой 28 газ подается через систему 29 освобождеппя от углекислоты и сероводорода на восстановление.
Воздух для разогрева теплонс;:птеля (контакта) по воздухопроводу 30 поступает через решетку 31 в печь 25, в которую подается также газ по маточнику 32. Сгорание происходит в кипящем сдое теплоносителя (контакта) п отходящие газы в тендообменпике 33 отдают тепло воздуху и далее выбрасываются нз системы. Восстановленная тубка через затвор 34 выводится пз реактора 16. а взамеп ее поступает руда из реактора /.
Предмет изобретения
Способ прямого восстановлепия железных руд природным газом в кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и предотвращения окомкования, в слое обрабатываемого материала гюддерживают избв1ток восстановленното железа, а дополпнте.тьпый подвод тепла осуществляют, применяя циркуляцию через слой раскаленного твердого теплоносителя.
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Редактор Н. С. КутафинаГр. 66
Информационно-издательский отдел.Подп. к печ. 3.VII-59 г.
Объем 0,34 п. л.Зак. 4317Тираж 600Цена 50 коп.
Типографня Комитета по изобретении и открытий нри Совете Министров СССР
jMocKBa, Петровка, 14.
