Способ конверсии природного газа для доменной плавки Советский патент 1986 года по МПК C21B5/00 

1

Изобретение относится к металлугии, конкретно к доменной плавке с вдуванием в печь высоконагретых востановительных газов, и может быть использовано для процессов, включа 1ЦИХ восстановление в слое рудных материалов.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности использования природного газа путем снижения содержания сажи и окислителей в конверсированном газе.

Разделение природного газа на легкие и тяжелые составляющие позволяет путем ввода кислорода в их потоки в различных объемных соотношениях значительно снизить саже- образование и одновременно избежат ввода избыточного (сверх стехиомет рически необходимого) кислорода, что повысит восстановительный потенциал конверсгаза.

На чертеже изображена установка для реализации способа. .

Нагретый природный газ поступае на вход горелки-смесителя 1 конвер сора, где в центробежном делителе происходит его разделение на фракции в зависимости от молекулярной массы углеводородов, составляющих природный газ на выходе из центробежного делителя, происходит избирательное смешивание составляющих природного газа с кислородом, истекающего из сопел 3.

смесь nocTvnaeT во внутрен- 4

Далее

нюю полость горелочного камня камеры 5 сгорания, где происходит ее зажигание за счет тепла части газов 1Г(1дсасываемых из реакционной камеры 6, в которой завершается процесс неполного горения углеводородов природного газа и происходит окончательное формирование состава конверсгаза После этого конверсгаз, содержащий 4-7% окислителей с температурой 1000-1ЮО С, подается через отсечные устройства 7 к специальным фурменным цриборам доменной печи 8.

5

0

5

0

5

0

S

0

В процессе конверсии осуществляется контроль состава расходов, давлений природного газа и кислорода, температур подогрева природного газа, образовавшегося конверсгаза (температура в реакционной камере) и водьт, расходу);ощейся на охлаждение камеры. Контролируется также состав образовавшегося конверсгаза и наличие пламени в реакционной камере.

П.р и м е р. Опытная установка состоит из реакционной камеры, горелки, центробежного делителя, сети трубопроводов и рекуперативного подогревателя природного газа. Разделение природ1 ого газа на тяжелые углеводороды и метан ос пцествляют в центробежном делителе,, представляющем собой трубопровод прямоугольного сечения, закрученный по спирали. Смешивание подогретого природного газа с кислородом происходит в горелке, а реакции неполного горения осуществляются в реакционной камере, состоящей из трех цилиндрических и выходной конической секции, футерованных блоками из жаростойкого бетона.

Максимальньш расход природного газа, поступающего на конверсию, составляет 100 , а давление 3 атм. Средний расход кислорода составляет 57 , т.е. отношение кислород - природньш газ 0,57. Для сжигания тяжелых углеводородов (cocтaвляюш x 1 .,0% от общего расхода газа) этот коэффициент изменяется на уровне 1 ,02 о jO .

Установлено, что в период, когда происходит разделение природного газа на тяжелые углеводороды и метан с пocлeдy oш м сжиганием их с различными расходами кислорода, содержание сажи в конвертированном газе уменьшается в 2 раза по сравнению с пери- одсм, хогдд весь кислород смешивается с газом в реакционной камере (соответственно 8 и 3,8 г/м при температуре газа 1180°С). Кроме того, концентрация окислителей в конвертированном газе снижается с 2 до 4%.