(21)4202226/02
(22)20.03.87
(31)842513
(32)21.03.86
(33) US
(46)30.08.91. Бюл. №32
(71)Мидрекс Интернациональ Б.В Роттердам, Цюрих, Бранш (NL)
(72)Поль Макс Лав и Брюс Гильберт Келли (US)
(53)669.421.183(088.8)
(56)Патент СССР
№ 978735.кл. С 21 В 13/00,1980
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗО- ВАННЫХ ГРАНУЛ ИЗ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА В ШАХТНОЙ ПЕЧИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57)Изобретение относится к металлургии, а именно к прямому восстановлению оксида железа и получению горячих металлизованных гранул горячего железа губчатой структуры в шахтной печи прямого восстановления. Цель изобретения - повышение производительности печи. Сущность изобретения заключается в способе регулируемого смешивания объемов холодного природного газа с горячим восстановительным, полученным каталитическим риформингом с конечной температурой по крайней мере 700°С, и подачи смеси в нижнюю зону печи. Шахтная печь снабжена дополнительной установкой каталитического риформинга с трубопроводом, который соединен с нижней частью печи и источником холодного природного газа трубопроводом, при этом трубопроводы снабжены узлами измерения и регулирования газоподачи. Использование изобретения позволяет повысить содержание углерода в горячем восстановленном продукте без его переохлаждения. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 1 ил.
(Л
Изобретение относится к области металлургии, к прямому восстановлению оксида железа и получению горячих металлизованных гранул или горячего железа губчатой структуры в шахтной печи прямого восстановления. Целью изобретения является повышение производительности печи. Существо изобретения заключается в способе регулируемого смешивания объемов холодного природного газа с горячим восстановительным, полученным каталитическим риформингом с конечной температурой, по крайней мере, 700°С, и подачи смеси в нижнюю зону печи. Шахтная печь снабжена дополнительной установкой каталитического риформинга с трубопроводом, который соединен с нижней частью печи и источником холодного природного газа трубопроводом, при этом трубопроводы снабжены узлами измерения и регулирования газоподачи. Использование изобретения позволяет повысить содержание углерода в горячем восстановленном продукте без его переохлаждения. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к металлургии, а именно к прямому восстановлению оксида железа и получению горячих металлизо- ванных гранул или горячего железа губчатой структуры в шахтной печи прямого восстановления, т.е. содержащих 75-85 и более процентов металла.
Цель изобретения - повышение производительности печи при получении готового продукта с повышенным содержанием углерода.
На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.
Устройство содержит вертикальную восстановительную печь 1 шахтного типа, имеющую верхнюю восстановительную зону 2 в верхней зоне печи, зону 3 введения восстановительного газа в центральной зоне печи и зону 4 регулирования углерода и выгрузки продукции в нижней части печи. Гранулы окиси железа или другие материалы, такие как крупнокусковая руда, загружаются в шахтную печь под действием силы тяжести для образования подушки из частиц материала, содержащего окись железа, или шихты внутри шахтной печи. Металли- зованный или восстановленный материал извлекается из печи через выход 5 в ее днище. Фурменная система 6 подачи восстановительного газа окружает шахтную печь. Горячий восстановительный газ вводится в восстановительную зону через газоо VJ
о ю со
CJ
вводы. Горячий восстановительный газ течет внутрь и вверх через восстановительную зону противотоком относительно движения шихты. Восстановительный газ реагирует с шилтой. образуя колошниковый газ, который выходит из печи через газоотводную трубку 7 в верхней части печи.
Печь 8 для риформинга , имеющая топливные горелки (не показаны) и множество каталитических трубок 9 непрямою теплообменника с внешним подогревом, из которых показана только одна, генерирует горячий восстановительный газ. Печь 8 для риформинга питается технологическим газом от источника 6. Восстановительный газ подается от заполненных катализатором труб 9 к восстановительной зоне через фурменную систему 6.
Вторая печь 10 для каталитического риформинга конверсии, имеющая топливные горелки (не показаны) и множество каталитических конверсионных труб 11 непрямого теплообменника с внешним подогревом, из которых показана только одна,генерирует газ. Этот газ течет от содержащих катализатор трубок 11 через трубопровод 12 ри- формированного газа к горячему рапходо- мерномусоплу 13.Трубопровод 1 л соединяет расходомерное сопло 13 С клапаном 15, согорый в свою очередь соединен с нижней конической частью печи трубопроводом 1.
Источник природного газа N подключен к трубопроводу 16 трубопроводом 17 природного газа, который имеет измерительную диафрагму 18 и регулирующий клапан 19 по ока.
Устройства электрического регулирования процесса включают в себя регулятор 20 потока, который получает сигнал с горячего расходомерного сопла 13 и управляет клапаном 15, регулятор 21 потока, который получает сигнал с измерит ельной диафрагмы 18 природного газа и посылает сигнал к клапану 19. Регуляторы 20 и 21 потока подключены к станции 22 соотношений, которая представляет собой автоматизированный регулятор с использованием ЭВМ. Тпрмо- датчик 23, установленный в нижней части шахтной печи, при желании может быть подключен к регулятору 22 соотношений, но обычно он снабжается оптическим считывающим устройством для использования оператором Термодатчик 24 в трубопроводе 16 со стороны шахтной печи в месте подключения трубы 17, которое является точкой сме шивания газов, также может быть подключен к станции 22 соотношений Газоанализатор 25 в трубопроводе 16 вблизи шахтной печи, который подключен к. станции 22 соотношений, анализирует содержание метана в газе в трубопроводе 16.
В процессе работы технологический газ от источника G, который может предсгавпять собой отработавший колошниковый газ из газоотвода 7 шахтной печи, риформи- руется в печи 8 для каталитического рифор- минга в основном в СО и Н2. Риформированный газ вводится непосред0 ственно в восстановительную и фурменную систему 6 в качестве восстановительного газа. Эндотермический газ получается в ри- фурминг-установке 10 в результате реакции смеси природного газа и воздуха при отно5 .шении воздуха к газу примсоно от 2:1 до 3:1. При желании весь воздух или часть его может быть заменен кислородом. Кроме того, природный газ может быть заменен любым газообразным или газифицированным уг0 левС .цородпм. Пспученный гаки.л образом эндотермический гчз ,озировамно пропускается иере горячее расходомерное сопло 13, которое выдает сигнал регулятору 20 потока, который возбуждает горячий клапан
5 15 дтя поддержания потка в заданных параметрах. Природный газ от источника N псд-четсч в систему при окружающей тем- парчтури и дозируется черг-j диафрагму 18. Измерительная диафрагма генерирует сиг0 нал к регулятору 21 потока. Сигнал потока от горячего рэсходомерного сопла рифор- .ированного газа передается от регулятора
20потока к станции 22 соотношений.
На станции 22 соотношений рассчиты- 5 ваегея заданный параметр для регулятора
21потока природного таза и подается на него к регулятору. При помощи этой управляющей системы поддерживается постоян- ное.соотношеиие между риформированным
0 и природным газами в смеси. Газоанализатор 25 определяет содержание метана в гчзозой смеси до ее ввода в нижний конус и передает считанное значение содержания метана на станцию 22 соотношений, кото5 рая регулирует отношение потока природного газа к потоку эндотермического газа для получения желаемого содержания метана,
Термодатчик 23, расположенный в ка0 мере 4 выгрузки продукции печи 1, регистрирует температуру шихты после ее прохождения через точку ввода газовой смеси ЕСЛИ температура после ввода газовом смеси снижается слишком значительно,
5 станция 22 может либо снизить количество природного газа в смеси, либо снизить скорость ввида потока смеси в печь. Если тем- поратура в камере 4 выгрузки возрастает слишком сильно, может быть увеличен по то природного газя пибо увеличена скорость притока газовой смеси оба эти способа снизят температуру до желаемого диапазона. Станция 22 определяет, какой способ следует выбрать, т.е меняет соотношение компонентов в смеси или изменяет скорость потока смеси в зависимости от температуры смеси, регистрируемой термодатчиком 24. По мере снижения добавки природного газа эта температура приближается к температуре горячею эндотермического газа с учетом внутренних теплопотерь в трубопроводе. Резкое увеличение температуры, регистрируемое термодатчиком 23 в камере выгрузки продукции, может указывать на слишком большую реакцию СО. В этом случае следует увеличить приток природного газа во избежание локального перегрева шихты.
Изобретение решает проблему, связанную с допустимым охлаждением железа прямого восстановления, посредством эндотермического расщепления метана для получения углерода и посредством экзотермической диссоциации окиси углерода для получения углерода, уравновешивая таким образом экзотермические и эндотермические реакции в разгрузочной части шахтной печи.
Формула изобретения
газов используют метан, природный газ, рецир- кулированный колошниковый газ или их смесь.
газ получают при объемном соотношении природного газа и воздуха 1:2-3.
верхним участком, промежуточным восстановительным участком, участком науглероживания и выгрузки продукта снизу печи, механизм донной выгрузки, средства ввода восстановительного газа и вывода колошникового газа и его рециркуляции, установку каталитического риформинга, соединенную трубопроводом с участком восстановления шахтной печи, источники природного и технологического газов, средства для ввода
технологического газа в установку каталитического риформинга и соединительные трубопроводы, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной установкой каталитического риформинга и трубопроводом со средствами регулирования количества вводимых газов, соединяющим дополнительную установку каталитического риформинга и источник природного газа с участком науглероживания и выгрузки готового продукта.
выполнены в виде расходомерного сопла и соединенного с ним регулирующего клапана.
трубопроводе от источника природного газа, выполнены в виде измерительной диафрагмы и клапана регулирования потока со средствами его управления.
соотношений газовых потоков и соединенной с ним ЭВМ.
определения температуры и передачи данных на средства регулирования, установленными после места соединения трубопроводов восстановительного газа от дополнительной установки риформинга и источника природного газа.
