Способ получения восстановительного газа Советский патент 1982 года по МПК C01B3/32 

(S-l) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА

Изобретение относится к прямому получению железа из руды с использованием восстановительных газов, полу чаемых из органического топлива с помощью тепла высокотемпературного ядерного реактора. Известен способ получения .восстан вительного газа путем конверсии орга нического топлива с использованием тепла .высокотемпературного ядерного реактора Ij. Недостатком предложенного способа является относительно высокая степен конверсии органического топлива и, как следствие, низкий коэффициент использования тепла и топлива. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения восстановительного газа с помощью тепла ядерного реактора путем конверсии природного газа. В результате получают газ, содержащий водород, окись углерода, уклекислый газ и водяной пар. Полученный газ очищается от водяных паров, углекислого газа и, после подогрева, направляется в восстановительную печь 2J. Недостатками этого способа являются большой удельный расход природного газа и отсутствие возможности поддерживания необходимого соотношения компонентов в целевом продукте. Цель изобретения - снижение удельного расхода природного газа и поддержание необходимого соотношения компонентов в целевом продукте. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения восстановительного газа для процесса прямого восстановления железа из руды путем паровой конверсии метана с последующей очисткой полученных при этом конвертированного и колошникового газов от двуокиси углерода, выделенную после очистки продуктов конверсии двуокись углерода подают я слой твердого топлива, которое

подвергают газификации, а полученную при этом окись углерода смешивают с потоком конвертированных и колошниковых газов.

При этом в слой твердого топлива подают двуокись углерода в количестве 1-3,5 кмоль С0у на 1 кмоль метана, подаваемого на конверсию.

Способ позволяет значительно (до 30) снизить удельный расход природного газа на единицу получаемого продукта, снизить на 3% удельного расхода тепла в процессе, на необходимую температуру восстановительного газа, а также возможность регулирования состава восстановительного газа путем изменения количества углекислого газа, направляемого на газификацию твердого топлива.

Пример 1. В аппарате парово конверсии метана проводят при подводе тепла от ядерного реактора конверсию метана при соотношении :пар 3: : 1 кмоль. Полученный при П23 К и давлении 0,8 МПа конвертированный газ направляют в генератор, а затем с помощью, например, моноэтаноламиновой очистки из него выделяют двуокись углерода, после чего газ поступает в отделитель водяного пара. Часть полученной двуокиси углерода в соотношении 1 кмоль СОт на 1 кмоль метана, подаваемого на конверсию, подают компрессором через регенератор в газификатор. Туда же подают твердое топливо. В газификаторе при П231 и давлении 0,1 МПа проводят углекислотную газафикацию твердого топлива, а окись углерода, получаемую при этом, после отделения двуокиси углерода подают на смешение с основным потоком конвертированног и очищенного от двуокиси углерода и пара колошникового газа. Подогрев восстановительного газа, полученного при смешении окиси углерода, конвертированного и колошникового газов, осуществляют вначале колошниковым газом, а затем от постороннего источника в подогревателе.

Для проведения процессов конвер сии в аппарате паровой конверсии и газификации в газификаторе в эти аппараты подают горячий теплоноситель, например гелий, нагреваемый в высокотемпературном ядерном реакторе. При этом в расчете на ,8 кг железа/с получаемое количество

восстановительного газа равно 8,195 кмоль/с с составом,: СН4 3,63; 1,13, Со 37,27, Н2 57,10; ,87.

Данный состав газа не является оптимальным с точки зрения минимизации расхода восстановительного газа и теплового баланса печи восстановления железа, хотя энергетически выгоден с точки зрения суммарного расхода энергии в процессе.

Пример 2. Проведение процесса восстановления по описанной схеме при соотношении СОл : СН . 3,0 приводит к изменению состава восстановительного газаД: СН 2,31, Нгр 1,13; СО 63,24, Н 3,2,77, N2 0,55. При этом расход восстановительного газа уменьшается до 8,0б9 кмоль/с (на 148,8 кг железа/с) что благоприятно сказывается на суммарных потерях, связянных с восстановительной печью. В целом, как показывают термодинамические расчеты, расход тепла несколько увеличивается.

Таким образом, -оптимальное по технико-экономическим критериям соотношение С0;2 СНд в процессе должно лежать в диапазоне 1-3,5..

Экономический эффект по расходам на топливо для ядерно-металлургического комплекса производительностью 10 млн.т. стали в год составляет от 4,2 до 11 млн.руб в год.

формула изобретения

5ЭЗБ / 6

1 кмоль метана, подаваемого на кон- 1. Патент ФРГ № ( : версию.кл. С 21 Ь 13/02, опублик. 1976.

Источники информации,2. Патент США № 397б +2,

принятые во внимание при экспертизе кл. tS-197 опублик. 197 (прототип)