Zariadenie na odlučovanie prachu za sucha a na čistenie plynu pri výrobe železa alebo splyňovaní uhlia

Číslo patentu: U 6016

Dátum: 03.02.2012

Autori: Fleischanderl Alexander, Hackl Andreas

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka zariadenia na odlučovaníe prachu zasucha a na suché čistenie plynu s obsahom prachu a nečistôt, ako je plyn, produkovaný V jednotkách pre výrobu surového železa v žemliach počas výroby surového železa V žemliach, alebo plyn, produkovaný v jednotkách pre výrobu železa počas výroby železa, alebo plyn, produkovaný v zariadeniach na odplyňovanie uhlia.Doteraj ší stav technikyPočas výroby surového železa V žemlíach v jednotkách pre výrobu surového železa V žemliach, napríklad vo Vysokej pecí, zariadení COREX®, zariadeni FINEX® a tavnom splyňovacom zariadeni, alebo výroby železa V jednotkách pre Výrobu železa, napríklad V zariadeniach MIDREX®, zariadeniach HYL® a zariadeniach na priamu redukciu (DR) na základe výstupného plynu COREX®/FINEX®, sú produkované veľké množstvá plynov.Tieto plyny unášajú veľké rrmožstvá prachu s vysokým pomerom jemných tuhých častíc a tiež veľké množstvá plynných nečistôt.Prevažne počas nestabilnej prevádzky, t. j. najmä pri prevádzkových situáciách, ako je spustenie alebo zastavovanie procesov pre výrobu surového železa v žernliach, alebo železa, alebo spontánnych procesných anomálií, ako je spontánny posun stĺpca materiálu V jednotkách, môžu vznikať najmä vysoké množstvá prachu a nečistôt V plynoch a tiež Vysoke špičky teploty plynu. Pred vypúšťaním plynov do okolitého prostredia alebo pred ich využívaním V nasledujúcich procesoch musí byt prach odlúčený a plyn musí byť vyčistený od nečistôt.Príkladnou fonnou sú znázornená Vlastnosti plynov, produkovaných počas výroby surového železa V žemliach vo vysokej peci, zariadení COREX® alebo zariadení FINEX®M 3 Vysoká pec COREX® FlNEX® HOŽSÍVO plyn Nm /hl 350 000 - 750 000 250 000 - 400 000 150 000 - 350 000 Teplota plynu °C k 100 - 200 max. 800 300 max. 600 400 - 450 max. 600 lak plynu kPa 250 nlax. 350 320 220 - 320 max. 600 Zloženie plynu l objemové CO 20 - 25 35 - 40 20 - 25 max. 75 C 02 20-22 30-35 30-35 H 2 2-4 15-20 10-15 N 2 50-55 10-15 15-20 nožstvo prachu V produovanom plyne mg/Nml 20 000 - 25 000 20 000 - 25 000 12 000 - 37 000Je známe odstraňovať prach a nečistoty z plynu, produkovaného pri rnokrých procesoch, ale u takýchto procesov Vzniká problém, že je nutné spracúvat riedku kašu a premývaciu vodu, ktoré sú tu vytvárané.Čínska patentová prihláška CN 1 818 080 opisuje spôsob suchého odstraňovania prachu z prúdu plynu,vychádzajúceho z vysokých pecí.Pri tomto spôsobe je V prúde plynu za sucha odstraňovaný prach prostredníctvom filtračných odlučovačov po predbežnom odlúčení za sucha v odlučovacej komore.Počas prevádzkových situácií, ktoré sú mimo rámec stabilnej prevádzky Vysokej pece, napríklad počas spúšťania alebo odstavovania, alebo V prípade, kde sú teploty výstupného plynu pod hodnotou rosného boduVody alebo rosného bodu kyseliny vo vlhkosti, prítomné v prúde plynu, však u takých spôsobov môže Vzni~ kat problém, že ñltračný materiál odlučovačov sa zlepuje a môže spôsobiť zablokovania, pretože zložky,unášané súčasne V plyne, napríklad vodná vlhkosť alebo organické zložky, kondenzujú.To Vedie k výrazným stratám tlaku Vo ñltračnom materiáli a tiež k stratám účinnosti filtra, pričom môže byť nutné vymeniť filtračný materiál, ktorý je združený s časom prevádzkovej odstávky.Pokiaľ zariadenie, V ktorom je odstraňovanie prachu uskutočňované, nie je dostupné V dôsledku takých problémov, musí byť plyn s obsahom prachu Vypúšťaný do okolitého prostredia prostredníctvom obtokového potrubia a to bez ďalšieho čistenia.Taká obtoková situácia spôsobuje nebezpečenstvo pre okolité prostredie, pričom nie je prípustné V celom rade priemyselných krajín.Za účelom zníženia rizika zlepenia alebo blokovania V dôsledku poklesu teploty plynu pod hodnotu rosného bodu a V dôsledku s tým súvisiace kondenzáty sú V spise CN l 818 080 opísané tepelné Výmenníky,ktoré V prípade, kde teplota prúdu plynu, vychádzajúceho z predbežného odlučovacieho zariadenia, je príliš nízka, sú využité na zvýšenie teploty plynu nad rosný bod.Žiadne vybavenia pre čistenie výstupných plynov od nečistôt nie sú uvedené V spise CN l 818 080.Úlohou predmetného technického riešenia je vyvinúť zariadenie na odstraňovanie prachu za sucha z výstupných plynov, vytváraných počas výroby surového železa, pri tomto zariadeni bude riziko zlepenia a zablokovania filtrov na odstraňovanie prachu znížené, pričom budú súčasne Výstupné plyny čistené od nečistôt.Táto úloha bola splnené tým, že bol vyvinutý spôsob odstraňovania prachu za sucha a čistenia plynu s obsahom prachu a nečistôt za sucha, ako je plyn, vytváraný v jednotkách pre Výrobu surového železa V žemliach počas výroby surového železa V žemliach, alebo plyn, vytváraný V jednotkách pre Výrobu železa počas výroby železa, alebo plyn, vytváraný V zariadeniach na splyňovanie uhlia, pri týchto procesoch je prúd plynu,ktorý obsahuje taký plyn, podrobený odstraňovaniu prachu po predbežnom odlučovaní na odlučovanie hrubých tuhých častíc, počas tohto odstraňovania prachu tuhé častice, prítomné v prúde plynu, ktorý vo Vhodnom prípade už bol podrobený predbežnému odlučovaniu, sú odlučované z prúdu plynu, pričom teplota prúdu plynu pred odstraňovaním prúdu prachu je nastavená tak, že teplota prúdu plynu je Väčšia, než 60 °C výhodne väčšia, než 100 °C, a menšia, než teplota, ktorá by mohla spôsobiť poškodenie zariadení, uskutočňujúcich odstraňovanie prachu.Predmetný spôsob je charakterizovaný tým, že reakčné činidlo s obsahom prísady, a prípadne adsorpčné činidlo je pridávané do prúdu plynu pred začatím odstraňovania prachu.V príkladnom prípade môže byť jednotkou pre Výrobu surového železa V žemliach vysoká pec, redukčné šachta alebo taviace splyňovacie zariadenie V súlade s procesom COREX® alebo FINEX®.Tuhé alebo roztavené surové železo V žernliach alebo primámy oceľový výrobok sú vyrábané v takých jednotkách.Príkladnou formou môže byť jednotka pre Výrobu železa tvorená zariadením MIDREX®, zariadenie HYL® alebo zariadením na priamu redukciu na základe výstupného plynu COREX®/FINEX®.Hubovité železo alebo briketované železo je vyrábané V takých jednotkách.Počas predbežného odlučovania, ktoré je prípadne uskutočňované, môžu byť hrubé tuhé častice, unášané v prúde plynu, odlučované, a to napríklad V gravitačných komorách (prachových vreciach) alebo V cyklónach.Za hrubé tuhé častice je tu nutné považovať hlavné tuhé častice, majúce priemer častíc Väčší, než 10 m.Pretože pri predbežnom odlučovaní sú efektívne odlučované iba hrubé tuhé častice až do zhora uvedenej spodnej medze ich rádové veľkosti, tak tuhé častice, ktoré sú pod touto spodnou medzou, sú stále prítomné V prúde plynu po uskutočnení predbežného odlučovanía.Také tuhé častice, obsahujúce jemné častice prachu s veľkosťou 2,5 rn, pričom pokiaľ nie je uskutočňované žiadne predbežné odlučovanie, tak tiež tuhé hrubé častice, sú odstraňované z prúdu plynu počas odstraňovania prachu až do koncentrácii prachu s veľkosťou 5 mg/Nm 3.Pokiaľ je uskutočňované predbežné odlučovanie, je teplota prúdu plynu pred odstraňovaním prachu nastavená podľa jedného uskutočnenia predmetného spôsobu po predbežnom odlučovaní.Teplota plynu počas výroby surového železa V žemliach alebo počas výroby železa kolíše, a to napríklad V závislosti od použitého postupu alebo V závislostí od vzniku nestabilného stavu procesu, napríklad V prípade kolapsu stĺpca materiálu V redukčnej alebo taviacej šachte, alebo V prípade situácie spúšťania či odstavenia.Na odstraňovanie prachu dochádza vo filtračných zariadeniach, ako sú tkaninové ñltre, vytvorené zo sklených vlákien alebo zo syntetických vlákien, ako sú Aramid® alebo P 84 ® (polyimidové vlákna), majúce konštrukciu kruhového typu, kovové filtre alebo keramické filtre.Za účelom ochrany zariadenia, V ktorých je uskutočňované odstraňovanie prachu, voči problémom z hľadiska kondenzácie, ktoré spôsobujú zlepenie ñltiačného koláča, odlúčeného počas odstraňovania prachu, a voči teplotiiým špičkám v prúde plynu, je teplota prúdu plynu pred odstraňovaním prachu a po prípadnom predbežnom odlučovaní nastavená tak, že teplota prúdu plynu, podrobeného odstraňovaniu prachu, je väčšia,než 60 °C výhodne väčšia, než 100 °C, a menšia, než teplota, ktorá by mohla spôsobiť poškodenie zariadení,uskutočňujúcich odstraňovanie prachu.V prípade tkaninových filtrov musí byť teplota nižšia, než 260 °C, výhodne nižšia, než 200 °C, pretože u tkaninových filtrov dochádza v dôsledku pôsobenia tepla k rozkladu filtračnej tkaniny pri teplote vyššej, než 260 °C.V prípade keramických filtrov alebo kovových filtrov je možné využívať teploty plynu až do l 000 °C. Plyn, vytváraný počas výroby surového železa v žernliach V jednotkách na výrobu surového železa v žemliach, alebo plyn, vytváraný počas výroby železa v jednotkách na výrobu železa, obsahuje okrem iného sírovodík, chlorovodík, ŕluorovodík, ťažké kovy, organické nečistoty, ako sú dioxíny alebo furány, polycyklickéTieto zlúčeniny, škodlivé pre životné prostredie, musia byť odstránené pred vypúšťaním odpadových plynov do okolitého životného prostredia pokiaľ je to ekonomicky prijateľné.Podľa tohto technického riešenia sú prísady vo forme častíc, suché prísady alebo prísady vo forme suspenzie prísad vo vode prídávané do prúdu plynu pred začatím odstraňovania prachu.Prísady obsahujú reakčné činidlá, a prípadne adsorpčné činidlá.Reakčne čínidlá sú zvolené tak, že reagujú s nečistotairii, prítonmými v odpadovom plyne zo zariadenia na výrobu surového železa v ženiliach, na vytváranie časticových produktov, ktoré môžu byt odstránené z prúdu plynu prostredníctvom odstraňovania prachu.Využívané reakčné činidlá sú napríklad CacO 3, Ca(OH)2, Mg(OH)2 alebo kyslý uhličitan sodný, alebo zmesi dvoch alebo viac týchto látok.Základnou úlohou reakčného činidla je oddeliť kyslé znečisťujúce zlúčeniny, ako sú ILS, HCl alebo HF.Prísady môžu tiež obsahovať organické a/aleho anorganické adsorpčne čínídlá, napríklad koks z nístejovej pece (HOK), aktivovaný uhlík alebo koks alebo jemne rozomletý zeolit.Nečistoty prítomné v odpadových plynoch, napríklad ťažké kovy alebo organické nečistoty, môžu byť odstraňované z prúdu plynu adsorpciou prostrednictvom adsorpčného činidla, kde je produkt adsorbentu s obsahom nečistôt, vytváraného adsoipciou, časticovitý, takže môže byť preto tiež odstraňovaný z prúdu plynu počas odstraňovania prachu.Prísadou môže tiež byť zmes vápna a uhlíka s prísadami, ktorá je tiež známa napríklad pod obchodným názvom Sorbalit®.Časticové prísady alebo časticové reakčné produkty alebo častice či adsorpčne obsiahnuté zložky prísad sú odstraňované z prúdu plynu opät počas odstraňovania prachu.Prísady môžu byť tiež vstrekované do prúdu plynu vo forme suspenzie vo vode, napríklad ako vápenné mlieko. Vhodne vysoka teplota plynu, väčšia než 150 °C, je vyžadovaná pre pridávanie prísad vo forme suspenzie.Pokiaľ sú prísady pridávane do prúdu plynu vo forme suspenzie, tak sa kvapalina odparuje V prúde horúceho plynu, v dôsledku čoho môžu byť prísady odstránené pri odstraňovaní prachu ako časticové suché prísad .Pretože je tiež uskutočňované chladenie plynu, pokiaľ sú prísady pridávané vo forme suspenzie, môže byt tento typ pridávania spojený s procesným krokom z hľadiska nastavenia teploty plynu.Pridávanie prísad podľa tohto technického riešenia má výhodu, že nečistoty, prítomné V plyne môžu byť odstraňované súčasne s odstraňovaním prachu z prúdu plynu.Ďalšia výhoda spočíva v tom, že ako reakčné činidlo, tak adsorpčne činidlo môžu viazať vlhkosť, prítomnú v prúde plynu, v dôsledku čoho je znížené riziko kondenzácie vlhkosti z prúdu plynu.Ďalšia výhoda spočíva v tom, že prísady alebo časticové produkty, vytvárané v dôsledku reakcie s reakčným činidlom alebo adsorpcie na adsorpčnom činidle, sú ukladané v zariadeniach na filtrovanie a na odstraňovanie odlúčenćho prachu, pričom tieto zariadenia sú potom potiahnuté.Na jednej strane tento poťah prísady, ktorá obsahuje odlúčený filtračný koláč, prispieva na odstraňovanie prachu, pretože prúd plynu musi cez neho prechádzať.Na druhej strane však bráni filtrovaniu a oddeľovaniu častí zariadenia na odstraňovanie prachu, pretožeprúd odpadových plynov iba na neho naráža pri prechode povlakom. Riziko zablokovania alebo zlepenia častí filtračného a odlučovacieho zariadenia v pripade zariadenia naodstraňovanie prachu je teda znížené, pretože obsah organických plynov v prúde plynu alebo vlhkosti a/alebo jemných adhezívnych tuhých častíc môže byť čiastočne už oddelený vo filttačnom kolaci. Takto dosahovaná ochrana súčastí zariadenia má za dôsledok zvýšenie životnosti.Povlak prísady je pravidelne odstraňovaný spoločne s ñltračným koláčom prachu, ktorý sa vytvára počas odstraňovania prachu na súčastiach ñltračného a odlučovacieho zariadenia pri zariadení na odlučovanie prachu.Toto odstraňovanie je menej nákladné a menej zložité, než odstraňovanie tuhých častíc, ktore preniknú do súčastí ñltračného a odlučovacieho zariadenia pri zariadení na odstraňovanie prachu.Podľa jedného uskutočnenia je pridávanie prísad uskutočňované v závislosti od obsahu nečistôt v plyne.V tejto súvislosti je obsah nečistôt meraný, pričom je vhodné množstvo prísad pridávané alebo zvýšené,pokiaľ prahové hodnoty V nespracovanom plyne alebo vyčistenom plyne, vopred stanovené obsluhou, sú prekročené.V tejto súvislosti je za surový či nespracovaný plyn považovaný plyn pred suchým čistením, pričom za vyčistený plyn je považovaný plyn po suchom čisteni.Je výhodné, aby bolo možné zistiť jednotlivé typy nečistôt.Podľa výhodného uskutočnenia je typ reakčného činidla v prísade zvolený na základe zistených nečistôt.Je preto možné pridávať reakčné činidlo, ktoré je optimálne vhodné pre príslušné nečistoty.Náklady na spotrebu reakčného činidla tak môžu byť minimalizované, pričom výsledné množstvá tuhých častíc, odlúčených počas odstraňovania prachu, môžu byť znížené.Tým je zjednodušene vhodné ďalšie využívanie.Pokiaľ je uskutočňované predbežné odlučovanie, sú prísady pridávane do prúdu plynu podľa jedného uskutočnenia pred začatím odstraňovania prachu po predbežnom odlučovaní.Odstraňovanie prísad z prúdu plynu, tak nie je nutné ani pred odstraňovanim prachu.Čas trvania, po ktorý prísady zostávajú v prúde plynu, tak môže byt znížený v porovnaní s odlučovaním počas odstraňovania prachu, pričom tiež príslušne čistiaca kapacita prísad môže byť využívaná v menšom rozsahu.Pretože sú prísady pridávané do prúdu plynu iba po predbežnom odlučovaní, tak materiál, získaný počas predbežného odlučovania neobsahuje žiadne prísady. V dôsledku neprítomnosti prísad je tento materiál obzvlášť vhodný na využívanie.Pretože materiál neobsahuje žiadne prísady, tak nie je nutné tiež brať žiadne prísady do úvahy v prípade takého využívania.Využívanie môže byť napriklad uskutočňované pri aspoň čiastočnej recirkulácii materiálu do procesu, v ktorom je vytváraný plyn, ktorý má byť vyčistený. Materiál však môže byt tiež využívaný aj v iných procesoch.Pokiaľ je plyn, ktorý má byt vyčistený, vytváraný v jednotkách na výrobu surového železa v žemliach počas výroby surového železa v žemliach alebo v jednotkách na výrobu železa počas výroby železa, tak materiál, získaný počas predbežného odlučovania, obsahuje prach s obsahom železa, čo je cenná surovina, ktorá môže byť napríklad recírkulovaná späť do výroby surového železa v žemliach, alebo do výroby železa.Pokiaľ je plyn, ktorý má byt vyčistený, vytváraný v zariadeniach na splyňovanie uhlia, tak materiál, získaný počas predbežného odlučovania, obsahuje prach s obsahom uhlíka, čo je cenná surovina, ktorá môže byť napríklad recirkulovaná späť do zariadenia na splyňovanie uhlia.Predbežné odlučovanie má tú výhodu, že súčasti zariadenia, cez ktoré plyn prúdi po predbežnom odlučovani, sú vystavené menšiemu zanášaniu prostrednictvom styku s tuhýrni časticarni.Predmetný spôsob má ten účinok, že odstraňovanie prachu môže byt uskutočňované menším prerušovaním v porovnaní so známym stavom techniky, a to i V prevádzkových stavoch, ako je spúšťanie a odstavenie alebo v prípade prevádzkových porúch u jednotiek na výrobu surového železa v žemliach alebo železa, počas ktorých je riziko zablokovania alebo zlepenia súčastí ñltračného a odlučovacieho zariadenia pri zariadení na odstraňovanie prachu najmä vysoké v dôsledku rizika kondenzácie.Pretože odstraňovanie prachu a čistenie od nečistôt môže byt uskutočňované aj v takých prevádzkových stavoch, nie je v skutočnosti naďalej nutné vypúšťať plyn s obsahom prachu a nečistôt cez obtokové potrubie do okolitého prostredia.Podľa jedného uskutočnenia prísad zostáva z jednej alebo oboch zložiek reakčného činidla a adsorpčného činidla. Je tomu tak preto, že prídavné zložky prísady, ktoré nepôsobia ako reakčné činidlo alebo adsorpčné činidlo znižujú dosiahnuteľný účinok prísady na jednotku hmomosti prísady.Časticová suchá prísada, ktorá je pridávaná, má veľkosť zŕn od 0,1 do 200 m. Toto rozmedzie veľkosti zŕn zaisťuje, že prísada je rozložené rovnomerne V prúde plynu.Pokiaľ výrazný pomer veľkosti zŕn leží nad týmto rozmedzím, tak bude rovnomerné rozloženie v prúde plynu zložité, čo povedie k nízkej rýchlosti odlučovania počas odstraňovania prachu.Čím menšia je veľkosť zŕn prísady, tým väčšia je jej špecifická merná plocha. Ako sa špecifická merná plocha zväčšuje, tak je možné zaistiť oveľa efektívnejší proces reakcie a adsorpcie nečistôt, ako aj viazanie vlhkosti.Náklady na prísady sa však zvyšujú, pokiaľ je veľkosť zŕn menšia, takže využívanie prísad, majúcich veľkosť zŕn nižšiu než 0,1 rn, už nie je naďalej ekonomicky výhodné.

MPK / Značky

MPK: F27D 17/00, C10J 3/84, B01D 53/83, B01D 53/40, B01D 53/79

Značky: zariadenie, prachu, sucha, splyňování, výrobe, odlučovanie, uhlia, čistenie, plynů, železa

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-u6016-zariadenie-na-odlucovanie-prachu-za-sucha-a-na-cistenie-plynu-pri-vyrobe-zeleza-alebo-splynovani-uhlia.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na odlučovanie prachu za sucha a na čistenie plynu pri výrobe železa alebo splyňovaní uhlia</a>

Podobne patenty