Zariadenie a spôsob výroby surového železa a/alebo železnej huby

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Je opísané zariadenie na výrobu surového železa a/alebo železnej huby s aspoň jedným reaktorom (1, 2) s fluidným lôžkom na príjem jemnej rudy, prívodom (7) redukčného plynu do tohto reaktora (1, 2) s fluidným lôžkom, odvodom (8) odpadového plynu z reaktora (1) s fluidným lôžkom a vynášacím zariadením (17), výhodne briketovacím zariadením (6), na produkt redukcie vznikajúci v reaktore (1, 2) s fluidným lôžkom, pričom odvod (8) odpadového plynu reaktora (1) s fluidným lôžkom ústi do čistiaceho zariadenia (9), ako je práčka, následne ústia spoločne s prívodom (14) čerstvého redukčného plynu do ohrievacieho zariadenia a konečne do prívodu (7) redukčného plynu reaktora (1, 2) s fluidným lôžkom. V prívode (7) redukčného plynu je usporiadané zariadenie (11) na odstránenie CO2, pričom prívod (14) čerstvého redukčného plynu ústi pri obídení zariadenia (11) na odstránenie CO2 do prívodu (7) redukčného plynu. Vyhrievacie zariadenie je vytvorené dvojstupňovo a ako vyhrievacie zariadenia na redukčný plyn sú usporiadané výmenník (12) tepla a v sérii k nemu zariadenie (13) na dodatočné spaľovanie na redukčný plyn s prívodom (16) kyslíka. Analogicky je upravený spôsob využívajúci toto zariadenie.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 12. 10. 1995 7.(24) Dátum nadobudnutia (51) m- Cl- účinkov patentu 1. 4. 2003 Vestník UPV SR č. 4/2003 C 21 B 13/14(31) Číslo prioritnej prihlášky A 1953/94(32) Dátum podania prioritnej prihlášky 17. 10. 1994 ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna PRIEMYSELNÉHO organizácia priority AT VLASTNICTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 7. 5. 1999 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník UPV SR č. 05/1999(47) Dátum sprístupnenie patentu verejnosti 19. 3. 2003(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky 481-97(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/AT 95/00199(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 096/12045(72) Pôvodca Kepplinger Leopold Werner, Leondiug, AT Milionis Konstantin, St. Georgen a/d Stielling, AT Sluka Dieter, Neuhofen, AT Wiesinger Horst, Linz, AT(54) Názov Zariadenie a spôsob výroby surového železa a/alebo železnej hubyJe opísane zariadenie na výrobu surového železa a/alebo železnej huby s aspoň jedným reaktorom (l, 2) s fluídným lôžkom na príjem jemnej rudy, prívodom (7) redukčného plynu do tohto reaktora (1, 2) s fluidným lôžkom, odvodom(8) odpadového plynu z reaktora (l) s tluidným lôžkom a vynášacím zariadením (17), výhodne briketovacím zariadením (6), na produkt redukcie vznikajúci v reaktore (l, 2) s íluidným lôžkom, pričom odvod (8) odpadového plynu reaktora (l) s íluidným lôžkom ústí do čistiaceho zariadenia(9), ako je práčka, následne ústia spoločne s prívodom (14) čerstvého redukčného plynu do ohrievacíeho zariadenia a konečne do prívodu (7) redukčného plynu reaktora (l, 2) s íluidným lôžkom. V prívode (7) redukčného plynu je usporiadané zariadenie (11) na odstránenie C 02, pričom prívod(14) čerstvého redukčného plynu ústí pri obidení zariadenia(l l) na odstránenie C 02 do prívodu (7) redukčného plynu. Vyhrievacie zariadenie je vytvorené dvojstupňovo a ako vyhrievacie zariadenia na redukčný plyn sú usporiadané výmenník (12) tepla a V sérii k nemu zariadenie (13) na dodatočne spaľovanie na redukčný plyn s prívodom (16) kyslíka. Analogicky je upravený spôsob využlvajúcí toto zariadenie.Vynález sa týka zariadenia na Výrobu surového železa a/alebo železnej huby s aspoň jedným reaktorom s fluidným lôžkom na príjem jemnej rudy, prívodom redukčného plynu do tohto reaktora s fluidným lôžkom, odvodom odpadového plynu z reaktora s fluidným lôžkom a vynášacím zariadením, výhodne briketovacím zariadením, na produkt redukcie Vznikajúci V reaktore s fluidným lôžkom, pričom odvod odpadového plynu reaktora s fluidným lôžkom ústi do čistiaceho zariadenia, ako je práčka, následne ústia spoločne s prívodom čerstvého redukčného plynu do ohrievacieho zariadenia a konečne do prívodu redukčného plynu reaktora s fluidným lôžkom. Ďalej sa vynález týka spôsobu výroby surového železa a/alebo železnej huby s použitím tohto zariadenia.Spracovanie jemnej rudy na železnú hubu V reaktore s fluidným lôžkom je principiálne známe z US-A-5 082 251. Tu sa redukčný plyn vyrába katalytickou premenou odsíreného a predhriateho zemného plynu a prehriatou vodnou parou V reformačnej peci. Tento spôsob umožňuje Výrobu železnej huby vysokej kvality, ale výlučne z jemnej rudy.Základom vynálezu je úloha, vylepšiť zariadenie V úvode opisaného druhu tak, aby vyrobený produkt, surové železo a/alebo železná huba, zodpovedal minimálnym energetickým požiadavkám a vysokej kvalite, predovšetkým aby mal Vysoký stupeň metalizàcie a stupeň čistoty,takže by bolo zaistené bezproblémové ďalšie spracovanie.Táto úlohaje pri zariadení V úvode opisaného typu riešená tým, že V prívode redukčného plynu je usporiadané zariadenie na odstránenie C 02, pričom prívod čerstvého redukčného plynu ústi pri obídení zariadenia na odstránenie C 02 do prívodu redukčného plynu, že vyhrievacie zariadenie je Vytvorené dvojstupňovo a že ako Vyhríevacíe zariadenia na redukčný plyn sú usporiadané výmenník tepla a V sérii k nemu zariadenie na dodatočné spaľovanie na redakčný plyn s prívodom kyslíka.Spôsob výroby surového železa a/alebo železnej huby podľa Vynálezu sa vyznačuje tým, že sa jemná ruda redukuje v zóne priamej redukcie s fluidným lôžkom spôsobom iluidného lôžka s redukčným plymom na železnú hubu, pričom sa do zóny priamej redukcie s fluidným lôžkom privádza očistený odpadový plym vznikajúci v zóne priamej redukcie s fluidným lôžkom ako doplnok k čerstvo privádzanému redukčnému plynu, a že sa zóne priamej redukcie s fluidným lôžkom privádzaný odpadový plyn podrobuje odstráneniu C 02, napríklad spoločne s čerstvo privádzaným redukčným plynom, dvojstupňovo ohrieva, a to V prvom stupni prostredníctvom výmeny tepla a v druhom stupni dodatočným spaľovaním pomocou aspoň čiastočného množstva kyslíka privádzaného redukčnému plynu, pričom čerstvo privádzaný redukčný plyn sa privádza zóne priamej redukcie s fluidným lôžkom za obídenia zariadenia na odstraňovanie CO 2 odpadového plynu pochádzajúceho zo zóny priamej redukcie s fluidným lôžkom.Priama redukcia sa pri spôsobe s fluidným lôžkom môže vykonávať dvoj- alebo viaestupňovo, ako je to známe napríklad z US-A-5 082 251. Ďalej sa môže vykonávaťpriama redukcia pomocou cirkulujúceho fluidného lôžka,ktoré je známe napriklad z EP-B-O 364 865.Prehľad obrázkov na výkresochVynález je následne bližšie objasnený pomocou príkladu uskutočnenia schematicky znázomeného na výkrese,pričom obrázok znázornený na výkrese predstavuje funkčnú schému zariadenia podľa vynálezu, Príklady uskutočnenia vynálezuZariadenie obsahuje dva reaktory l, 2 s fluidným lôžkom, zapojené za sebou do série, pričom sajemnà ruda privádza cez prívod 3 jemnej rudy do prvého reaktora 1 s tluidným lôžkom a z neho dopravným potrubím 4 k následne usporíadanému druhému reaktoru 2 s fluidným lôžkom. Materiál (železná huba) zredukovaný nahotovo vždy V jednej zóne 5 priamej redukcie s fluidným lôžkom v reaktoroch 1, 2 s fluidným lôžkom sa po výstupe z druhého reaktora 2 s fluidným lôžkom privádza k briketovaciemu zariadeniu 6, kde sa briketuje za tepla alebo za studena. Pred zavádzaním jemnej rudy do prvého reaktora 1 s fluidným lôžkom sa ruda podrobí príprave, ako je sušenie, čo však nie je bližšie znázornená.Redukčný plyn sa cez prívod 7 plynu vedie V protiprúde k toku rudy z druhého reaktora 2 s fluidným lôžkom do prvého reaktora 1 s fluidným lôžkom, to znamená, do zón 5 priamej redukcie s fluidným lôžkom navrhnutých v reaktoroeh 1, 2 s fluidným lôžkom, a ako odpadový plyn sa odvádza odvodom 8 odpadového plynu z prvého reaktora 1 s fluidným lôžkom V smere toku rudy.Z prvého reaktora 1 s fluidným lôžkom odvedený odpadový plyn sa ochladzuje a perie v čistíaeom zariadení 9,Vytvorenom Výhodne ako mokrá práčka. Tento plyn sa posiela cez zariadenie 11 na odstránenie C 02, vytvorené výhodne ako práčka C 02, a očisťuje sa od C 02, a zmiešava sa s redukčným plynom čerstvo prívádzaným cez prívod 14. Potom nasleduje dvojstupňové ohriatie zmesového plynu vo výmenníku 12 tepla zhruba na 400 °C. Za ním je usporiadané zariadenie 13 dodatočného spaľovania, v ktorom sa spaľuje za prívodu kyslíka časť zmesového plynu, čím zmesový plyn dosahuje teplotu až i 850 °C, ktoráje potrebná na priamu redukciu v reaktoroch 1, 2 s fluidným lôžkom. Tento ohriaty zmesový plyn je teraz k dispozícii ako redukčný plyn reaktorom 1, 2 s fluidným lôžkom.Briketovaná železná huba sa spracováva v kompaktnom hutnom zariadení, ktoré je napríklad vybavené elektrickými pecami a konvertormi. Ak je to žiaduce, môže sa briketovaná železná huba privádzať cez dopravné zariadenie aj do taviaceho splynovača a tam sa môže taviť. To je výhodne najmä Vtedy, ked je k dispozicii V taviacom splynovači nadbytočná energia.Výmenník 12 tepla sa výhodne napája časťou odpadového plynu z redukcie vo tluidnom lôžku, ktorý sa privádza potrubím 15. odpadový plyn nepotrebný na redukčný proces, prípadne pre výmenník 12 tepla, sa privádza odpadovým potrubím 16 výstupného plynu k iným spotrebičom. Odpadové potrubie 16 Výhodne ústi do zberacej nádoby plymu, ako gazometra, na medziuskladnenie výstupného plynu. Tak sa môžu výhodne zachytiť rozdielne produkcie plynu a vyrovnať výkyvy tlaku V systéme.Namiesto briketovacieho zariadenia 6 môže byť navrhnuté aj vynášacie zariadenie 17, ako je napríklad vynášací systém studeného materiálu.Všetky dopravné zariadenia, prípadne plynové potrubia 4, 15, 16 sú bežným spôsobom vybavené regulačnými orgánmi, prípadne komprimačnými zariadeniami. napr. kompresormi.Prijemnej rude vsádzanej do reaktora 1 s ŕluidným lôžkom ide o rudu s maximálnou veľkosťou zrna 8 mm. Tá sa redukuje na železnú hubu, a to v dvoch stupňoch, a následne sa briketuje za horúca. Železná huba briketovaná za horúca má stupeň metalizácie (Fem/Fôgcs) 92 .Redukčný plyn zavádzaný do reaktorov 1, 2 s fluidným lôžkom sa vytvára zmiešavaním kychtového plynu odvádzaného zo šachtovej pece s časťou odpadového plynu, odvádzaného z predného reaktora 1 s fluidným lôžkom v smere toku jemnej rudy. Tento odpadový plyn vzniká v množstve 189 766 Nm 3/h a má nasledujúce chemické zloženieJeho výhrevnosť je 8337 kJ/Nm 3. Z tohto odpadového plynu sa cez odpadové potrubie 16 výstupného plynu odvádza 20 905 Nms ako Výstupný plyn na ďalšie účely použitia. 15 l 000 Nm 3/h odpadového plynu sa zmiešava s kychtovým plynom odvádzaným zo šachtovej pece, a to potom,ako bol kychtový plyn aj odpadový plyn podrobené mokrému vypieraniu.Takto vzniknutý zmesový plyn (311 000 Nmł/h) má výhrevnosť 7873 kJ/Nml. Jeho chemické zloženie je nasledujúceTabuľka Il CO 41.87 C 02 30.73 H 2 16.43 H 20 1.89 Hgs 75.14 ppm CH 4 2,24 N 2.Ar 6,83Po vypraní CO z tohto zmesového plynu v zariadení 11 na odstránenie C 02 je jeho chemické zloženie nasledujúceJeho množstvo je 210 140 Nms/h a jeho výhrevnosť je asi 11 547 kJ/Nms. Plyn odvádzaný zo zariadenia 11 na odstránenie COZ, obsahujúci V prevažnej väčšine C 02, vzniká v množstve 100 860 Nm 3/h. Jeho chemické zloženie je uvedene v nasledujúcej tabuľke IVNásledne sa vykonáva ohriatie zmesového plynu vo výmenníku 12 tepla, pri ktorom sa spaľuje odpadový plyn odvádzaný z prvého reaktora 1 s fluidným lôžkom cez plynové potrubie 15 v množstve 17 861 Nm 3/h. Na toto spaľovanieje nutne privádzať vzduch v množstve 32 184 Nm 3/h.Do zmesového plynu ohriateho takto vo výmenníku 12 tepla sa v zariadení 13 dodatočného spaľovania privádza kyslík v množstve 5083 Nm 3/h, takže nastáva čiastočné spaľovanie zmesového plynu. Tento zmesový plyn, ktorý je ohriaty na teplotu 820 °C, je teraz k dispozícii ako redukčný plyn na priamu redukciu jemnej rudy v reaktoroch 1, 2 s tluidným lôžkom, a to V množstve 210 846 NmS/h a s výhrevnosťou 10 947 kJ/Nms. Jeho chemické zloženie je uvedené v nasledujúcej tabuľke V.l. Zariadenie na výrobu surovćho železa a/alebo železnej huby s aspoň jedným reaktorom (l, 2) s fluidným lôžkom na príjem jemnej rudy, prívodom (7) redukčnćho plynu do tohto reaktora (1, 2) s fluidným lôžkom, odvodom (8) odpadového plynu z reaktora (1) s fluidným lôžkom a vynášacím zariadením (17), výhodne briketovacím zariadením (6), na produkt redukcie vznikajúci v reaktore (1, 2) s fluidným lôžkom, pričom odvod (8) odpadového plynu reaktora (l) s fluidným lôžkom ústi do čistíaceho zariadenia(9), ako je práčka, následne s prívodom (14) čerstvého redukčného plynu ústia do ohrievaeieho zariadenia a konečne do prívodu (7) redukčnćho plynu reaktora (l, 2) s fluidným ôžkomvyznačujúce sa tým,ževprívode(7) redukčnćho plynu je usporiadané zariadenie (l 1) na odstránenie COZ, pričom prívod (14) čerstvého redukčnćho plynu ústi pri obídení zariadenia (ll) na odstránenie C 02 do prívodu (7) redukčnćho plynu, že vyhrievaeie zariadenie je vytvorené dvojstupňovo a že ako vyhrievacie zariadenia na redukčný plyn sú usporiadané výmennik (12) tepla a v sérii k nemu zariadenie (13) na dodatočne spaľovanie na redukčný plyn s prívodom (16) kyslíka.2. Spôsob výroby surového železa a/alebo železnej huby zariadením podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa jemná ruda redukuje v zóne (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom spôsobom s fluidným lôžkom s redukčným plynom na železnú hubu, pričom sa do zóny (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom privádza očistený odpadový plyn vznikajúci v zóne (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom ako doplnok k čerstvo privadzanćmu redukčněmu plynu, a že sa zóne (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom privádzaný odpadový plyn podrobuje odstráneniu C 02 a výhodne spoločne s čerstvo privádzaným redukčným plynom, dvojstupňovo ohrieva, a to v prvom stupni prostredníctvom výmeny tepla a v druhom stupni dodatočným spaľovaním pomocou aspoň čiastočného množstva kyslíka privádzaného redukčnćmu plynu, pričom čerstvo privádzaný redukčný plyn sa privádza zóne (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom za obídenia zariadenia (11) na odstraňovanie C 02 odpadového plynu pochádzajúceho zo zóny (5) priamej redukcie s fluidným lôžkom.3. Spôsobpodľanároku 2,vyznačuj úci sa t ý m , že sa priama redukcia v spôsobe s fluidným lôžkom vykonáva dvoj- alebo víacstupňovo.

MPK / Značky

MPK: C21B 13/14

Značky: spôsob, železa, surového, železnej, výroby, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-283248-zariadenie-a-sposob-vyroby-suroveho-zeleza-a-alebo-zeleznej-huby.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie a spôsob výroby surového železa a/alebo železnej huby</a>

Podobne patenty