PL101574B1 - A method of realizing endothermic chemical processes and/or physical ones - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeprowa¬ dzania endoleimieznych procesów chemicznych i/luib fizycznych w komorze reakcyjnej, w której znajduje sie wsad stanowiacy maiterial bioracy udzial w procesie, przy czym co najmniej czesc energii, poitrzeibneij do przeprowadzenia tego pro¬ cesu jest wytwarzana we wsadzie za pomoca in¬ dukcji elektromagnetycznej, przy zastosowaniu co najmniej jednego wzbudnika, przez który prze¬ plywa prad zmienny, i który jest usytuowany na zewnatrz komory reakcyjnej.

Sposób wedlug wynalazku ma zwlaszcza zastoso¬ wanie do przeprowadzania procesów endotermicz¬ nych we wsadzie koksowym. Koks, który jest wy¬ twarzany z wegla o róznym wieku, wegla brunat¬ nego lub z wegla otrzymanego na skutek rozkladu termicznego innych surowców organicznych, jest stasowany w rozmaitych procesach, w czasie któ¬ rych material weglisity jest utleniany i/lub laczy sie lub -rozpuszcza sie w innej substancji. Ponizej-, terminem koks okresla sie wszystkie materialy wegliiste otrzymane na skutek rozkladu termicz¬ nego surowców organicznych.

Cieplo potrzebne do wymienionych procesów moze byc dostarczone do komory reakcyjnej w rózny sposób. Na przyklad, koks lub inne reagen¬ ty moga byc ogrzewane wstepnie, albo cieplo mo¬ ze byc wytwarzane w komorze reakcyjnej przez czesciowe spalenie koksu, albo tez cieplo moze byc dostarczane poprzez scianki komory. / 101 574 Inne sposoby polegaja na bezposrednim ogrze¬ waniu elektrycznym koksu lub mieszaniny reagu¬ jacej. Ten ostatni sposób daje czesto wiecej ko¬ rzysci od sposobów wymienionych, bez wzgledu na wysoki koszt energii elektrycznej na jednostke energii. Korzysci te polegaja na zmniejszeniu cie¬ zaru urzadzen do przeprowadzania wlasciwego procesu oraz do przenoszenia gazów odlotowych, a ponadto na znacznej elastycznosci w odniesieniu do sposobu w jaki jest przeprowadzany proces, na znacznie zwiekszonej selektywnosci w odniesieniu do asortymentu surowców poczatkowych, majacych rózne wlasciwosci, na znacznej sprawnosci w od¬ niesieniu do energii dostarczanej do procesu i na 16 zwiekszeniu zakresu w odniesieniu do ekonomicz¬ nych rozmiarów urzadzenia produkcyjnego.

Powszechnym sposobem stosowania energii ele¬ ktrycznej jest doprowadzanie pradu elektrycznego do elektrod w celu ogrzewania masy reagujacej za pomoca ogrzewania oporowego lub luku ele¬ ktrycznego. W innym sposobie prady elekitryczne sa indukowane w masie lub materiale reaguja¬ cym przez zmienne pole elektromagnetyczne, jest 28 to tak zwane nagrzewanie indukcyjne. Nagrzewa¬ nie indukcyjne, proponowano miedzy innymi, przy wytwarzaniu koksu z we^la. Na skutek stosunko¬ wo wysokiej rezystywnosci materialu, stwierdzo¬ no, ze w tym przypadku konieczne jest albo sto- sowamie zmiennego pola o wysokiej czestotliwosci,3 101 574 4 albo utworzenie z ogrzewanego materialu uzwo¬ jenia wtórnego podobnie jak w transformatorze.

Stosowanie wysokich czestotliwosci niesie z soba jednakze pewne ograniczenie natury technicznej i ekonomicznej. Ponadto, ze wzgledów praktycz¬ nych pozadane jest w wielu przypadkach niesto¬ sowanie metody transformatorowej, w której we¬ giel lub inny material jest umieszczany w rynnie zsypowej w celu utworzenia obwodu zamknietego.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze mozna w prakty¬ ce osiagnac pomyslny skutek w aspekcie technicz¬ nym i ekonomicznym przeprowadzajac sjposób wy¬ mienionego typu, wedlug wynalazku, jezeli sto¬ suje sie wisad o rezystywnosci (q) w zakresie po¬ miedzy 10"4 do 10 cm m, oraz prad zmienny o ni¬ skiej czestotliwosci, co najwyzej dziesieciokrotnie wiekszej od czestotliwosci sieci, a korzystnie pie¬ ciokrotnie wiekszej od czestotliwosci sieci, i jezeli utrzymuje sie stosunek pomiedzy najmniejszym wymiarem poprzecznym (d) powierzchni wsadu a glebokoscia (8) wnikania pola indukcyjnego, po¬ miedzy 0^2 a 2,5, przy czym korzystnie wartosc ta jest okreslona zaleznoscia d, — = k(0,54—0,35 - log10c) 8 gdzie k jest wartoscia liczbowa w zakresie od 1,1 do 1,5, a korzystnie wynosi 1,2. Glebokosc wnika¬ nia (delta) 8 okreslona jest zaleznoscia 2Q 8 (delta) m im • co gdzie co .stanowi czestotliwosc katowa pola elektro¬ magnetycznego mierzona w radianach na sekunde, jLt stanowi przenikalnosc magnetyczna (w przypad¬ ku materialów niemagnetycznych wynoszaca oko¬ lo 4:t • lO-7), a q stanowi rezystywnosc wsadu mierzona w dim m. Poprzeczny wymiar powierz¬ chni wsadu jest mierzony w m. Tak wiec sposo¬ bem wedlug wynalazku mozna przeprowadzic pro¬ cesy wymienionego typu stosujac niskie czesto¬ tliwosci, nalezy tylko zwiekszyc poprzeczny wy¬ miar wsadu o stosunkowo mala wartosc w stosun¬ ku do wymiarów stosowanych w przypadku znane¬ go nagrzewania indukcyjnego niskiej czestotliwosci materialów o malej rezystywnosci. Stwierdzono, ze do nagrzewania indukcyjnego wsadu koksowego o rezystywnosci 10~2 om m prajdem zmiennym o czestotliwosci 100 Hz calkowicie wystarcza sto¬ sowanie wzbudnika o srednicy tylko 7,5 mi sto¬ sunku wysokosci do srednicy wzbudnika wynosza¬ cym 0,6.

Sposób wedlug wynalazku polega na tym., ze stosuje sie pole "elektromagnetyczne o zmiennym natezeniu. Straty spowodowane nagrzewaniem in¬ dukcyjnym wzbudnika miedzianego, siegaly za¬ ledwie kilku procent dostarczanej energii. Tak wiec, w wymienionym przykladzie wytwarzano we wsadzie koksowym w przyblizeniu 30 MW przy natezeniu pola wynoszacym tylko 50 kA/m, przy tym straty w cewce miedzianej wynosily tylko 600 kW, to jest 2% dostarczonej energii. Tak wie/:, gdy nagrzewanie indukcyjne stosuje sie do. na¬ grzewania wsadu zawierajacego material skawalo- ny i majacy rezystywnosc w zakresie od 10 do 10-4 om m, wysoka rezystywnosc uwazana za niedogod¬ nosc, staje sie w tym przypadku zaleta.

Gdy stosuje sie sposób wedlug wynalazku, ko¬ rzystajac z energii z sieci, to stosuje sie prad zmienny o czestotliwosci sieci, poniewaz w tym L0 przypadku koszty urzadzenia i eksploatacji sa mozliwie niskie. Jesli trzeba zwiekszyc czestotli¬ wosc, korzystnie, przez wzbudnik przepuszcza sie prad zmienny o czestotliwosci nie przekraczajacej dziesieciokrotnie czestotliwosci sieci, korzystnie stanowiacej wielokrotnosc czestotliwosci sieci, a najkorzystniej nie wiekszej od pieciokrotnej cze¬ stotliwosci sieci. W podanym zakresie jest mozli¬ we uzyskanie pradu o zadanej czestotliwosci przy niskich kosztach eksploatacyjnych i wysokiej w sprawnosci, poniewaz mozna stoisowac niedrogie generatory prostej konstrukcji, napedzane silnika¬ mi lub turbinami lub alternatywnie powielacze czestotliwosci albo tez prostowniki tyrystorowe, np. w tych przypadkach, w których nie sa wyma- gane nadmierne wysokie obciazenia silowe.

W podsumowaniu nalezy wspomniec, ze w po¬ równaniu ze znanymi sposobami, uzyskuje sie na¬ stepujace zalety w przypadku indukcyjnego do¬ starczania energii o niskiej czestotliwosci lub sto- ,c sunkowo niskiej czestotliwosci, do wsadu do re¬ zystywnosci w zakresie od 10 do 10-4 om m: Moc wytwarzana w jednostce objetosci stosunkowo' du¬ zego zespolu reaktorowego moze byc znacznie zwiekszona, dzieki czemu uzyskuje sie wysokie wy- dajnosci. Glebokosc wnikania pola jest wieksza w stosunku do powierzchni przekroju poprzecznego, umozliwiajaca bardziej jednorodne wytwarzanie energii w przekroju poprzecznym reaktora. Nie uzyskane w reaktorze ilosci energii moga byc w wytworzone indukcyjnie. Sprawnosc elektryczna zostaje znacznie zwiekszona. Urzadzenia do wy¬ twarzania pradu o zadanej, niskiej czestotliwosci sa tansze i maja prostsza konstrukcje przy wyso¬ kiej sprawnosci elektrycznej^ przy tym " czesto [5 stosuje sie czestotliwosc sieci.

Do przeprowadzania sposobu wedlug wynalazku, niecale potrzebne cieplo trzeba wytwarzac za po¬ moca indukcji elektromagnetycznej. I tak, czesc ciepla, potrzebnego do przeprowadzenia reakcji, 0 do komory reakcyjnej dostarcza sie poprzez spa¬ lanie w tej komorze substancji palnych.

Sposób wedlug wynalazku mozna korzystnie sto¬ sowac do koksowania wegla, który w czasie pro¬ cesu koksowania jest podawany w sipos$b ciagly przez komore reakcyjna,, przy czym cieplo wytwa¬ rza sie przez indukcje w czesci koksowanego ma¬ terialu calkowicie wolnej od skladników zgazowu- jacych. Poniewaz cieplo za pomoca indukcji wy¬ twarza sie bezposrednio w koksowanym materiale, 0 proces koksowania jest szybki, przy czym w jed¬ nostce czasu koksuje sie znaczne ilosci wegla w stosunkowo malym urzadzeniu.

Otrzymany koks jest odpowiednio odprowadzany z komory reakcyjnej poprzez urzadzenie spustowe, w którym chlodzi sie koks w celu unikniecia wie-101 574 6 lu niedogodnosci natury sanitarnej. W celu po¬ lepszenia jakosci materialu, koksowanego, co naj¬ mniej czesc gazu koksowniczego i/lub weglowodo¬ rów zasilajacych reaktor moze byc kierowana po¬ przez skoksowany material znajdujacy sie w ko¬ morze reakcyjnej i utrzymywany w temperaturze koksowania gazu koksowniczego lub weglowodo¬ rów, powodujac wytracanie wegla na koksowany material w celu zwiekszenia wytrzymalosci koksu.

W ten sposób mozliwe jest wytwarzanie z surow¬ ców wtórnych koksu o wysokiej jakosci, np. kok¬ su metalurgicznego.

Czesc ciepla potrzebna do procesu koksowania moze byc dostarczana do komory reakcyjnej przez spalenie substancji palnych bezposrednio w tej komorze, przy czym spalanie to korzystnie przeprowadza sie nie w zetknieciu z koksowanym materialem. Substancje palne moga zawierac wszy¬ stkie lub czesc gazów wyzwalanych w procesie koksowania, chociaz substancje te moga równiez zawierac zarówno .w calosci jak i w czesci pali¬ wo, np. weglowodory, dostarczane do komory reak¬ cyjnej z zewnatrz. Cieplo wytwarzane bezposred¬ nio w komorze reakcyjnej przez spalanie moze korzystnie byc stosowane do wstepnego podgrze¬ wania i czesciowego koksowania wegla wprowa¬ dzonego do tej komory.

Cieplo wytworzone przez spalenie substancji pal¬ nych a nie pochloniete przez material w komorze reakcyjnej moze byc odzyskane w komorze reak¬ cyjnej w czesci promiennikowej kotla parowego przylegajacego do komory reakcyjnej. Alternatyw¬ nie, co najmniej czesc zawa-rtosci ciepla gazów •powstalych w reaktorze koksowniczym moze byc stosowana do wytwarzania np. pary albo energii . elektrycznej. W przypadku wytwarzania energii elektrycznej, korzystnie, w niniejszym przykladzie wykonania wynalazku, lecz równiez i w przypad¬ ku innych przykladów, moze ona byc wytwarzana za pomoca turbin parowych lub gazowych, zwla¬ szcza turibin napedzanych goracym powietrzem.

Wytworzona w ten sposób energia elektryczna moze byc stosowana do wspomagania procesu i moze byc stosowana w postaci pradu zmiennego o czestotliwosci zadanej do "procesu. Podobnie, po¬ wietrze jeszcze gorace, opuszczajace turbine na¬ pedzana goracym powietrzem, moze byc wykorzy¬ stane do usprawnienia wspoimnianego procesu spa¬ lania w komorze reakcyjnej, na skutek czego osiagnie sie wysoka sprawnosc cieplna.

Sposób wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie równiez w polaczeniu z redukcja i/lub nawegla- niem czynnika gazowego, np. do wytwarzania ga¬ zów redukcyjnych lub ochronnych, przy czym czynnik gazowy, który moze zawierac np. pare wodna, gazy cyrkulacyjne pochodzace z procesów redukcyjnych w zaleznosci od wyboru zmieszane z weglowodorami, itip. moze byc kierowany w spo¬ sób ciagly poprzez indukcyjnie nagrzewany wsad * koksu podczas ciaglego jego zuzywania. Podobnie, w przypadku koksowania, za pomoca tego sposobu mozna osiagnac bardzo wysoka wydajnosc stosujac reaktor o niewielkich wymiarach, na skutek tego, ze cieplo wytwarzane indukcyjnie jest rozlozone stosunkowo jednoczesnie w calym wsadzie koksu.

Temperature wsadu korzystnie utrzymuje sie na takiej wysokosci, ze zuzel, który tworzy sie wraz z ubywaniem koksu we wsadzie, ma postac ka¬ pieli zbierajacej sie na dnie komory reakcyjnej.

Ciekly zuzel spuszcza sie z komory reakcyjnej w sposób przerywany albo ciagly. Ulatwia to usu¬ wanie z komory reakcyjnej pozostalosci powsta¬ lych przy stapianiu koksu. W celu utrzymania jednorodnych warunków w komorze reakcyjnej, korzystnie koks zuzyty zastepuje sie w sposób ciagly we wsadzie koksowym. Wymiana koksu zu¬ zytego we wsadzie na koks jest dokonywana w komorze reakcyjnej przez dostarczenie wegla do komory i koksowania wegla w niej, umozliwiajac przez to zastosowanie wsadu z tanich surowców i ulepszenie jakosci tworzonego koksu w sposób opisany w odniesieniu do koksowania wegla, przy równoczesnym stosowaniu w tym procesie weglo¬ wodorów uwolnionych w procesie koksowania i/luto dostarczonych do komory reakcyjnej.

W celu podniesienia sprawnosci cieplnej proce¬ su, czynnik gazowy przeznaczony do redukowania i/lub naweglania moze byc ogrzewany wstepnie na skutek bezposredniej wymiany ciepla z gazem zredukowanym i/lub naweglonym. Podobnie, czesc ciepla potrzebna do koksowania i pozostalej czesci procesu moze byc dostarczana do komory reakcyj¬ nej przez bezposrednie spalenie w niej substancji palnych,, a cieplo wytworzone na skutek spalania substancji palnych i nie pochloniete przez ma¬ terial i gazy w komorze reakcyjnej, moze byc odzyskane wewnajtrz lub na zewnatrz reaktora w sposób opisany wyzej w odniesieniu do koksowa¬ nia wegla. Proces spalania w komorze reakcyjnej przeprowadza sie po tej stronie wsadu koksowe¬ go, z której wprowadza sie do wsadu czynnik ga¬ zowy przeznaczony do redukowania i/lub nawe¬ glania. W takim przypadku jest szczególnie ko¬ rzystne z punktu widzenia przeplywu i konstrukcji urzadzenia, kierowanie czynnika gazowego ku do¬ lowi poprzez koks znajdujacy sie w komorze reak¬ cyjnej. Cieplo zawarte w gazach opuszczajacych reaktor korzystnie odzyskuje sie przez wymiane ciepla pomiedzy tymi gazami a gazami wprowa¬ dzanymi do reaktora.

Inna dziedzina korzystnego zastosowania sposobu wedlug wynalazku jest redukowanie i, w zalez¬ nosci cd wyboru, nastepne zweglanie lub nawegla- nie materialów w stanie stalym, zawierajacych tlenki metali, zwlaszcza materialów zawierajacych tlenki zelaza lub tlenki wapnia.

W tym przypadku, material jest wprowadzany do wsadu koksowego-, znajdujacego sie w komorze reakcyjnej, i w którym wytwarza sie prady in¬ dukcyjne, przy czym co najmniej wsad koksowy jest utrzymywany w takiej temperaturze, ze ma¬ terial zawierajacy tlenek metalu przechodzi przez wsad w czasie progresywnego zuzywania tego wsadu, jest redukowany, stapiany i, w zaleznosci od wyboru, zweglany lub naweglany w czasie przechodzenia przez wsad, przy czym powstala kapiel zuzla i metalu lub kapiel weglika metalu spuszcza sie w sposólb ciagly z komoiry reakcyjnej.

Umozliwia to stosowanie bez przeszkód koksu o niskiej jakosci, a równiez umozliwia utrzymanie 40 45 50 55 007 101 574 8 wysokiej i jednorodnej temperatury w calym'wsa¬ dzie koksowym, przy czyim urzadzenie do sto¬ sowania sposobu uzyskuje wysoka zdolnosc wy¬ twórcza w porównaniu ze znanymi urzadzeniami do redukcji i wytapiania. Sposób ten stosuje sie korzystnie, zwlaszcza do ostatecznej redukcji ma¬ terialów zawierajacych wstepnie zredukowanie tlenku zelaza, np. materialy zawierajace tlenki zelaza zredukowane co najmniej do FeO.

Aby umozliwic sprawniejsze wykorzystanie zdol¬ nosci redukcyjnej gazów redukujacych, powsta¬ lych w czasie procesu redukcji we wsadzie kokso¬ wym jak równiez zdolnosc redukcyjna gazów re¬ dukujacych, powstalych na skutek wprowadzenia cieklego czynnika redukujacego do wsadu kokso¬ wego, material zawierajacy tlenki metalu wpro¬ wadza sie do komory reakcyjnej w stanie duzego rozdrobnienia, na skutek czego material ten co najmniej w czasie wstepnej fazy jego redukcji jest utrzymywany w stanie plynnym przez gazy uno¬ szace sie ze wsadu. Sposób ten nadaje sie do sto¬ sowania zwlaszcza w przypadku redukowania np. tak rozdrobnionych materialów zawierajacych tlenki metali jak wypalki pirytowe. Material za¬ wierajacy tlenki metali, w ^stanie stalym, korzyst¬ nie wprowadza sie do komory reakcyjnej w sta¬ nie goracym lub wstepnie podgrzanym.

Na skutek róznic w ciezarze wlasciwym cieklego metalu lub cieklego weglika metalu wzgledem cieklego zuzla, do którego dodaje sie czynnika oczyszczajacego i topnika, ciekly metal lub weg¬ lik metalu przedostaje sie przez ciekly zuzel i zbiera, sie w strefie ponizej cieklego zuzla. Ciekly metal lub weglik metalu i ciekly zuzel spuszcza sie odpowiednio, oddzielnie z reaktora. Gdy ciekly 'zuzel ma dzialanie oczyszczajace, korzystne, za¬ trzymuje sie warstwe cieklego zuzla pod wsadem koksowym, przy czym czesc ciepla potrzebnego do procesu moze byc wytwarzana indukcyjnie w ciek¬ lym zuzlu.

Koks, zuzyty we wsadzie koksowym, uzupelnia sie, w sposób ciagly, np. przez zasilanie komory reakcyjnej w wegiel i koksowanie w niej wegla.

Wegiel moze byc ogrzewany wistejmie a proces koksowania moze zapoczatkowywac spalanie sub¬ stancji palnych w komorze reakcyjnej, przy czym gazy spalinowe oddzialywaja w sposób wymuszo¬ ny na wegiel poprzez promieniowanie i konwekcje.

Gazy spalinowe moga zawierac weglowodory do¬ starczane do komory reakcyjnej do przestrzeni znajdujacej sde powyzej wsadu lub do samego wsadu. Na przyklad, weglowodory moga byc* do¬ prowadzane do styku z koksem i/luib weglem kok¬ sowanym, przy czym material jest utrzymywany w temperaturze co najmniej wystarczajacej do kra¬ kowania weglowodorów i wytracenia wegla na koks. Cieplo wytworzone przez spalanie substancji palnych a nie pochloniete przez material i gazy w komorze reakcyjnej moze byc odzyskiwane we¬ wnatrz lub na zewnatrz w sposób opisany w od¬ niesieniu do koksowania wegla.

Sposób wedlug wynalazku ^ jest stosowany, rów¬ niez do topienia materialów calkowicie lub czes¬ ciowo metalicznych w postaci skawalonej lub roz¬ drobnionej, np. wstepnie zredukowanych tlenków metali, takich jak zelazo gabczaste lub zlom me¬ tali, np. zlom zelaza, zwlaszcza niskowartosciowy zlom metali, np. wióry tokarskie itp., przy czym material ten oraz czynnik redukujacy zastepujacy I zuzyty koks wsadza sie do reaktora, w którym to¬ pi sie material na skutek indukcji elektromagne¬ tycznej, i stopiony material przedostaje sie przez wsad koksowy nagrzewany indukcyjnie, kiedy to nastepuje ostateczna redukcja utlenionych czesci materialu, oraz stopiony metal w zaleznosci od wyboru nawegla sie w czasie progresywnego zuzy¬ wania wsadu koksowego, przy czyim stopiony me¬ tal i zuzel zbieraja sie w strefie znajdujacej sie pod wsadem koksowym, z której metal i zuzel usuwa sie w sposób ciagly lub przerywany z ko¬ mory reakcyjnej. Jezeli jest dostepne tanie zródlo ciepla, material metaliczny w stanie stalym pod* grzewa sie wstepnie przed wprowadzeniem do ko¬ mory reakcyjnej.

^ Material mozna wprowadzac do reaktora wraz zx skladnikiem zuzlotwórczym do oczyszczania kipieli metalu powstalej w procesie stapiania.

Pod wsadem -koksowym utrzymuje sie warstwe stopionego zuzla, przy czym cieplo mozna wytwa- rzac indukcyjnie równiez w kapieli zuzla. Koks zuzyty we wsadzie koksowym uzupelnia sie ko¬ rzystnie, w sposób ciagly, przy czym wymiana koksu polega na zasilaniu komory reakcyjnej weglem i koksowanie w niej wegla w opisany sposób.

Komore reakcyjna zasila sie korzystnie w weglo¬ wodory, czesciowo w celu wytworzenia czesci ciepla potrzebnego do przeprowadzenia procesu, a czesciowo w celu polepszenia jakosci koksu wy- twarzanego z wegla w opisany sposób. Gdy spala sie substancje palne w komorze reafclcyjnej, cieplo nie wchloniete przez material w tej komorze moze byc odzyskiwane w czesci promiennikowej kotla parowego przylegajacego do reaktora, przy czym 40 czesc promiennikowa jest umieszczona w komorze reakcyjnej, i co najmniej czesc ciepla zawartego w gazach powstalych w komorze reakcyjnej moze byc wykorzystana do wytwarzania energii elek¬ trycznej lub pary. S 45 Sposób wedlug wynalazku jest korzystnie stoso¬ wany równiez do obróbki kapieli tlenków metali Sposób wedlug wynalazku jest stosowany korzyst¬ nie do odzyskiwania co najmniej jednego metalu, np. zelaza i krzemu z kapieli zawierajacej ten 5Q metal w postaci tlenku, np. z kapieli zuzla, przy czym kapiel te wprowadza sie do wsadu kokso¬ wego.

Czas pozostawania kapieli we wsadzie kokso¬ wym i temperature wsadu koksowego dobiera sie 55 tak, aby metal w postaci tlenku zostal zreduko¬ wany w czasie progresywnego zuzywania sie wsa¬ du koksowego i przedostal sie w stanie cieklym do ^ strefy usytuowanej pod wsadem koksowym, z któ¬ rej to strefy kapiel wraz z nowo powstalym; w go mozliwie szczatkowej ilosci, zuzlem spuszcza sie w sposób ciagly albo w sposób przerywany i usu¬ wa z. komory reakcyjnej. Wsad koksowy ma bar¬ dzo duza powierzchnie czynna redukujaca ciekly tlenek metalu, stanowiac o duzej przepustowosci reaktora. Ciekly metal i ciekly zuzel mozna spusz-lor 9 czac oddzielnie z reaktora. Jest korzystne, zwlasz¬ cza w przypadku, gdy kapiel zuzla ma wlasnosci oczyszczajace, np. spowodowane dodaniem odpo-- wiednich skladników oczyszczajacych, utorzymywa- nie warstwy stopionego zuzla pod wsadem kokso¬ wym, przy czym czesc ciepla potrzebna do prowa¬ dzenia procesu mozna wytwarzac indukcyjnie rów¬ niez w kapieli zuzla.

. Koks zuzyty we wsadzie koksowymi zastepuje sie korzystnie, w sposób ciagly przez dodawanie x wegla do komory reakcyjnej i koksowanie tego wegla w niej. Koksowanie;przeprowadza sie, oraz cieplo powstale na skutek spalenia substancji pal¬ nych w komorze reakcyjnej odzyskuje sie w spo¬ sób opisany w odniesieniu do innych przykladów y wykonania: wynalazku.

Dzieki duzej powierzchni czynnej wsadu kokso¬ wego, goracego wedlug wynalazku sposób wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie równiez do odzy¬ skiwania co najmniej jednego stosunkowo lotne- 2 go.-metalu lub zwiazku metalu, np. zawierajacego lub stanowiacego co najmniej jeden z ^ metali ta¬ kich, jak cynk* olów, arsen, antymon, kadm i cy¬ na, z< kapieli zawierajacej jeden z tych metali w pdstaci tlenku i/lub siarczku, np. zuzla, takiego jak 2 uzyskany ze stopienia rudy miedz}, przy czym ka¬ piel te przepuszcza sie przez wsadi koksowy na¬ grzewany indukcyjnie, a czas pozostawiania' kapieli we wsadzie koksowym oraz temperature wsadu koksowego dobiera sie tak, by tlenek metalu zo¬ stal zredukowany a metal odparowal lub zwiazek 30 metalu ulotnil sie w czasie ubywania wsadu kok¬ sowego.

Odparowany metal lub zwiazek metalu mozna utlenic przez spalanie, utleniajace substancji pal- j5 nych w reaktorze, w komorze reakcyjnej i odzy¬ skac w postaci tlenku z gazów spalinowych na zewnatrz reaktora. Mozna rówmliez odprowadzac odjparowany metal lub zwiazek metalu z komory reakcyjnej i odzyskiwac go w stanie stalym Jub 40 cieklym na zewnatrz koimojy reakcyjnej przez kon- densaicje, tego metalu lub zwiazku metalu. .Jezeli kapiel zawiera co najmniej jeden tlenek stosun¬ kowo ulatniajacego sie metalu, takiego jak zelazo i krzem, metal ten w tym samym czasie moima « odzyskiwac, w sposób opTisany w odniesieniu dio przykladu odzyskiwania co najmniej jednego me¬ talu, z kapieli zawierajacej ten metal w postaci zwiazku tlenowego.

W celu zastapienia zuzytego koksu we wsadzie $$ wprowadza sie do niego koks lub wytwarza w nim, w sposób opisany wyzej w odniesieniu do innych przykladów stosowania sposobu wedlug wynalaz¬ ku. Spuszczanie cieklego metalu i zuzla z komo* ry reakcyjne j^ dostarczanie dodatkowego ciepla M do komory i wsadu, znajdujacego sie w niej, a równiez odzyskiwanie niewykorzystanego w ko¬ morze reakcyjnej ciepla zawartego w gazach lub substancjach gazotwórczych; wytworzonych w tej komorze w przebiegu reakcji lub w zaleznosci od & wyboru, wprowadzanych do tej komory,, mozna równiezj przeprowadzac w sposób opisany w odr niesieniu do innych parzykladów stosowania sposo¬ bu wedlug wynalazku. W tym celu, aby wynala¬ zek byl bardziej zrozumialy a jego cechy uwydat- & nione, sposób wedlug wynalazku jest opioany na podstawie rysunków. Rysunki przedstawiaja w przekroju pionowym, wiele urzadzen do stosowa¬ nia sposobu wedlug wynalazku, w wielu przykla¬ dach jego zastosowania, przy czyim fig. I przed¬ stawia urzadzenie do koksowania wegla wedlug wynalazku, fig. 2 urzadzenie do redukowania i/lub naw-eglania czynników ?gazowydh, fig. 3 urzadze¬ nie do redukowania i, w zaleznosci od wyboru, na¬ stepnego zweglania lub naweglania tlenku metalu w postaci stalej, zawierajace, material wedlug wy¬ nalazku, fig. 4 urzadzenie do topienia Wiórów, fig. 5 urzadzenie do obróbki kapieli, zwlaszcza ka¬ pieli zuzla.

Zgodne lub zasadniczo zgodne czesci urzadzen przedstawionych na rysunku maja te same oznacz- niki cyfrowe.

Na fig. 1 jest przedstawiony reaktor koksowni¬ czyl którego scianki stanowi, co najmniej; w czesci wyprawa ogniotrwala 10 or^aiz pancerz 11 wyko¬ nany np. z blachy sitalowej. Dokola reaktora 10 jest umieszczony wzbudnik 12 oraz jarzmo 13 usy¬ tuowane na zewnajtrz niej. Wzbudnik 12 jest po¬ laczony ze zródlem z paradu- amiennego nie przed¬ stawionego na rysuoiku i jest> przystosowany do uitrtzyimiyrwania we wsadzie W> zawierajacym $ów- W.e koks i znajdujacym sie: w komprze reakcyjnej promieniowo L- wewnajtrz tej cewki, temperaibury odpowiedniej do, przeprowadzania; danego procesu.

Reaktor* przedstawiony na fig. 1 zawieja czesc gónna 16, otwarta od dolu, zawieszona- na bel¬ kach 15*. obrotowa, czesc dolna 17 i nieruchoma czesc denna 18, Ozesc dolna 17, jest polaczona z czescia górna 16 za pomoca zamka wodnego 19 i jest podparta wieloma parami rolek oporowych i nosnycht* , wisjpoidzialadacych : z pierscieniowym kolnierzem , 20* z któcycih to rodek jedna. paira ro¬ lek 21 i 22 jest przedstawiona na rysunku. Czesc 17 stanowi w górnej czesci plaszcz chlodzacy 23, przez który przeplywa ciecz, i który ma po zew¬ netrznej stronie; pierscien zejlajaty 24, oraz jest obracamy m pomoca kola zebatego 25 napedzanego przez silnik,, i którezazejbia sie z tym pierscie¬ niem zebatym. Ozesc 17;, jest wyposazona; po swej stronie -wewnetirznea w szereg lopatek wyladow¬ czych 26, które w czasie obrotu czesci 17 wylado-r wuja material koksowy poprzez przestrzen znaj¬ dujaca sie pomiedzy czescia 17 a czescia denna 18.

Czesc denna 18 ma ksztalt nieckowaty i wraz z najnizsza czescia 17 stanowi zamek wodny 27.

W czasie koksowania wejgla w reaktorze przed¬ stawionymi -na fig. 1, wegiel Laduje sie do komory reakcyjnej poprzez otwór 2$ usytuowany ponad wzbudnikiem 12 i na skutek dzialania lopatek wyladowczych 26 opada ku dolowi poprzez komo¬ re reakcyjna mijajacr poziom wzbudnika 12, gdzie jest nagrzewany do temperatury koksowania i tworzy wsad 14 naginzewany indukcyjnie. Koks ladowany do reaktora zostaje w duzym stopniu skoksowany zanim potrze do poziomu wzbudni¬ ka 12 na skutek, miedzy innymi, nagrzewania przez przewodzenie i. promieniowanie pochodzace od wsadu koksowego 14. Cieplo, • wytworzone \ in¬ dukcyjnie, jest wytwarzane w czesci materialu, która jest skoksowana i zasadniczo wolina od sub-11 101 574 12 stancji gazotwórczych. Zanim koks opusci reaktor, zostaje ochlodzony w zamku wodnym 27, a takze przez piasijcz chJtfdzacy 23.

Wegiel laduje sie. do reaktora w sposób ciagly.

W -pnzykladach prsedsltawiionych na rysunku, we¬ giel laduje s$c do komory reakcyjnej za pomoca wielu talk zwanych, zasilaczy, z których kazdy zaiwtfem' zfeypnie 29, której otwór wylotowy jest utfrtiesizczotny w rurze 20 uchodzacej do komory reakcyjnej 28. W koncówce rury 30 przeciwleglej wzgledem, komory reakcyjnej zna{jtiu(je Sie silow¬ nik SI, umozliwiajacy zasilanie w wegiel komory reakcyjnej przez zsypni£ 29 i rure 30. Na fig. 1 jest przedstawiony tyllko jeden zasilacz i jeden otlwór wylotowy 28 z drugiego zasilacza.

Reaktor" koksowniczy ma dokiy i górny prze¬ wód wylotowy 32 i 33 odpowiednio, które sa sto¬ sowane albo pojedynczo albo lacznie do odpro¬ wadzania gazów powstalych w reaktorze w cza¬ sie procesu koksowania. Dolny przewód wyloto¬ wy 32 jest polaczony z komora reakcyjna w miej¬ scu usytuowanym ponizej wzjbudnika 12, za po¬ moca przewodu pierscieniowego 34 i wielu otwo¬ rów 85. Powyzej w#budn4ka 12 znajduje .sie wie¬ le przewodów 37 ucJhodzacych w miejscu 36 i przy¬ stosowanych dó doprowadzania weglowodorów, korzystnie cieklych, do koksowanego wegla. W przesteend ponad wsadem znajduje sie wiele pal¬ ników 38, które" zawieraja paliwowy przewód zasi¬ lajacy 39 oraz przewód 40 do zasi&ania gazem za¬ wierajacyim tteri, np. powietrzem. Gazy spalino¬ we e palników 38* t których tylko jeden jest przediSitalWiony na^fig. 1 przedostaja sie do komo¬ ry (pionowej .tarze*, otwory 41, które sa skierowane tak, aby wytwolac tfUch wirowy w przestrzeni po- nad wsadem; Alternatywnie, ponad wsad dostar¬ cza sie tyiko powietrze lub inny gaz zawierajacy powietrze* w celu spalenie gazów powstalych w procesie koksowania.

Gdy stosuje sie tyJko przewód wylotowy 33, a przewód wylotowy 32 jest zamkniety za pomo¬ ca fcaworu nie przedstawionego na rysunku^ gazy powstale w komoirize reakcyjnej w czasie kokso¬ wania wegla unosiza sie do góry poprze- komore reakcyjna i pnzewód wylotowy 33. W celu wstep¬ nego podgrzania wegla i zapocizaitkowania procesu koksowania, gazy koksownicze powstale w czasie procesu koksowania i przedostajace sie przez wsad sa calkowicie spalane, wraz z weglowodóranii do¬ starczanymi pofcdnzez przewód 37, ponad wsadem za pomoca palników 38. Cieplo zawairte w gazach odprowadzanych przez przewód wylotowy 33 >wy- korzystiije sie odpowiednio, do wytwarzania pairy lub energii elektrycznej.

Gdy otwarty jest tyUfeo dolny przewód wyloto¬ wy 32, a przewód wylotowy 33 pozostaje zamknie¬ ty za pomoca zaworu nie przedstawionego na ry¬ sunku, gazy powstale w czasie procesiu koksowa¬ nia przedostaja sie pój>fzez otwory 35, przewód pierscieniowy 34 i przewód wylotowy 32 na ze¬ wnatrz komory reakcyjnej. Korzystne jest utrzy¬ mywanie pewnej, redukcyjnej strefy spalania po- nad wsadem za pomoca palników 38 w celu do¬ strzezenia czesci energii potnzebnej do przeprowa¬ dzenia procesoi koksowania.

Weglowodory podaje sie przez przewód 37. Ule¬ gaja one rozkladowi w tej czesci wsadu, w której •temperatura przekracza temperature krakowania weglowodorów i na skutek tego wejgied wytracony przy tym na koksie polepsza znacznie jego jakosc.

Gazy, bogate w substancje palne, ulatujace przez przewód, wylotowy 32 rmoga byc spalane w celu wytworzenia energii elektrycznej do induk¬ cyjnego nagrzewania wsadu koksowego 14* W przykladzie wykonania urzajdzenia do stosowania sposobu wedlug wynalazku* przedstawionego na rysunku, cieplo zawarte w gazach odprowadza¬ nych przez przewód 32 jest odzyskiiwane w po¬ srednim wymienniku ciepla 42.

Alternatywnie, .gaz odprowadza sie poprzez przewody 32 i 33. Proces spalania utleniajacego mozna utrzymywac korzystnie w komorze reak¬ cyjnej, ponad wsadami, przy czyni utlenione gazy opuszczaja komore reakcyjna pnzez . przewód wylotowy 33 a tylko czesc gazów koksowniczych i czesc gazów krakowych, utworzonych na skutek wprowadzenia weglowodorów, ulatuje przez prze¬ wód 37 i przez przewód wylotowy 32.

Na fig. 2 oznaczniki cyfrowe 10-^14, 32, 34, 35 i 42 maja to samo znaczenie co na fig. 1. W reak¬ torze wedlug fig. 2 czynniki gazowe redukuje sie i/lub nawegja przez doprowadzenie do zetkniecia ich ze wsadem koksowym 14, nagrzewanym: in¬ dukcyjnie i utrzymywanie temperatury w takiej wysokosci w komorze reakcyjnej, aby pozosta¬ losci koksu zuzywanego w czasie procesu uzyskac w postaci cieklej w dolnej czesci reaktora. Sto¬ pione pozostalosci 43 kolesiu spuszcza sie w sposób ciagly aJibo przerywany popnzez, otiwór spusto¬ wy 44 i rynna spustowa 45. Czynnik gazowy, np. para wodna przeznaczona do redukowania i/lub naweglania, wprowadza sie poprzez przewód 46 do komory redukcyjnej po uprzednim poddaniu go wymianie cieplnej w po/sredninii wymienniku ciepla 42 na zredukowanym i/lab nawejglonym gazem odprowadzonym z reaktora poprzez otwo¬ ry 35, które sa skierowane ukosnie ku dolowi, aby uniemozliwic przedostawanie sie koksu do prze¬ wodu pierscieniowego 34 i zablokowaniu go.

Koks lub wegiel, który w czasie opadania jio poziomu wzbudnika 12 zostal skoksowany we¬ wnatrz komory reakcyjnej, wprowadza sie do komory reakcyjnej poprzez urzajdzenie zasilaja¬ ce 47 w celu zastapienia zuzytego we wsadzie 14 koksu. «. ¦ ¦ .

Gdy materialem wprowadzanym przez* urzajdze- riie zasilajace 47 jest wegiel, to bedzie on kokso¬ wany w czasie przejscia do poziomu wzbudnika 12, przy czym gaay koksownicze po skrakowaniu we wsadzie 14 beda ulatywaly wraiz ze zredukowanym i/iub naweglonym czynnikiem gazowym, poprzez przewód 32. Gdy stosuje sie wegiel zlej jakosci, to konzystnie dostarcza sie takiej ilosci weglowo¬ dorów przez przewód 48 i utrzymuije takie warun¬ ki w komorze reakcyjnej* ze wejgloiwodory w cza¬ sie krakowania uwalniaja wetgiefl. osadzajacy sie na swiezo wytworzonym koksie, znacznie polep¬ szajac jego wytrzymalosc mechaniczna.

-'Na fig. 3 jest przedstawiony reaktor do redu¬ kowania i topnienia proszku tlenku zelaza. Oznacz- 1E 40 45 90 55 fft15 101 574 1* niJki, cyfrowe 10—14, 37—11, 44, 45 i 47 maja to samo znaczenie co na fig. 1> i 2. Górna czesc reak¬ tora jest skoirastaiowana jako czesc promienni¬ kowa kotla parowego umieszczonego w poblizu reaktora. Kociol parowy nie jest przedstawiony na rysunku. Górna czesc komory reakcyjnej jest otoczona plaszczem 49, przez który przepiytwa wo¬ da lub para, i Wtóry jecsft otoczony obudowa ter¬ moizolacyjna 50. Rura 51 do zasilania materialem^ wystajaca ku dolowi z urzadzenia zasilajacego 47, ma podwójna scianke i podobnie do- plaszcza 47 przeplywa przez nia chlodziwo ciekle lufo gazowe.

Scianka reaktora usytuowana ponizej wzbudni¬ ka 12 jest chlodzona za pomoca plaszcza chlodza¬ cego 52.

Material zawierajacy tlenek zelaza, koks lub wegiel skoksowany w komorze reakcyjnej w spo¬ sób opisany wyzej, oraz w zaleznosci od wyboru skladnik zuzJhotwórczy wprowadza sie na powierz¬ chnie wsadu poprzez rure 51,.przy czym wsad za¬ biera glównie koks. Weglowodory ciekle lub ga¬ zowe wprowadza sie przez przewód 37 do- ladowa¬ nego materialu, który Jest ogrzewamy wstepnie za pomoca palników 38.

.Material zawierajacy tlenek zelaza, w ten spo¬ sób ogrzany wstepnie, jest wstepnie redukowany i doprowadzany w pewnej czesci do staniu meta¬ licznego, ponad wsadem koksowym i jest stapia¬ ny ze skladnikiem zuzlotwórczym w górnej czejsci strefy indukcyjnej, po czym tlenek zelaza jest ostatecznie redukowany i naweglany w czasie przejscia przez wsad 14 przy progresywnym zti- zyiwianiu sie wsadu. Poniewaz wsad 14 ziuzywa sie, jest uzupelniany przez koks lub przez koksowany wegiel odpowiednio do ubytków wsadu. Stopiony material zbieira sie pod wsadem w postaci war¬ stwy 53 zuzla i weglistej waanstwy 54 zelaza. Ze¬ lazo spuszcza sie w sposób przerywany poprzez otwór spustowy 44 i rynne spustowa 45. Zuzel spuszcza sie w sposób zasadniczo ciagfly przez otwór spustowy 55 i rynne spustowa 56.

Gtwór spustowy 55 Jest wyposazony w ruchoma zatyczke, uruchamiana za pomoca urzadzenia na¬ pedowego, nie przedstawionego na rysunku, i któ¬ ra jeist stosowana w taki sposób, ze powierzchnia zetkniecia wsadu 14 z warstwa 53 zuzla w komo¬ rze reakcyjnej utrzynmilje sie na zadanym pozio¬ mie. Gaz zawierajacy tlenek wegla, powstaly w czasie procesu redukcyjnego, a równiez pozosta¬ losci po weglowodorach dostarczanych przez prze¬ wód. 37 i inne gazy koksownicze spala sie* za po¬ moca paMków 38 ponad wsadem w reaktorze.

Reakltoir przedstawiony na fig. 3 jest równiez korzystnie stosowany do ostatecznego redukowa¬ nia i topienia wstepnie zredukowanego tlenku ze¬ laza, np. zelaza gabczastego. Reaktor na fig. 3 jest stosowany równiez, korzystnie do redukowa¬ nia i w zaleznosci od wyboru, zweglania lub na- welglania innego materialu zawierajacego tleinek wegla w stanie stalym^ np. do wytwarzania sto¬ pionego wegliku wapnia, przy czym material za¬ wierajacy wegiel oraz tlenek wapniowy doprowa¬ dza sie przez ruire 51.

Na fig. 4 odnosniki cyfrowe 10^-14, 28—31, 44, 45, 52—57 maja to samo znaczenie co na fig. 1—3.

Na fig. 4 jest przedstawiony reaktor do topienia materialów skawaionyeh., calkowicie lub czescio¬ wo metalicznych, zwlaszcza niskowa wiórów metalowych np. pochodzacych ze sjkratwa- nia na tokarkach iitjp. Wióry laduje sie razem z koksem lub weglem i, w zaleznosci od wyboru, ze skladnikiem zuizftotwóirczym za pomoca urza* dzenia zasypowego 30, 31 do wsadu koksowego 14 nagrzewanego indukcyjnie. Wtóry topia sie ponad wsadem 14 i we wsadzie na skutek indukcji i ze¬ tkniecia sie z gooracym wsadem koksowym, przy czym sitopiony popiól i zuzel koksowy wraz. ze stopionym i„ w zaleznosci od wyboru, oczyszcza nym mater&alem otrzymanym z wiórów zbiera sie w posjtaci cieklej warstwy 53 i 54 odapowiednio pod wsadem 14.

Powstale gazy ulatuja przez przewód 58. W przypadku zasilania komory reakcyjnej weglem* trzeba doprowadzac do tego, aby wegiel zostal skoksowany co najmniej w zasadniczym stopniu zanim osiagnie wsad 14. O ile to celowe, do lado- wamego materialu doprowadza sie weglowiodoiry w. stanie cieklym lufo gazowym i material ten podgrzewa sde wstepnie w komorze reakcyjnej przez spalanie w niej swbstaacji palnych w sjpo- sób opisany w odniesieniu* do fig. 1^3. Powierz¬ chnia zetkniecia kapieli 53 zuzla i wsadu kokso¬ wego 14 jest utrtzytmywatna na zajdanym pokornie przez odpowiednie spuszczanie zutzfla poprze* otwór spustowy 55.

Na fig. 5 oznaczniki cyfrowe 10, 1&-—14, 44, 45, 47, 49—52 i 55—57 maja to samo znaczenie co na fig. 1—4. Na fig. 5 jest przedstawiony reaktor do odzyskiwania co najmniej jednego, latwo ulatnia¬ jacego sie metalu lufo zwiazku metalu i co naj¬ mniej jednego, stosunkowo trudno ulatniajacego sie metalu z np. stopionejgo zuzla. W reaktorze tym wsad zuzlowy 14 utrzymuje sie na jednym poziomie ze wzbudnikiem 12, przy czym wsad ten zalewa sie. zuzlem- w sposób ciajgly lub prze¬ rywamy. W przedstawionymi przykladnie ciekly zuzel z kadzi 59 wylewa sie na rynne BO, za po* moca której roztop ten rozprowadza sie po wsa¬ dzie 14 poprzez wiele kanalów rozdzielczych sie¬ gajacych do komory reakcyjnej.

Wsad utrzymuje sie w temperaturze, w której latwo ulatnia sie metal lub zwiazek metalu, np. cynk i/lub olów w postaci tlenku lub siarczku paruje i opuszcza komore reakcyjnaj, w zaleznosci od wyboru, po spaleniu za pomoca gazu zawiera¬ jacego tlen, np. powietrza doprowadzanego przez przewody zasilajace 62. Pozostalosci zuzla prze¬ dostaja sie w dól przez wsad koksowy 14, w któ¬ rym trudno ulataniajacy sie tlenek metalu, np. tle¬ nek zelaza jest redukowany i naweglany przy ze¬ tknieciu ze wsadem w czasie postepowego zuzy¬ wania sie tego wsadu. Wsad 14 uzupelnia sie z ta¬ ka szybkoscia z jaka sie zuzywa^ poprzez zasilanie go swiezym materialem wsadowym za pomoca rury zasilajacej 51, w zaleznosci od wyboru, waz z odpowiednim skladnikiem zuzJlotwórczym. Zre¬ dukowany metal zibieira sie w postaci dolknej, sto¬ pionej warstwy 63 na dnie reailfltora, a pozosta¬ losci wprowadzonego zuzla zbieraja sie w posta¬ ci warstwy 64 zuzla ponad warstwa 63. Powierz- 40 45 50 55 00lfr 101574 16 cnnie zetkniecia warstwy 64 zuzla ze wsadem koksowym 14 utrzymuje sie na zadanymi poziomie przez spuszczanie zuzlla z wairsjtwy 64 w sposób ciagly Job przerywany.

Przyklad I. Wsad koksowy o srednicy 7,0 m i wysokosci okolo 5 m byl utrzymywany w tem¬ peraiturze okolo 1000°C. Wsad koksowy byl usu¬ wany z reaktora- od dolu w sposób ciagly przv wydatku okolo 74,5 ton na doba, a równoczesnie uzupelniany w sposób ciagly przez dodawanie wegla z góry wsadu. Wegiel, który zawieral 2)9% wagowych skladników lotnych obliczonych wzgle¬ dem suibstancjii palnych i 12% wagowych popiolu, byl dodawany przy wydatku okolo 100 ton na dobe i koksowany w reaktorze z wydalaniem gazów.

Bo wsadu koksowego dostarczano elektroinduk¬ cyjnie energie o wartosci 110 MWh na dobe przy czestotliwosci 100 Hz za pomoca wzbudnika ota¬ czajacego reaktor na poziomie zloza koksowego i imajacego srednice 7,5 m i wysokosc 4,5 m.

Energia t& wystarczala do utrzymywania tempe¬ ratury wsadu i do koksowania wegla. Otrzymy¬ wano okolo 60000 NmJ na dobe gazu zawieraja- cego zasadniczo wodór i weglowodory.

Przyklad II. Gaz zawierajacy 20% objetoscio¬ wych G02 i szczatki CO oraz H2 przeplywal w sposób ciagly przy wydatku okolo 2(20.000 Nm8 na dobe przez reaktor zawierajacy wsad koksowy nagrzewany elektroindukcyjnie wedlug przykla¬ du I. Qaz dostarczany do reaktora byl podgrze¬ wany wstepnie do temperatury wsadu, która wy¬ nosila 800° C. Zredukowany gaz opuszczajacy reaktor po przejsciu przez wsad zawierajacy CO, H2 i weglowodory przy wydatkb okolo 283,000 Nm8 na dobe.

Do wsadu koksowego dostarczano energie, w sposób elefctroindukcyjiny, w ilosci 100 MWh na dobe, przy czestotliwosci 100 Hz za pomoca wzbud¬ nika wedlug przykladu 1. W celu uzupelnienia zu¬ zytego koksu dodawano wegla typu wymienionego w przykladzie 1, w ilosci okolo 35 ton na dobe od góry do wsadu koksowego i w czasie tego samego okresu czasu usuwano okolo 4 ton popiolu z reak¬ tora.

Przyklad III. Do reaktora zawierajacego wsad koksowy nagrzewany elektroindukcyjnie i utrzy¬ mywany w temperaturze okolo 1500°C, opisanego w przykladzie 1 wprowadzano w sposób ciagly, wstepnie ogrzany tlenek zelaza w skladzie odpo¬ wiadajacym FeO, w ilosci 72 tony na dobe wraz z weglem rodzaju wymienionego' w przykladzie 1, w ilosci 19 ton na dobe. Z dna reaktora spuszcza¬ no stopiony goracy metal (surówke) przy wy¬ datku 55 ton na dobe i o zawartosci wegla wyno¬ szacej okolo 4% wagowych wraz ze stopionym zuzlem przy jego wydatku wynoszacym 6 ton na dobe.

Z wierzcholka reaktora odprowadzano gaz, za¬ wierajacy weglowodory i tlenek wegla, przy wy¬ datku 30.000 Nm1 na godzine. W celu utrzymania temperatury wsadu i redukcji dostarczano do zlo¬ za koksowego za pomoca wzbudnika, opisanego w przykladzie I, 90 MWh na dobe energii przy cze¬ stotliwosci 100 Hz.

Przyklad IV. Tlenek zelaza redukowana w sposób opisany w przykladzie III, z tym wyjatkiem, ze w reaktorze nad wsadem spalano olej przy wy¬ datku 20 ton na dobe. Zapotrzebowanie na ener¬ gie elektryczna spadlo przez to do 70 MWh na dobe przy tej samej wydajnosci stopionego, gora¬ cego metalu, przy czym w tym samym czasie wy¬ datek odprowadzanego z reaktora gazu zwiekszyl sie do 215.000 Nm3 na dobe i gaz ten zawieral zasadniczo C02 i HaO.

PrzykladV. Do zloza koksowego nagrzewa¬ nego indukcyjnie, opisanego w przykladzie I, u- miieszczomego w reaktorze i utrzymywanego w tem¬ peraturze okolo 1500°C, doprowadzano w sposób ciagly wióry zabierajace 90% wagowych zelaza metalicziniego, w ilosci 200 ton na dobe wraz z weglem rodzaju opisanego w przykladzie I, w ilos¬ ci 7 ten na dobe. Z dna reaktora spuszczano sto- piony, goracy metal (surówka) przy Wydatku oko¬ lo 195 ton na dobe i okolo 0,5 ton zuzla na dobe.

Z wierzcholka odprowadzano gaz przy wydatku .000 Nm8 na dobe, zawierajacy tlenek wegla, wodór i weglowodory. W celu utrzymania tempe¬ ratury wsadu i stopienia wiórów oraz. zreduko¬ wania utlenionych ich czesci do wsadu koksowe¬ go dostarczano 96 MWh na dobe energii za po¬ moca wzbudnika w sposób * opisany w przykla¬ dzie I, przy czestotliwosoi 100 Hz.

Przyklad VI. Do wsadu koksowego, nagrze¬ wanego elektroindukcyjnie, wedlug przykladu I, umieszczonego w reaktorze i utrzymywanego w temperaturze okolo 1500°C doprowadza sie stopio¬ ny zuzel fajallitowy o temperaturze 1450°C i o za¬ wartosci zelaza wynoszacej okolo 50% wagowych, w sposób ciagly w ilosci okolo 200 ton na dobe wraz z wapnem w ilosci okolo 90 ton na dobe oraz weglem rodzaju podanego'w przykladzie I/w ilos¬ ci okolo 45 ton na dobe.

Z dna reaktora spuszczano stopiony, goracy me¬ tal (surówke) w ilosci 97 ton na dobe wraz ze sto¬ pionym zuzlem w ilosci okolo * 120 ton na dobe i o skladzie odpowiadajacym wolastonitowi.

Z wierzcholka reaktora odprowadzano gaz za¬ wierajacy zasadniczo C02, CO i H2 przy wydatku okolo 64.000 Nm8 v na godzine. W celu utrzymania temperatury wsadu i przeprowadzenia reakcja dostarczono do wsadu koksowego energie w ilosci 130 MWh na dobe za pomoca wzbudnika w sposób opisany w przykladzie I, przy czestotliwosci 100 Hz.

Przyklad VII. Do wsadu koksowego nagrze¬ wanego elekitroindukcyjinie, wedluig przykladu I, umieszczonego w reaktorze i utrzymywanego w temperaturze okolo- 1500°C wprowadzano zuzel o temperaturze 1250°C, otrzymany ze stopnienia elektrycznego rudy miedzi, i zawierajacy 10% wa¬ gowych Zn^ 2% wagowych Pb, 43% wagowych FeO i szczatkowa ilosc Si02; w sposób ciagly w ilosci okolo 150 ton na dobe wraz z weglem rodzaju - wymienionego' w przykladzie I, w ilosci 22 ton na godzine oraz wapno w ilosci okolo 110 ton na do¬ be. Z dna reaktora spuszczano stopione zelazo w ilosci okolo 110 ton na dobe, o niskiej zawar¬ tosci .wegla i zawartosci krzemu,, zmieniajacej sie pomiedzy 2 a 6% wagowymi wraz z cieklym zuz- . 40 45 50 55 6017 101 574 18 lem w ilosci okolo 75 toin na dobe i o skladzie od¬ powiadajacym wolastooitowi. We wsadzie kokso¬ wym tworzyl sie gaz przy wydaitku okolo 54.000 Nms na dobe.

Przed odprowadzeniem z reaktora gaz ten, za¬ wierajacy poza H2, C02 równiez 13 ton Zn i 3 to¬ ny Pb w postaci pary* byl zasilany powietrzem w celu utlenienia zawartosci Zn i Pb. Tlenki metali otrzymane w ten sposób oddzielano w postaci pylu z pozostalosci pogazowych w nastepnym kotle parowym i ukladzie oczyszczania gazu.

Claims (9)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób przeprowadzania endoterimicznych procesów chemicznych i/lufo fizycznych w komo¬ rze reakcyjnej, w której znajduje sie nieffltuidal- ny wsad zawierajacy zasadniczo material bio¬ racy udzial w procesde, przy czym co* najmniej czesc energii potrzebnej do tego procesu wytwa¬ rza sie elefctroindiukcyjnie w samym wsadtzie sto¬ sujac co niajfmniej' jeden wzibiudnik, przez który przepuszcza slie prajd zmienny i który jest usy¬ tuowany na zewnatrz komory reakcyjnej, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie wsad o rezystywnosci (q) w zakresie o(d 10-4 do 10 om m i prajd zmien¬ ny o niskiej czestotliwosci, która jest co najwy¬ zej dziesieciokrotnie wieksza od ozejsitotlliwosci sieci, a najkorzystniej co najwyzej pieciokrotnie wieksza od czestotliwosci sieci i utrzymuje sie stosunek pomiedzy najniniejszym wymiareon po¬ przecznym (d) powienzchni' wsadu a glebokoscia wn/iikania <8) pola induikcyjnego, wynoszacy od 0,2 do 2y5', a korzystnie równa sie wartosci okireslonej zaleznoscia -— = k(0,54^0,35 • log10Q) gdzie k stanowi wartosc liczbowa wynoszaca od 1,1 do 1.5.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie czestotliwosc sieci lub czestotliwosc stanowiaca wielokrotnosc tej cszes/totliiwosci.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc ilosci ciepla potrizeibneij do procesu dostarcza sie do komory reakcyjnej przez spalanie substan¬ cji palnych w tej komorze.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie wsad zawierajacy koks.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze koks zuzyty we wsadzie koksowym uzupelnia sie w sposób ciagly,

6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze koks wprowadzany dla uzupelnienia koksu zuzy¬ tego we wsadzie koksowym wytwanriza sie w ko¬ morze reakcyjnej przez koksowanie wegla wpro¬ wadzonego do komory reakcyjnej.

7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze cieplo wyitwanzane na stoutek spalania substancji palnydh, a nie pochloiniejte przez material w ko¬ morze t©akcyjnej^ odizyiskuje sne w teji komorze w promiennikowej czesci kotla parowego, usytuo¬ wanego' w potottiizai reaktora.

8. Sposób wedlug zastrz. 6 alibo 7, znamien¬ ny tym, ze co najmniej czesc gaizów palnych po¬ wstalych w komorze reakcyjnej wykorzystuje sie do wytwairzania pary kub energii eldkltorycznej^ za pomoca turbiny •parowej lub gazowej, zwlaszcza turbiny zasilanej goracym porwiietmzem.

9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze wytworzona energie elektryczna wykorzystuje sie do zasilania procesu w energfie. 10 15 20 25 30101 574 £*B-i Fia.Z £&*101 574 £lff-3 Fig.S