PL83867B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania goracego gazu redukcyjnego dla wielkiego pieca.Goracy gaz redukcyjny sklada sie z CO, H2, N2, i minimalnej ilosci C02. Goracy gaz redukcyjny czesciowo zastepuje koks w wielkim piecu. Obecnie jest kilka sposobów otrzymywania tego gazu np. metoda Shell zgazowania mazutu wedlug której mazut ulega konwersji pod dzialaniem czystego tlenu i pary wodnej Reaktor zawiera komore spalania, do której wdmuchuje sie mazut. Inna metoda polega na konwersji mazutu powietrzem.W procesie tym nastepuje najpierw piroliza i dlatego wytworzony gaz zawiera duzo sadzy. Metoda Texaco polega na konwersji mazutu pod cisnieniem 25 do 30 atn z udzialem czystego tlenu lub powietrza wzbogaconego w tlen.Reakcja zachodzi w warunkach palacego sie plomienia w wysokich temperaturach. Metoda Fuji-Texacopolega na czesciowym utlenianiu mazutu mieszanka pary i tlenu w reaktorze w temperaturze 1600°C. W Wielkiej Brytanii znana jest metoda BJSRA. Gaz redukcyjny otrzymywany jest z gazu ziemnego lub lekkich destylatów ropy naftowej. Firma Kellogg opracowala metode i urzadzenie do otrzymywania goracego gazu redukcyjnego droga parowej konwersji gazu ziemnego lub cieklych weglowodoroów. Gaz ziemny jest najpierw odsiarczany, a nastepnie mieszany z para wodna i wprowadzany od góry do metalowych rur reaktora, w górnej czesci których znajduje sie katalizator niklowy aktywowany alkaliami. W dolnej czesci rury znajduje sie niklowy katalizator nieaktywowany. Temperatura rur wynosi 1093°C. Najlepsze wyniki konwersji uzyskuje sie przy temperaturze 990°C i stosunku ilosci pary do wegla wynoszacym 1 :2 pod cisnieniem 4kG/cm2. Dzieki zastosowaniu odpowiednich katalizatorów konwersja nastepuje przy ilosci pary nie wiele przekraczajacej wartosc stechiome- tryczna. Katalizatory zabezpieczaja równiez przed wydzielaniem sie sadzy gazowej. W hucie Nowo Tulskiej w wielkim piecu o objetosci 900 m3 przeprowadzono w trzech okresach próby wytapiania surówki przy uzyciu wysoko nagrzanych (1126—1203°C) gazów redukcyjnych otrzymanych droga konwersji gazu ziemnego dwutlen¬ kiem wegla z gazu wielkopiecowego i tlenu.Wada wymienionych wyzej metod otrzymywania gazu redukcyjnego jest z jednej strony duza zawartosc C02 i H20, a z drugiej strony tworzenie sie sadzy, która zanieczyszcza i zatyka obwody zasilajace. Wada tych metod jest równiez duzy koszt wlasny wynikajacy ze stosowania drogich surowców jak gaz ziemny, mazut i tlen.Mimo tych wad proces zastosowanie goracego gazu redukcyjnego rozszerza sie, gdyz dzieki niemu mozna wyeliminowac okolo 40% drogiego koksu z procesu wielkopiecowego i zwiekszyc wydajnosc pieca do 30%.2 83 867 Celem wynalazku jest otrzymanie goracego gazu redukcyjnego z zastosowaniem malej ilosci tlenu. Cel ten osiagnieto przez wykorzystanie ciepla jawnego dmuchu do zgazowania paliwa stalego lub cieklego najlepiej z dodatkiem pary i tlenu w generatorze, przy czym paliwo i goracy dmuch mieszaja sie w dyszy zlokalizowanej wtórnej czesci generatora, a otrzymany gaz o skladzie CO, H2, N2 przeplywa w dól, gdzie gromadzi sie plynny zuzel z popiolu paliwa, a gaz o tpmperaturze 1600-1800? C z pewna zawartoscia koksiku i sadzy.przeplywa do mieszalnika, w którym koksik i ewentualnie sadza reaguja z gazem gardzielowym, a zwlaszcza z jego skladnikiem C02. Koksik i sadza moga byc równiez alternatywnie zgazowane za pomoca pary wodnej.Otrzymany goracy gaz redukcyjny na temperature w granicach 1000—1300°C, a jego sklad chemiczny, obok CO, H2, N2, zawiera minimalna ilosc CQ2 dochodzaca do 3%. Sposób wedlug wynalazku jest blizej objasniony za pomoca rysunku, który przedstawia schemat urzadzen wielkopiecowych umozliwiajacy realizacje tego sposobu.. ,Speetfr wytwarzania gazu redukcyjnego wedlug wynalazku przebiega nastepujaco. Czesc goracego dmuchu z nagczewnfc*!* lierowana jest za pomoca przepustnic do przewodu 5, w którym miesza sie on z tlenem z przewodu 27 i jako mieszanka przeplywa do dyszy 6 generatora, do której doprowadzony jest mial weglowy, wzglednie mazut oraz para z wyparkowego chlodzenia. W dyfuzorze generatora 12 nastepuje wymieszanie, nagrzanie i odgazowanie paliwa cieplem goracego dmuchu. W czesci cylindrycznej generatora 12 nastepuje zgazowanie paliwa do CO, N2, H2. W dolnej czesci generatora 12 z goracego gazu generatorowego wytracaja sie krople stopionego zuzla z popiolu zgazowanego paliwa. Zuzel ten gromadzi sie w dolnej czesci gazu generatora i jest okresowo spuszczany do kadzi. Natomiast goracy gaz generatorowy o temperaturze 1600—1800°C z pewna zawartoscia koksika i ewentualnie sadzy przeplywa przewodem 13 do mieszalnika 15, w którym resztki koksiku i sadzy reaguja z C02 jako skladnikiem gazu gardzielowego, wzglednie z para wodna. W efekcie temperatura gazu redukcyjnego obniza sie do 1000—1300°C, a otrzymany gaz redukcyjny zawiera obok CO, H2, N2 do 3% C02.Tak wytworzony gaz przewodem 18 przeplywa do okreznicy 19, a nastepnie jest doprowadzany do dolnej czesci przestronu, wzglednie szybu wielkiego pieca 20.Sposób wedlug wynalazku umozliwia wytwarzanie goracego gazu redukcyjnego z taniego i dostepnego surowca, jakim jest mial weglowy, przy wykorzystaniu ciepla jawnego goracego dmuchu wytwarzanego w istniejacych nagrzewnicach, przy czym do wytwarzania uzywa sie malej ilosci tlenu.W efekcie, sposób umozliwia wytwarzanie taniego goracego gazu redukcyjnego który moze zastapic okolo 40% koksu w wielkim piecu i znacznie zwiekszyc jego wydajnosc, co pozwoli na zwiekszenie produkcji surówki w istniejacych wielkich piecach. Wynalazek moze byc stosowany w nowo projektowanych wielkich piecach w których zastosowanie wynalazku przyniesie jeszcze wieksze efekty techniczne i ekonomiczne. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania goracego gazu redukcyjnego w znanym ukladzie energetycznym wielkiego pieca, w którym przychód ciepla pochodzi ze spalania koksu i ciepla jawnego goracego powietrza, znamien¬ ny tym, ze nagrzane powietrze z nagrzewnic dzieli sie za pomoca przepustnic (4) na powietrze do zgazowania koksu w wielkim piecu (20) i na powietrze do zgazowania paliwa stalego lub cieklego, najlepiej z dodatkiem pary wodnej i tlenu w generatorze (12), przy czym paliwo i gorace powietrze miesza sie w dyszy (6) zlokalizowanej wgórnej czesci genratora (12), a otrzymany gaz o skladzie CO, H2, N2 przeplywa w dól, gdzie wytraca sie z niego plynny zuzel z popiolu zgazowanego paliwa, a gaz o temperaturze 1600—1800°C z pewna zawartoscia koksiku i ewentualnie sadzy przekazuje sie do mieszalnika (15) w którym koksik i sadza rozkladaja sie dwutlenkiem wegla z doprowadzonego czystego gazu gardzielowego, wzglednie para wodna, na goracy gaz o temperaturze w granicach okolo 10C0—1300°C z zawartoscia C02 dochodzaca do 3%.83 867 O—¦ PL