RU2005103339A - Способ получения железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (3)

1. Способ получения железа прямым восстановлением, включающий подвижный зернистый материал, содержащий оксиды железа и встречно циркулирующий восстановительный газ в интервале температур 850-1000°С, состоящий из водорода и монооксида углерода, за счет превращения углеводородов окислителями, восстановление материала до железа, отвод из зоны восстановления отработанного восстановительного газа, смешивание отработанного газа с природным газом и с водой, выгрузку восстановленного железа из реактора при температуре более 500°С, брикетирование полученного материала и последующее охлаждение до 100°С, отличающийся тем, что нагрев и превращение углеводородов окислителями производят в объеме газогенератора, путем воздействия на них плазменными струями, при этом формируют основной замкнутый, циркуляционный поток отработанных отходящих газов из верхней части реактора в нижнюю через газогенератор, отбирают часть основного потока из этого контура, очищают его, поднимают давление до необходимого для работы плазмотронов в зоне конвертирования в газогенераторе, при этом отобранную часть основного потока отходящих газов пропускают через плазменные струи и нагревают до температуры ~3000°С, смешивают с основным потоком и, перед входом их в реактор, впрыскивают в поток природный газ и воду и снижают температуру до 900-1000°С, а давление в реакторе регулируют путем управления расходом отходящих газов, посредством, например, клапана.

2. Устройство для получения железа прямым восстановлением, содержащее реактор со слоем зернистого материала и зоной восстановления, контур, включающий газоотвод, выходящий из верхней части реактора и соединенный с зоной восстановления реактора, устройство для охлаждения и очистки газа, насос для обеспечения циркуляции газа через указанный контур, нагреватель газа, средство для смешивания рециркулирующих газов, средство для регулирования расхода природного газа и воды, отличающееся тем, что устройство снабжено плазменным восстановительным газогенератором, установленным в контуре отходящего газа и подсоединенным к зоне восстановления реактора, а также блоком подготовки отходящих газов для плазмотронов, соединенного с контуром отходящего газа, при этом блок включает последовательно связанные газоотводом циклон очистки газов, рукавный фильтр, теплообменник и компрессор, выход которого подключен к плазмотронам, установленным в восстановительном газогенераторе, в котором между плазмотронами и стенкой реактора установлена форсунка для впрыска во внутреннюю полость газогенератора например, метана и воды, а в верхней части реактора в районе загрузочного конуса установлен клапан расхода отходящих газов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит вспомогательный плазменный газогенератор, вход которого газоотводом связан с контуром отходящего газа, а плазмотроны - с выходом компрессора очищенного газа, а в полости газогенератора установлены разнесенные по его длине форсунки, одна из которых - для подачи природного газа и воды, а вторая - для подачи воды, при этом полость газогенератора между форсунками связана газоотводом для транспортирования конвертированных газов - водорода и окиси углерода с температурой 500°С, а полость газогенератора, расположенная после форсунки для воды, соединена газоотводом конвертируемого газа, охлажденного до 100°С.