B7 五、發明説明（ 登Ui斑： 本發明關於-種三級流體化床式細鐵礦還原設備，在 其中，顆粒尺寸變化大的細鐵礦’在三級流體化床爐裡， 以分段的方式，被還原成固體的被逯；沾钟 ^ 双還原的鐵，然後，被放 入熔爐，。特定的說’本發明關於一種古γ取你Μ 裡有X形循環管的三級 流體化床式還原設備’以增進氣體利用率及還原率。發明苷篑： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在習知的鼓風爐中，可依據固定床式法還原鐵礦， 固體顆粒有大尺寸。然而，在欲還原細鐵礦的情形中， 表面的氣體速度如在固定床式法的情形中—樣低，則發 粘著現象且最後將干擾運作。因此，在此情形中，須用 體床式法’在其中’氣體速度相對的高而使固體顆粒的 動活潑》 流體化床式科技廣泛的被應用在各種工業領域中， 括媒的氣化、銷爐、煉油、培燒、廢物燃燒及類似者。 近’此科被擴張應用到溶還原法（melting-reducing)，溶還 原法在不久的將來是有潛力的製鐵科技，在熔還原法中， 用還原氣還原固體鐵礦。 在習知的熔還原法中，在桶形流體化床式還原爐中 原鐵礦，且隨後把它傳至熔爐以製造生鐵。在此邊原 中’先還原固體鐵癌，才溶化它。在溶化氣化爐裡，燃 細煤或天然氣而得高溫還原氣，並使被輸入還原爐的鐵礦 與在高溫及高壓裡的還原氣反應一段時間而予以還原。依 因 若 生 移 包 最 還 爐 燒 第5頁 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（ "頁、 I#— 據鐵礦的顆粒尺寸及還原氣及固體鐵礦之間的互相接 觸，還原程序被分為固定床、移動床及流體化床。在還原 細鐵礦的情形中，把固體鐵礦放入還原爐，並透過氣體配 送器提供還原氣。因此，流體化鐵礦，以增加在還原氣及 固體顆·粒之間的接觸面積，‘此，增進反應性。已知流體 化床式法對細鐵礦的還原是最有效的》到目前為止，基於 流體化法並廣泛被商業化的細鐵礦還原程序是日本的 DIOS以及澳大利亞的HISMELT及FIOR。 曰本新式申請案公開案昭-58-217615揭示一種流體 化床式還原爐。 此流體化床式還原爐被呈現在第1圖中。參考此圖， 爐包括桶形還原爐111及旋風爐115。桶形還原爐111包 括生鐵礦入口 112、高溫還原氣入口 113、被還原的鐵礦 出口 1 14 »此外，氣體配送器11 6被設在還原爐的底部。 在此流體化床式細鐵礦還原爐裡的還原程序是以下 列方式予以實施。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在所要的流率，透過氣體配送器1 1 6，提供還原氣， 並透過入口 112輸送細鐵礦。然後，激化鐵礦，同時使它 與高溫還原氣反應。經過一段時間後，透過出口 11 4釋放, 被還原的鐵礦。 .. 在此條件下，流體化床的形狀如下。亦即，在蘧原爐 裡還原氣形成氣泡，且隨氣泡通過還原爐的頂部的顆粒 屠，氣泡變得愈來愈大。 就經濟（例如在流體化床式還原爐裡的產能）而言，須 _______第 6頁 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 減少堆在爐的外部的細鐵礦的淘洗（elutriati〇n)，須最小化 還原氣的消耗’須最大化氣體應用。若要達成這些，生鐵 礦的顆粒尺寸須嚴格受限。因此，問題便在於不能容納顆 粒尺寸的大變化。 在上述習知的流體化床&還原爐中，不允許顆粒尺寸 的大變化’且因此其變化受限於1_〇.5毫米、1毫米或玉 2毫米。然而，真正可用的細鐵礦的顆粒尺寸是8毫米及 更小。因此’用這些細鐵礦以前，須予以篩選，並壓碎大 顆粒。結果，產能變低且需額外程序及設備以篩選及壓碎 細鐵礦，因此導致較小的獲利能力。 同時’為克服上述缺點’第74056號韓國專利描述— 種雙流體化床式還原爐。 此種流體化床式還原爐見於第2圖，此還原爐包括： 第一預還原爐210以還原粗鐵礦、第二預還原爐22〇以 原中及細鐵礦、第一、二旋風爐24〇及23〇、漏斗25〇 提供鐵礦。 第一預還原爐210包括：還原氣入口 211形成在其 部、氣體配送器2 12形成在其下部、第一人口 213形成 其下部的一侧、第二循環管口 214形成在其上部的一侧 並連接第二預還原爐22〇β此外，第二預還原爐21〇的 部透過第一循環管23 1連通第二旋風爐230的下部\ 第二預還原爐220包括：還原氣提供孔221形成在 底部、氣體配送器222形成在其下部、第二出口 223形 在其下部的一側，且爐22〇的上部連通第一旋風爐240 以 底 在 下 其 成 (請先閲讀背面之注意事項14%"本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公瘦） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（> 上部。 第-旋風爐240的上部透過一支管子連通第二旋風爐 230的上部。帛_旋_ 240 底部透過第三循環管241 連通弟二預還原爐220的中部a 第’二旋風爐230的頂部有氣體φ M _ 只可句乳篮出口，以致還原氣與細 鐵礦反應以後形成的廢氣能被釋放。同時，漏斗25〇(提供 鐵礦）連通第一循環管23 1(居中連通.第一預還原爐21〇及 第二旋風爐230)的側部。第一循環管23丨及第三循環管 241分別有若干清除氣提供孔p，以致可避免阻塞。第三 出口 242形成在第三循環管241的中部。 在此雙流體化床式鐵礦還原設備裡的運作程序以下 列方式實施。 細鐵礦從漏斗250被提供到第一循環管23 i。此細鐵 礦被傳送至第一預還原爐210»在受控的氣體速度下，粗 鐵礦顆粒與還原氣一起形成氣泡或滿旋的流體化床且同 時被還原。被還原的鐵礦透過出口 213被釋放。 同時，由於透過第一預還原爐210被提供到第二預還 原爐220的高速氣體的流動，中及細鐵礦被氣體輸送，透 過第二循環管214而進入第二預還原爐220的下部。在此 情形中’較大鐵礦顆粒留在反應容器220的下部裡，同時， 5 0 0徵米或更小的極細顆粒被淘洗到第一旋風爐2 4 0内， 在此，被捕捉的細鐵礦透過第二循環管241、.被回饋到第二 預還原爐。因此，鐵礦被還原一段時間。此外，在被還原 的鐵礦中，中鐵礦顆粒透過第二出口 223被釋放，同時， _第8貫___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再本頁) *vs # B7 五、發明説明（） 細鐵礦透過第三出口 242被釋放。 若干清洗（purging)氣提供孔P分別形成在第二循環管 214及第三循環管241的中部，且氣體提供孔S分別連通 清洗氣提供孔P。因此，可避免有中/細鐵礦在其中循環的 循環管？ 1 4及241被阻塞。妇此，顆粒流變順。 在上述韓國專利的流體化床式還原爐中，以適當氣體 速度分開粗及中/細鐵礦而實施還原，因此，可使顆粒尺寸 變化大的鐵礦的流體化穩定》因此，可均勻維持鐵礦的濃 度’並可增進還原度。 然而’在上述雙式流體化床中，大量高速氣體（在第 一預還原爐2 1 〇中因粗鐵礦的還原而被高度氧化）把中/細 鐵礦透過第二循環管214送到第二還原爐220。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 上述大量被氧化的氣體與從氣體入口 221進入的還原 氣被結合’因此，它們的還原力變較小。此外，第二還原 爐220的氣體流率可觀的被降，且大量細鐵礦被循環，因 此，對第三循環管241造成太多負荷。結果，反應容器的 内部壓力嚴重起伏’且大量細鐵礦顆粒被淘洗到系統外。 因此’每頓鐵礦的氣體消耗量增加，且產能變較低。此外， 一部分粗鐵礦顆粒留在第二還原爐22〇的上部裡，結果， 反應容器的内部壓力的起伏負面影響鐵礦的流體化。此 外’因為在第一預還原爐21〇裡已與粗鐵礦反應的還原氣 透過第二預還原爐及第一旋風爐240被釋放到外部，所以 不能再用此還原氣，因此，氣體利用率變較低。 本紙張妓適财®國家標準（CNS ) A4规格（ϋ〇Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（ 發明麵述： 為解決習知的流體化成^ (請先閱讀背面之注意事項本頁) 床式還原設備的上述缺點，本發 明人實施一串再研究，並 ^惠於遌些研死的結果提出本發 明。 本發明是基於下列拿昝·' ：使粗鐵礦從中/細鐵礦分開 可改善氣體利用及氣體消 ^ $ 耗早。以多級運作所做的廢氣的 再利用能改善氣體利用及氣 孔體漓耗率。進入流體化.床（在 此，粗顆粒被流體化）的下 卜邵的細顆粒的再循環能改善粗 顆粒的流體化，且藉以你線成 使鐵礦的流體化的狀態穩定且活 潑’改善氣體消耗率並解法+ 鮮決在反應爐裡的黏著問題。此 外，細顆粒的循環量的減少 避免循環管的阻塞並藉以增加 在還原爐裡的停留時間， 货吁间以致還原可變得更有效率》 因此，本發明的一個目的θ/ 6«的疋提供一種有X形循環管的 二級流體化床式還原設備，太甘山 y又在其中，採用雙流體化床式還 原汉備的優點’並解決習知的流體化床式還原設備的問 〜以致可改善氣體利用率及還原帛，並降低氣體消耗 率β 在達成上述目的中，仿媳士 α Τ依據本發明的具有X形循環管的 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 二級流體化床式還原設備包括： 軸式單式第一流體化床爐，在其中，在發泡流體化狀 態中乾燥並預熱生細鐵礦； . . 第一旋風爐，從第一流體化床爐的廢氣收集細鐵礦顆 粒； 軸式單式第一流體化床爐，在其中，在發泡流體化狀 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 10a第一擴大部 l〇c第一收縮部 12第一氣體配送器 I4第四導管 16第三導管 A7 B7 五、發明説明（） 態中預還原已被乾燥並被預熱的細鐵破； 第二旋風爐，從第二流體化床爐的廢氣分離細鐵痛顆 粒而予以再循環； 雙式弟二流體化床爐，包括第一反應爐及弟二反應 爐，把從第二流體化床爐而来的被預還原的鐵礦分為粗顆 粒及中/細顆粒，以致在分離的反應器中在發泡流體化狀態 中最終還原粗顆粒及中/細顆粒；及. 第三旋風爐，從第三流體化床爐的第二反應爐的廢氣 分離細鐵礦顆粒而予以再循環。 圈式ffli谏： 第1圖呈現習知的流體化床式細鐵礦還原設備的構造； 第2圖呈現習知的雙流體化床式細鐵礦還原設備的構造； 第3圖呈現本發明的三級流體化床式細鐵礦還原設備的構 造；且 第4圖呈現細顆粒的混合比對最小流體化速度的影響。 產之符號及名親势照去： 1有X形循環管的三級流體化床式鐵礦還原設備 10第一流體化床爐 1 0 b第一漸細部 1 1第一氣體入口 1 3第一釋放孔 1 5鐵礦提供孔 第11頁 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） #4^ . % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明説明（） 2〇第二流體化床爐 2〇b第二漸細部 21第二氣體入口 23第二釋放孔 340第’三流體化床爐 3〇a第三擴大部 3〇c第三收縮部 32第三氣體配送器 33b第四釋放孔 34b第十四導管 37中/細鐵礦釋放孔 39中/細鐵礦循環管 40a第四擴大部 40c第四收縮部 42氣體配送器 44第十六導管 4 7中/細鐵礦入口 49細鐵礦循環管 51第一導管 61第二管 20a第二擴大部 20c第二收縮部 22第二氣體配送器 24第七導‘ 30第—反應器 3〇b第三漸細部 31第三釋放氣體提供孔 33a第三释敌孔 34a第十五導管 35第十七導管 3 8細鐵礦入口 40第二反應器 40b第四漸細部 41第四釋故氣體提供孔 43第五釋敌氣體提供孔 45第十三導管 4 8細鐵礦釋敌孔 50漏斗 60第一旋風壚 62第十九導管 (請先閲讀背面之#I意事冩本I) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 63.釋放氣體出口 70第二旋風爐 83第九举管 71第五導管 72第十八導管 80第三旋風爐 第十一導管 82第十導管 第12百 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 ____B7_ 五、發明説明（） 100熔爐 101生鐵釋放孔 p清洗氣提供孔 發明掸知說明： 如第3圖所示，本發明鉍有X形循環管的三級流體化 床式鐵礦還原設備1包括： 軸式單式第一流體化床爐10，在其中，從第二旋風爐 70而來的廢氣’在發泡流體化狀態中，乾燥並被預熱從漏 斗50而來的生細鐵礦； 第一旋風爐60，從第一流體化床爐1〇的廢氣收集細 鐵礦顆粒； 轴式單式第二流體化床爐20’在其中，在發泡流體化 狀態中預還原已被乾燥並被預熱的細鐵礦； 第二旋風爐70，從第二流體化床爐2〇的廢氣分離細 鐵礦顆粒而予以再循環； 雙式第三流體化床爐3 40，包括第一反應爐3〇及第二 反應爐40，把從第二流體化床爐2〇而來的被預還原的鐵 礦分為粗顆粒及中/細顆粒，以致在分離的反應器中在發泡 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 流體化狀態中最終還原粗顆粒及中/細顆粒； 第三旋風爐80’從第三流體化床爐34〇的第二反應壚 4〇的廢氣分離細鐵礦顆粒而予以再循環至第一反應遽 3 0° 第一流體化床爐10包括第一擴大部1〇a、第一漸細部 i〇b及第一收縮部10c。第一收縮部i〇c的底部有第一氣
I ----—------- -第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210^^57"------ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 --^—- —__ B7^ 五、發明説明（） 體入口 11以從第二旋風爐70提供廢氣。第一氣體配送器 12被設在第一收縮部10c的下部裡。 第一擴大部10a及第一收縮部1〇c分別透過第十九導 管62及第二管61連通第_旋風壚6〇。 第’一收縮部1 〇C在其一侧有第一釋放孔J 3且在其另 一側有鐵礦提供孔15。 鐵礦提供孔15連通第—導管51而第一導管51又連 通漏斗5 0。 釋放氣體出口 63形成於第一旋風爐60的頂部以最終 釋放廢氣。 第二流體化床爐20包括第二擴大部2〇a、第二漸細部 鳩及第二收縮部2QC。第二收縮部2〇c的底部有第二氣 體入口 2丨以從第三旋風爐8〇提供廢氣。第二氣體配送器 22被設在第二流體化床爐2〇的下部裡。 *第一擴大部20a及第二收縮部2〇c分別透過第十八導 管72及第五導管71連通第二旋風爐7〇。 第一收縮部20c在其一側有第二釋放孔23且其另一 侧透過第四導管14連通第一釋放孔13。 第二旋風爐70的頂部透過第三導管16連通第一釋放 氣體提供孔1 h 第三流體化床爐340的第一反應爐3〇是噴（sp〇uting) 式，並包括第三擴大部30a、帛三漸細部3〇b及第三收縮 部3〇c。第一反應爐3〇的底部有第三釋放氣體提供孔η 以提供溶爐100的磨氣。第三氣體配送器32被設在第一 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) _ 嚳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ 297公釐） A7 B7 五、發明説明（） 反應爐30的下部裡。第三釋放氣體提供孔31透過第十七 導管35連通熔爐100。 第一反應爐30的第三擴大部30a在其一侧有第三釋 放孔33a，且第三釋放孔33a透過第十五導管34a連通溶 爐100 ’的頂部。第一反應爐’ 30的第三收縮部30c在其— 侧有第四釋放孔33b。第四釋放孔33b透過第十四導管34匕 連通溶爐100的頂部。 第一反應爐30的第三擴大部30a在其一侧有中/細鐵 礦釋放孔37而把中/細鐵礦送入第二反應爐4〇。 第一反應爐30的第三收縮部30c在其侧下部有細鐵 礦入口 38以從第二反應爐40進細鐵礦。 第七導管24(連通第二流體化床爐2〇的第二释敌孔 23)連通第三流體化床爐34〇的第一反應爐3〇的第三收縮 部3 0c的侧部。 第三流體化床爐3 40的第二反應爐4〇包括第四擴大 部40a、第四漸細部40b及第四收縮部4〇Ce第四收縮部 4〇c在其侧下部有第五釋放氣體提供孔43以釋放中/細鐵 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事碩本頁) 礦顆粒。氣體配送器42被設在第四收縮部4〇c的下部$ ^ 且第四釋放氣體提供孔41形成於其底部，同時，第四釋 放氣體提供孔41透過第十三導管45連通熔壚1〇〇。 =五釋放孔43透過第十六導管44連通熔爐ι〇〇: 第二反應爐40的第四擴大部4〇c在其下侧壁有中/ 鐵礦入口 47以進中/細鐵礦。第四擴大部40c在其侧上辟 有細鐵礦釋，放孔4 8。 土 本紙 财關家縣（CNS) Α4· (210^ ------ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7 ’_____ 五、發明説明（） 中/細鐵礦入口 47透過中/細鐵礦循環管39連通第一 反應爐30的中/細鐵礦釋放孔37。細鐵礦釋放孔48透過 細鐵礦循環管49連通第一反應爐30的細鐵礦入口 38。 第四擴大部40a及細鐵礦循環管49分別透過第十導 管82及第十一導管81連通第三旋風爐8〇。第九導管83 連通第三旋風爐80的頂部。 熔爐100有生鐵釋放孔101» 些清洗氣提供孔p應 形成於第四導管14、第七導管24及細鐵礦循環管49，以 致可避免這些管的阻塞。 第三流體化床爐340的第二反應爐4〇在其頂部有細 鐵礦釋放孔48。因此’在反應爐裡淘洗的細顆粒透過細鐵 礦循環管49被再循環到第一反應爐30。在此情形下，為 改善細鐵礦的流動，應形成清洗氣提供孔p ^ 在第3圖中，點箭頭表示氣流，實箭頭表示鐵礦流。 在第一流體化床爐10、第二流體化床爐20及第三流 體化床爐340的第一、二反應爐30及40之中，還原氣形 成氣泡’且這些氣泡活潑的激化在流體化狀態中的鐵礦顆 粒。結果’改善亂體消耗單位。此外，這些爐的上部比它 們的下部寬’因此，在上部裡的表面氣體速度變較低，.以 致避免極細顆粒的淘洗。 以下將描述具上述構造的本發明的三級流體化床式 鐵礦還原設備進行的細鐵礦的還原法。 一 把鐵礦放在從第二旋風爐70透過第一氣體入口 U所 提供的廢氣裡而把細鐵礦從漏斗50送入第一流體化床爐 _ ____第 1ΡΓΤ _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2lO_X__297公釐） " (請先閱讀背面之注意事項ew本頁) *τ A7 _______B7_ 五、發明説明（) 10。然後，鐵礦在氣體發泡流體化狀態中被熱燥並預熱， 並隨後透過第一釋放孔被送入第二流體化床爐20。 被送入第二流體化床爐20的細鐵礦被預還原且同時 因第三旋風爐80的廢氣而形成發泡流體化床（廢氣透過第 二氣體入口 21被送入）。然;j复，被預還原的鐵礦透過第二 釋放孔被送入第三流體化床爐34〇的第一反應爐30。 在第二流體化床爐之中，鐵礦被還原為一氧化鐵。 在供應第三流體化床爐3 40的第一反應爐的鐵礦中， 超過4.75毫米的粗鐵礦大多數留在第三收縮部3 〇c之中， 且顆粒尺寸在0.5-4.75毫米之間的中/細鐵礦大多數留在 第三漸細部30b及擴大部30a之中。從嫁爐1〇〇透過第三 氣體入口 31而來的廢氣最終還原這些鐵礦被❶然後，粗 鐵礦透過第四釋放孔33b被送入熔爐1〇〇，且中/細鐵礦透 過第三釋放孔33a被送入熔爐1〇〇 »在此條件下，中/細鐵 礦通過第三擴大部的左循環管而透過第十二導管被送入 第三流體化床爐340的第二反應爐40的第四收縮部4〇c。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 在這些中/細鐵礦中，相對大顆粒大多數留在第四收 縮部40c之中，且相對小顆粒大多數留在第四擴大部4〇a 及第四漸細部40b。因此，從熔爐100透過第四氣體入 口 41而來的廢氣最終還原這些中/細鐵礦。然後，被最終 還原的中/細鐵礦透過第五釋放孔43被送入熔爐1 ό〇。同 時，細鐵礦透過第十導管82、第三旋風爐80、第十一導 管81及微塵循環管49被再循環到第一反應爐3〇的下部 中，且微塵的另一部分透過釋放孔48及微塵循環管被再 $紙張尺度適用中國國家標準（CNS )ϋ格U10X297公釐） ： ' A7 B7 五、發明説明（ 循環到第一反應爐30之中。 還原有多達80%在第三流體化床爐340之中進于。 在第三旋風爐8 0之中，5 0微米的極細顆粒從廣氣皮 分離。 在用本發明的三級流體>匕床式還原設備實袍還思 崎席的 情形中，若要達成有效的流體化及適當的淘洗，則第— 二流體化床爐1 0及20及第三流體化床爐的第二及應 、 4 〇 的表面氣體速度應比在這些爐裡的細鐵礦顆粒的笋， 體化速度高1.2-1.8倍。第三流體化床爐的第一足應梭 的表面氣體速度應比在這些爐裡的細鐵痛顆粒的导 體化速度高1.2-2.5倍。 此外，為清洗的小量熱還原氣應透過第四導督丨 第七導管24的氣體提供孔P被注射，以致可改善還原户 且可避免導管阻塞。此外，為清洗的小量熱還原氣應透@ 微塵循環管49的氣體提供孔P被注射，以致可使第— 不—反 應爐30的微塵循環管平順，且可避免氣體的背混合及這 些管的阻塞。 如上述，本發明是基於以下事實。亦即，鐵礦的降級 大部分（高達90%)發生在預熱及預還原階段。此外，為改 善氣體利用度及氣體消耗率，在第三流體化床爐340裡提 供兩個反應爐。因此，在分開的流體化床裡還原粗&礦及 中/細鐵礦，藉以使還原運作的效率達到最佳》 此外，為清洗的小量熱還原氣透過氣體提供孔P被注 入第三流體化床爐340的第二反應爐40的第四擴大部 第18頁 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 面 之 注 項 ~ tfl I ^ 頁 Μ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 f A7 B7 五、發明説明（） 40a，並被注入第三旋風爐8〇的鐵礦循環管。因此，在第 一反應爐30的下部裡的流體化變成有效率。此外，微塵 被循環通過微塵猶環管49及第十一導管81的下部，以致 它們可與在第一反應爐30的下部裡的粗顆粒混合。因此， 可降低粗顆粒的流體化所需“氣體速度，並藉以降低氣體 消耗率並改善產能。 第4圖呈現最小顆粒流體化速度對微塵的混合度的闞 係。如第4圖所示’愈多微塵與大顆粒混合，需要愈低的 最小顆粒流體化速度。因此，在本發明中，粗顆粒透過χ 形循環管與微塵混合，因此，粗顆粒的最小流體化速度變 較低。結果’可降低氣體消耗率，因此，改善產能ό 以下將依據實例描述本發明。 [例1】 用有表1所列的尺寸的第3圖的還原設備在表2至4 所列的條件下進行實驗。 (請先聞讀背面之注意事喷^^:本頁) =〆 ❹
經濟部中央標準扃貝工消費合作社印I 第19頁 gill適财賴家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（） [表1]流體化床爐的高度及内直徑 第一流體化床爐 收 縮 部 的 内 直 徑 • 19 厘 米 ，擴 大 部 的 内 直 徑 • * 41 厘 米 漸 細 部 及 收 縮 部 的 高 度： 192 厘 米 擴 大 部 的 高 度 120 厘 米 第 二该 ，體化床爐 收 縮 部 的 内 直 徑 • 19 厘 米 擴 大 部 的 内 直 徑 ·· 41 厘 米 漸 細 部 及 收 縮 部 的 度： 192 厘 米 擴 大 部 的 高 度 : 120 厘 米 第 三流 ，體化床爐 第 一反 應 爐 收 縮 部 的 内 直 徑 17 厘 米 擴 大 部 的 内 直 徑 • 25 厘 米 漸 細 部 及 收 縮 部 的 高 度： 400 厘 米 擴 大 部 的 高 度 • 250 厘 米 第 二反 應 爐 收 縮 部 的 内 直 徑 ·· 90 厘 米 擴 大 部 的 内 直 徑 • 124 ή 米 漸 細 部 及 收 縮 部 的 高 度： 175 厘 米 擴 大 部 的 高 度 : 120 厘 米 (請先閱讀背面之注意事項S寫本頁) _ 第20頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210'〆297公釐）
I A7 B7 五、發明説明（） [表2】生鐵礦的化學組成及顆粒尺寸分佈 1.化學組成：T.Fe: 62.17%、Fe:0.51、Si〇2:5.5、Ti02:0.11、 Mn:0.05、S:0:012、P:0.65、結晶水：2·32 2·顆粒尺寸分佈：-〇.〇5mm:4.5%、0.05-0.15mm:5.4%、 0.15-0.5mm:16.8%、 0.5-4.75mm:59.4%、 4.75-8mm: 13.8% 【表3】還原氣的組成、溫度及壓力 1 ·氣體組成： CO:65%、H2:25%、C02:5%、N2:5% 2 溫度： 約攝氏850度 3 ·壓力： 〇·5公斤重/平方厘米 (請先閲讀背面之注意事項^寫本頁) 言 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 [表4]在流體化床爐裡的表面氣體速度 第一流體化床渡 在擴大部裡的氣體速度： 在收縮部裡的氣體速度： 第二流體化床爐 在擴大部裡的氣體速度： 在收縮部裡的氣體速度： 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1.22米/秒 5.3 4米）秒 1.22米/秒 5.34米/秒 A7 ____B7 五、發明説明（） 第三流體化床爐 第一反應爐 3.3 5米/秒 7.34米/秒 0.015米/秒 0.25米/秒 (請先閲讀背面之注意事項 本頁) 在擴大部裡的氣體速度 在收縮部裡的氣體速度 第二反應爐 ‘ 在擴大部裡的氣體速度 在收縮部裡的氣體速度 以上述方式還原細鐵礦，並評估平均氣體利用度及氣 體消耗率。結果顯示平均氣體利用度是32%，且氣體消耗 率是1230 N立方米/頓鐵礦。此外，從第三釋放孔、第四 釋放孔及第五釋放孔被釋放的鐵礦的平均還原度是 95%。在從漏斗進鐵礦以後6〇分鐘内可得到此鐵礦釋放。 亦即，在一個反應壚裡的平均停留時間約為2〇分鐘，因 此’可算出產率是極佳的。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 此外，被預還原礦被提供0二反應爐，在其 中，依據顆粒尺寸區分鐵礦並予以還原。因此，解決習知 的問題，例如顆粒的淘洗、因氣體混合所玫的還原力的降 低。此外，細鐵礦顆粒被再循環到第三流體化床爐的第一 反應爐裡，因此，流體化變更活潑❶結果，避免顆“被阻 塞，並降低進入反應爐的氣體的量或流體化所需的氣體速 度’並藉以改善氣體消耗單位。 依如上述的本發明，不論鐵礦的顆粒尺寸，還原度是 I-- 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )从規格（210X297公楚) ---- B7 五、發明説明（） 均勻的。此外，可為不同顆粒尺寸的每一級得到被還.原的 鐵，因此，把被還原的鐵送入熔爐時，可依據設備的種類 及釋放位置適當提供被還原的鐵。此外’釋放被還原的鐵 時，可藉調整還原氣的流率或氣體速_度而調整釋放量及顆 粒尺寸。此外，可藉控制在叙裡的鐵礦的停留時間而控制 還原度。此外’三級流體化運作全是在發泡流體化狀態中 實施，因此，可改善氣體利用度及氣體消耗率。此外，設 備的結束是簡單的’因此，導管的阻塞及反流體化現象不 發生。 ___第23頁 -本紙張又度適用中國國家標準^泌丨以規格。10/29·^^) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -________B7__— 五、發明説明（） 1. 一種具有X形循環管的三級流體化床式鐵礦還原設備， 用以形成細鐵礦的氣孔流體化層並予以乾燥/預熱而使 之還原，其至少包括： 軸式單式第一流體化床爐，在其中，在發泡流體化 狀態中乾燥並預熱生細鐵碱； - 第一旋風爐’從第一流體化床爐的廢氣收集細鐵礦 顆粒； 軸式單式第二流體化床爐，在其中，在發泡流體化 狀態中預還原已被乾燥並被預熱的細鐵礦； 第二旋風爐，從第二流體化床爐的廢氣分離細鐵礦 顆粒而予以再循環； 雙式第三流體化床爐，包括第一反應爐及第二反應 爐’把從呆一流體化床爐而來的被預還原的鐵礦分為粗 顆粒及中/細顆粒，以致在分離的反應器中在發泡流體 化狀態中最終還原粗顆粒及中八細顆粒；及 第三旋風爐，從第三流體化床爐的第二反應爐的廢 氣分離細鐵礦顆粒而予以再循環。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之三級流體化床式鐵礦還原 設備，其中： 第一流體化床爐包括第一擴大部、第一漸細妹及第 一收縮部；第一收縮部的底部有第一氣體入口以從第二 旋風爐提供廢氣；且第一氣體配送器被設在第一收縮部 的下部裡； ____________ 第 2VH·___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項ί寫本頁) -β