UA113071C2 - Спосіб і пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі високого тиску - Google Patents
Спосіб і пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі високого тиску Download PDFInfo
- Publication number
- UA113071C2 UA113071C2 UAA201409085A UAA201409085A UA113071C2 UA 113071 C2 UA113071 C2 UA 113071C2 UA A201409085 A UAA201409085 A UA A201409085A UA A201409085 A UAA201409085 A UA A201409085A UA 113071 C2 UA113071 C2 UA 113071C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- pressure
- pipeline
- circulating
- partial flow
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 599
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 43
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 92
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 50
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 46
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 3
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 101100314454 Caenorhabditis elegans tra-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 abstract description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B15/00—Other processes for the manufacture of iron from iron compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
- C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/004—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
- C21B13/023—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces wherein iron or steel is obtained in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/26—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by adding additional fuel in recirculation pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
- C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
- C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
- C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Винахід стосується способу відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, в якій у відновний реактор (1) високого тиску вводиться відновний газ. У відновному реакторі (1) високого тиску відновний газ витрачається в результаті відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини і виводиться з відновного реактора (1) високого тиску у вигляді колошникового газу. Щонайменше часткова кількість колошникового газу як оборотного газу (15) домішується до вихідного газу, причому відновний газ одержується таким чином, що від газової суміші, отриманої при домішуванні оборотного газу (15) до вихідного газу, після одного або декількох ступенів стискання відокремлюється СО, і оборотний газ (15) домішується до вихідного газу щонайменше двома окремими один від одного частковими потоками оборотного газу з тисками часткових потоків оборотного газу на різних відстанях від відновного реактора (1) високого тиску.
Description
Галузь техніки, до якої відноситься винахід
Винахід стосується способу відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, а також пристрою для виконання способу.
Конкретніше, відповідним винаходу способом у відновному реакторі високого тиску шляхом введення відновного газу у відновний реактор високого тиску відновлюється залізооксидовмісна вихідна сировина, як, наприклад, залізняк, сировина, що містить залізняк, частково відновлена залізооксидовмісна сировина. Витрачений при відновленні відновний газ виводиться з відновного реактора високого тиску у вигляді колошникового газу. Відновний газ одержується таким чином, що до вихідного газу, який, наприклад, виводиться з установки для виробництва чавуну як утилізований газ, домішується, щонайменше, часткова кількість виведеного колошникового газу як оборотного газу, і від газової суміші, отриманої домішуванням оборотного газу до вихідного газу, після однієї або багатьох ступенів стискання відокремлюється СО».
Крім того, винахід стосується пристрою для виконання описаного вище способу. Пристрій включає відновний реактор високого тиску з трубопроводом для відновного газу і трубопроводом для колошникового газу, трубопровід для вихідного газу для подачі вихідного газу і, відповідно, для підведення газової суміші з вихідного газу і оборотного газу у пристрій для відокремлення СО, з розміщеними в трубопроводі для вихідного газу компресійними пристроями, причому оборотний газ може подаватися у вихідний газ через трубопровід для часткового потоку оборотного газу, сполучений з трубопроводом для вихідного газу. При цьому під відновним реактором високого тиску розуміють відновний реактор, який розрахований на експлуатацію при робочому тиску понад 2 бар (200 кПа), переважно більше З бар (300 кПа), ще переважніше понад 4 бар (400 кПа). Робочий тиск відповідає тиску відновного газу, що вводиться у відновний реактор.
Додатковим предметом даного винаходу є застосування пристрою для виконання описуваного способу в комплексній установці з установкою для виробництва чавуну і сталевих напівфабрикатів, зокрема, РІМЕХ"-установкою або СОРБЕХ"-установкою.
Рівень техніки
Примітка: відносно всіх даних про тиск в тексті у кожному випадку йдеться про тиск більше
Зо за атмосферний тиск.
При відновленні залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі відновний газ дуже часто одержується таким чином, що від вихідного газу, який частіше має відносно низький відновний потенціал, перед введенням у відновний реактор, щонайменше, частково відокремлюється СО», що міститься у вихідному газі. Це відокремлення виконується за допомогою відомих пристроїв для відокремлення СО», наприклад, таких як РЗА-установки (адсорбційного розділення при змінному тиску). Для ефективної роботи РБА-установки потрібний визначений найменший рівень тиску оброблюваного в ній вихідного газу. Для забезпечення цього вихідний газ перед подачею у РЗА-установку доводиться до визначеного найменшого рівня тиску з витрачанням великих кількостей енергії. Утворений в результаті відокремлення СО» відновний газ має як відносно високий відновний потенціал, так і відносно високий рівень тиску. При цьому рівень тиску часто є дуже високим для безпосереднього введення у відновний реактор, що головним чином обумовлюється конструкційними характеристиками відновного реактора. Тому механічна енергія, яка є у відновному газі у формі кінетичної енергії газу, перед введенням у відновний реактор знижується, наприклад, за допомогою клапана. Витрачений при відновленні у відновному реакторі відновний газ виводиться з нього у вигляді колошникового газу і, у порівнянні з введеним відновним газом, має хоча зменшений, але, щонайменше, все ще наявний відновний потенціал. Часткова кількість виведеного колошникового газу як оборотного газу повертається у вихідний газ і змішується з ним, перш ніж з газової суміші, що утворилася при цьому, знову буде відокремлений СО», що міститься в ній, наприклад, в РЗА-установці.
При цьому під відновним потенціалом мається на увазі здатність газу відновлювати оксидовмісну сировину, в процесі чого сам газ окислюється. Тому часткова кількість виведеного колошникового газу позначається як оборотний газ, оскільки він домішується до вихідного газу і тим самим, щонайменше, вдруге знову вводиться у відновний реактор - після відокремлення
СО».
Вихідний газ, який використовується як основа для одержання відновного газу, часто має походження з установки для виробництва чавуну, наприклад, з доменної печі або шахтного відновного реактора, або з СОКЕХ"-установки або РІМЕХ"-установки. Газ, який виведений з таких установок і, відповідно, випускається з цих установок, називається утилізованим газом. бо Якщо цей утилізований газ застосовується в іншій установці, наприклад, у відповідному винаходу пристрої як основа для одержання відновного газу, то тоді утилізований газ називається вихідним газом. Це означає, що при використанні утилізованого газу в іншій установці змінюється тільки позначення утилізованого газу з утилізованого газу на вихідний газ, проте властивості утилізованого газу залишаються незмінними.
Коли такий вихідний газ є утилізованим газом з однієї або багатьох установок для відновної плавки або відновних реакторів з псевдозрідженим шаром, наприклад, на основі РІМЕХУ- або
СОВЕХ--технології, або з доменної печі, і після переробки з утворенням відновного газу знову вводиться в іншу установку, наприклад, у відповідний винаходу пристрій, то систему, що включає всі ці вказані установки і пристрої, називають комплексною установкою.
Вихідний газ перед подібного роду переробкою піддається охолодженню і/або очищенню, щоб не пошкодити необхідні для переробки у відновний газ установки, і, відповідно, надмірно не перенавантажувати їх. При кожному процесі охолодження і, відповідно, при кожному процесі очищення від вихідного газу відводиться механічна енергія у формі кінетичної енергії газу, внаслідок чого вихідний газ перед переробкою у відновний газ, як правило, має відносно низький тиск, наприклад, тиск між 0,5 бар до 1,5 бар (від 50 кПа до 150 кПа).
Перша можливість переробки вихідного газу у відновний газ полягає в тому, що до вихідного газу після його стискання домішується стислий оборотний газ, і отримана при цьому газова суміш подається на відокремлення СО».
Наприклад, в патентному документі ЮЕ 3244652 А1 представлений спосіб, в якому виведений з відновного реактора високого тиску колошниковий газ направляється на обробку вимиванням СО», причому для регулювання тиску і величини витрати потоку передбачаються компресор і клапанна система. До отриманого при обробці вимиванням СО» оборотного газу домішується вихідний газ, після чого він повертається у відновний реактор високого тиску.
Патентний документ ЕК 2848123 описує спосіб, в якому колошниковий газ доменної печі за допомогою двох у кожному випадку окремо один від одного підданих стисканню часткових газових потоків знову повертається у доменну піч, причому один частковий газовий потік перед його поверненням піддається обробці вимиванням СО».
Друга можливість полягає в тому, що вихідний газ і оборотний газ після їх об'єднання спільно піддаються стисканню, перш ніж отримана при цьому газова суміш буде направлена на
Зо обробку для відокремлення СО».
Отриманий після відокремлення СО» відновний газ за вищезгаданих причин часто має дуже високий тиск, і тим самим перед введенням у відновний реактор доводиться до нижчого тиску, відповідного для відновного реактора. Оскільки виведений з відновного реактора колошниковий газ тим самим також має відносно низький тиск - щонайменше, завжди нижчий тиск, ніж у відновного газу, який вводиться у відновний реактор, щонайменше, та часткова кількість колошникового газу, яка повертається у вигляді оборотного газу і повинна піддаватися переробці у відновний газ, завжди доводиться знову від дуже низького рівня тиску до більш високого рівня тиску, який необхідний для проведення відокремлення СО».
При обох можливостях кінетична енергія газу між відокремленням СО»: і відновним реактором "знищується", і після цього має бути підведена знову.
Крім того, обидві ці можливості в кожному випадку забезпечують лише можливість домішування оборотного газу до вихідного газу, причому обидві можливості характеризуються тим, що від відновного газу перед введенням у відновний реактор віднімається механічна енергія у формі кінетичної енергії газу, і потім до вихідного газу, що подається у пристрій, і оборотного газу підводиться механічна енергія у формі кінетичної енергії газу - в цілому з несприятливим енергетичним балансом.
Як правило, необхідний для проведення відокремлення СО?» рівень тиску складає величину в діапазоні між З бар і 8 бар (від 300 кПа до 800 кПа). З прототипу для відокремлення СО» від газу відомі МРЗА-установки (вакуумно-напірної адсорбції при змінному тиску). При використанні таких пристроїв, у порівнянні з РЗА-установками, робота може проводитися при нижчому рівні тиску, завдяки чому витрачається менша кількість енергії для стискання вихідного газу і, відповідно, оборотного газу, або газової суміші, утвореної з цих газів. Ця перевага знову ж таки більш ніж перекривається недоліками УРЗА-установок, оскільки МРЗА-установки, у порівнянні з
РОЗА-установками, є значно дорожчими у плані придбання, і схильні до неполадок при експлуатації. Застосування МРБЗА-установок нічого не міняє, якщо розглядати в кожному випадку лише можливість домішування оборотного газу до вихідного газу.
Відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини часто проводиться при низькому тиску - наприклад, при тиску відновного газу 1,5 бар (150 кПа). Внаслідок низького тиску відновного газу незначною є також маса відновного газу, що протікає через відновний реактор в одиницю часу, 60 а також швидкість протікання відновного газу. Чим нижче швидкість протікання відновного газу,
тим меншою є також пропускна спроможність відносно відновлюваних у відновному реакторі компонентів шихти, отже, кількість отримуваної відновленої вихідної сировини в одиницю часу.
Тому для підвищення пропускної спроможності укрупнюють відновні реактори для збільшення їх ємкості відносно залізооксидовмісної вихідної сировини.
В установці для виробництва чавуну можуть виникати відхилення від нормального експлуатаційного стану, що може приводити до варіації кількості утилізованого газу, тобто, кількості вихідного газу. Кількість вихідного газу може коливатися, наприклад, на середню величину. Якщо кількість вихідного газу зростає вище певного рівня, то може мати місце те, що з міркувань обмеження виробничої потужності частина вихідного газу вже не може бути направлена на переробку у відновний газ, і тим самим ця частина має бути проведена на відновний реактор через окремий обвідний трубопровід.
Сутність винаходу
Технічна задача
Тому задача винаходу полягає у знаходженні способу відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини з покращуваним енергетичним балансом, причому одночасно може бути підвищена величина виходу відновленої вихідної сировини, скорочені розміри частин установки, і досягнуте краще реагування на варіації експлуатаційного стану способу.
Додаткова задача винаходу полягає у створенні пристрою для виконання способу.
Технічне рішення
Задача вирішена за допомогою способу відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, в якому у відновний реактор високого тиску вводиться відновний газ, причому відновний газ, витрачений у відновному реакторі високого тиску в результаті відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, виводиться з відновного реактора високого тиску у вигляді колошникового газу, і, щонайменше, часткова кількість колошникового газу як оборотний газ домішується до вихідного газу, причому відновний газ одержується таким чином, що від газової суміші, отриманої при домішуванні оборотного газу до вихідного газу, після одного або багатьох ступенів стискання відокремлюється СО», причому оборотний газ домішується до вихідного газу або, відповідно, газової суміші, щонайменше, двома окремими один від одного частковими потоками оборотного газу з різними тисками часткових потоків оборотного газу на різних відстанях від відновного реактора високого тиску, і після домішування у кожному випадку одного часткового потоку оборотного газу отримана при цьому газова суміш піддається стисканню, перш ніж буде домішаний додатковий частковий потік оборотного газу, і величини домішуваних часткових потоків оборотного газу регулюються таким чином, що той частковий потік оборотного газу, тиск часткового потоку оборотного газу в якому є найвищим, є більшим, ніж інші в даному випадку часткові потоки оборотного газу.
Відновний реактор високого тиску може бути виконаний, наприклад, як відновний реактор згідно з технологією з псевдозрідженим шаром або з технологією із стаціонарним шаром, у вигляді доменної печі або у формі шахтного відновного реактора, причому робочий тиск у відновному реакторі високого тиску відповідає тиску відновного газу і складає величину більше 2 бар (200 кПа), переважно понад З бар (300 кПа), ще переважніше більше 4 бар (400 кПа).
Відновний газ має високий відновний потенціал. При цьому під відновним потенціалом мається на увазі здатність газу відновлювати оксидовмісну сировину, в процесі чого сам газ окислюється. В даному випадку це означає, що він має високий вміст газоподібних СО і/або Н».
Відновний газ, що вводиться у відновний реактор високого тиску, при цьому приходить у безпосередній контакт із залізооксидовмісною вихідною сировиною, що знаходяться в реакторі, зокрема, із залізняком, частково відновленою вихідною сировиною, що містить залізняк, і при цьому витрачається. Витрачений відновний газ містить меншу долю газоподібних СО і/або Н», ніжвведений відновний газ, зокрема, вміст газоподібного СО» є вищим, ніж у відновному газі, що підводиться.
Величини тиску часткового потоку оборотного газу є такими тисками часткових потоків оборотного газу, при яких дані часткові потоки оборотного газу домішуються до вихідного газу або, відповідно, до газової суміші з вихідного газу і оборотного газу. Дані часткові потоки оборотного газу домішуються до вихідного газу або, відповідно, до газової суміші з вихідного газу і оборотного газу, через трубопроводи для часткових потоків оборотного газу. Якщо в трубопроводах для часткових потоків оборотного газу є пристрої для регулювання величини даних часткових потоків оборотного газу і/або тисків часткових потоків оборотного газу, то під даними тиску часткових потоків оборотного газу мають на увазі даний тиск часткового потоку оборотного газу, який встановлюється після протікання через даний пристрій для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного 60 газу в трубопроводі для часткового потоку оборотного газу.
Частковий потік оборотного газу може бути домішаний до вихідного газу або, відповідно, до газової суміші з вихідного газу і оборотного газу лише тоді, коли відповідний тиск часткового потоку оборотного газу є вищим, ніж тиск вихідного газу або, відповідно, газової суміші в місці даного домішування. Кожне місце домішування відповідає іншій відстані від відновного реактора високого тиску. Часткові потоки оборотного газу домішуються таким чином, що після домішування першого часткового потоку оборотного газу до вихідного газу отримана при цьому газова суміш піддається стисканню, перш ніж до газової суміші буде домішаний другий частковий потік оборотного газу. Перший частковий потік оборотного газу домішується до вихідного газу перед першим ступенем стискання. Величини першого і другого часткових потоків оборотного газу регулюються таким чином, що той частковий потік оборотного газу, тиск часткового потоку оборотного газу в якому є найвищим, є більшим, ніж інші в даному випадку часткові потоки оборотного газу.
Регулювання величин часткових потоків оборотного газу здійснюється, наприклад, за допомогою простих регулювальних клапанів у відповідних трубопроводах для часткових потоків оборотного газу. Якщо тиск колошникового газу, що виводиться, відповідно тиск оборотного газу, є вищим, ніж тиск вихідного газу, то до вихідного газу домішується перший частковий потік оборотного газу. За допомогою розміщеного в першому трубопроводі для часткового потоку оборотного газу регулювального клапана тиск першого часткового потоку оборотного газу регулюється настільки, наприклад, шляхом розширення, що тиск першого часткового потоку оборотного газу після регулювального клапана є лише - наприклад, на декілька мілібар - вищим, ніж тиск вихідного газу, завдяки чому забезпечується можливість домішування до вихідного газу. Якщо тиск виведеного колошникового газу, відповідно тиск оборотного газу, є вищим, ніж тиск газової суміші, отриманої після домішування першого часткового потоку оборотного газу до вихідного газу, то до газової суміші може бути також домішаний другий частковий потік оборотного газу. При цьому тиск другого часткового потоку оборотного газу за допомогою розміщеного в другому трубопроводі для часткового потоку оборотного газу регулювального клапана також знижується настільки, що тиск другого часткового потоку оборотного газу після регулювального клапана є незначно вищим, ніж тиск газової суміші.
Звідси витікає, що до вихідного газу, відповідно газової суміші з вихідного газу і оборотного
Зо газу, як перший, так і другий частковий потік оборотного газу можуть бути домішані без попереднього стискання. Зниження даних тисків часткових потоків оборотного газу, необхідне для даного домішування часткових потоків оборотного газу, пов'язане з втратою енергії у формі втрати кінетичної енергії газу. Ця втрата енергії має бути згодом знову компенсована підведенням енергії для стискання. Згідно з описаним вище режимом домішування першого іл або другого часткового потоку оборотного газу, до отриманих в кожному випадку в результаті домішування газових сумішей після кожного ступеня стискання можуть бути домішані додаткові часткові потоки оборотного газу.
Згідно з винаходом, часткові потоки оборотного газу домішуються таким чином, що даний частковий потік оборотного газу, тиск часткового потоку оборотного газу в якому є найвищим, є більшим, ніж інші в даному випадку часткові потоки оборотного газу. Цим шляхом можуть бути зведені до мінімуму втрати енергії, які обумовлені розширенням даних часткових потоків оборотного газу. На додаток, зводяться до мінімуму ступені стискання, і тим самим енергія для стискання, що підводиться, для даного найбільшого часткового потоку оборотного газу, оскільки він домішується вже з найбільшим можливим тиском часткового потоку оборотного газу.
В цілому ж завдяки цьому найкращим можливим чином використовується наявна в даних часткових потоках оборотного газу механічна енергія у формі кінетичної енергії газу, що має результатом оптимізацію енергетичного балансу всієї системи.
Перший частковий потік оборотного газу, тобто, та часткова кількість оборотного газу, яка домішується до вихідного газу за допомогою першого часткового потоку оборотного газу, одночасно використовується для того, щоб вирівнювати варіації кількостей, коливання тиску іабо варіації об'єму вихідного газу, щоб розташовані нижче по потоку пристрої, зокрема, компресори, забезпечувалися потоком з постійною об'ємною витратою. Завдяки цьому оберігаються чутливі компресори, і збільшується захищеність від відмов і, відповідно, термін служби компресорів. Тим самим одночасно може досягатися підвищення загального коефіцієнта корисної дії компресорів.
Додаткова перевага винаходу полягає в тому, що можна реагувати на варіації експлуатаційного стану, зокрема, робочого режиму при відновленні залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі високого тиску, або при пуску і зупинці відновного реактора високого тиску, при одночасному збереженні бажаного енергетичного балансу. Якщо, 60 наприклад, бажано підвищення пропускної спроможності відновного реактора високого тиску відносно відновлюваних компонентів шихти, тобто, кількості відновлених компонентів шихти, що випускаються в одиницю часу, то поступово підвищується тиск відновного газу. Це веде до підвищення тиску колошникового газу, що виводиться, і зростання тиску оборотного газу, причому величини даних часткових потоків оборотного газу одночасно підстроюються так, щоб знову досягався оптимальний енергетичний баланс.
Існує можливість домішування до газової суміші, яка є після проведеного в останню чергу ступеня стискання, стислого часткового потоку оборотного газу. В цьому випадку тиск стислого часткового потоку оборотного газу підвищується настільки, наприклад, за допомогою компресора, щоб він після стискання був незначно вище за тиск газової суміші після проведеного в останню чергу ступеня стискання. Домішування найбільшого часткового потоку оборотного газу за допомогою стислого часткового потоку оборотного газу виконується лише тоді, коли це в цілому веде до оптимізації енергетичного балансу. Тобто, коли при домішуванні всього оборотного газу за допомогою нестислих часткових потоків оборотного газу сума втрат енергії в результаті розширення і витрат енергії на стискання була б вища, ніж витрата енергії на стискання часткового потоку оборотного газу, що підводиться після останнього ступеня стискання. Зокрема, домішування найбільшого часткового потоку оборотного газу виконується за допомогою стислого часткового потоку оборотного газу тоді, коли тиск виведеного колошникового газу і, відповідно, тиск оборотного газу є меншим, ніж тиск вихідного газу, наприклад, коли відновний реактор високого тиску знову виводиться на робочий режим після простою.
Один додатковий переважний варіант виконання одержується в результаті того, що тиск відновного газу і/або тиск виведеного колошникового газу регулюються за допомогою пристрою для регулювання тиску, розміщеного в трубопроводі для отриманого прямим відновленням (ОК) утилізованого газу.
За допомогою трубопроводу для утилізованого ЮОБ-газу (трубопроводу для отриманого прямим відновленням утилізованого газу) виводиться та кількість колошникового газу, що виводиться як утилізований ЮОК-газ (отриманий прямим відновленням утилізованого газу), яка вже не домішується знову до вихідного газу і/або газової(-вих) суміші(-ей) з вихідного газу і оборотного газу. Якщо тиск утилізованого ЮБ-газу - і тим самим також тиск колошникового газу,
Зо що виводиться, - мають бути узгоджені, то одночасно між ступенями стискання встановлюється тиск, який існує в газовій суміші з вихідного газу і оборотного газу. Завдяки цьому тиск колошникового газу, що виводиться, може бути відрегульований в широких межах, без втрати механічної енергії, наприклад, енергії розширення, у формі кінетичної енергії газу. Регулювання тиску утилізованого ОБК-газу може виявитися необхідним, наприклад, тоді, коли для використання утилізованого ЮОК-газу у розташованих нижче по потоку установках потрібний певний рівень тиску.
Один переважний варіант здійснення винаходу полягає в тому, що оборотний газ домішується до вихідного газу або, відповідно, газової суміші трьома окремими один від одного частковими потоками оборотного газу.
Якщо три часткові потоки оборотного газу домішуються до вихідного газу або до газової суміші з вихідного газу і оборотного газу, то одержується пропорційне співвідношення капіталовкладень на устаткування і технологічної гнучкості відносно оптимізації енергетичного балансу.
Згідно з одним додатковим варіантом виконання, виведений з відновного реактора колошниковий газ піддається очищенню і/або теплообміну.
Завдяки цьому подальші частини установки, зокрема, регулювальні клапани і/або компресори, оберігаються від дуже сильного забруднення пилом із-за присутніх в часткових потоках оборотного газу частинок твердих речовин. До того ж може бути використаний вміст тепла виведеного колошникового газу, що сприяє додатковому покращенню енергетичного балансу.
Один додатковий переважний варіант виконання способу одержується в результаті того, що вихідний газ включає утилізований газ з установки для виробництва чавуну, зокрема, доменний газ, конвертерний газ, синтез-газ з установки для газифікації вугілля, вугільний газ, коксовий газ, колошниковий газ з доменної печі або шахтного відновного реактора, або відхідний газ з відновного реактора із псевдозрідженим шаром.
При цьому гази, які у звичайній ситуації відправляються на спалювання, - за обставин після підготовки -, можуть бути залучені для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини.
Згідно з одним додатковим варіантом виконання тиск виведеного колошникового газу і тим самим також тиск оборотного газу, і, відповідно, тиски часткових потоків оборотного газу,
складає між 1 бар (100 кПа) і 20 бар (2 МПа), переважно між 2 бар (200 кПа) і 10 бар (1 МПа), ще переважніше між З бар (300 кПа) і 7 бар (700 кПа).
Завдяки цьому може бути досягнута дуже висока пропускна спроможність відновного реактора високого тиску відносно відновлення компонентів шихти, тобто, кількість отримуваної відновленої вихідної сировини в одиницю часу, при одночасній мінімізації габаритів установки, наприклад, таких як діаметри трубопроводів або відновного реактора високого тиску.
Додатковим предметом винаходу є пристрій для виконання способу, який включає відновний реактор високого тиску з трубопроводом для відновного газу для подачі відновного газу у відновний реактор високого тиску, і з трубопроводом для колошникового газу для виведення колошникового газу з відновного реактора високого тиску, і є трубопровід для вихідного газу з розміщеними в ньому компресійними пристроями для подачі вихідного газу і, відповідно, для подачі газової суміші з вихідного газу і оборотного газу, який сполучений з пристроєм для відокремлення СО», і, щонайменше, два трубопроводи для часткових потоків оборотного газу, які сполучені з різними лінійними ділянками трубопроводу для вихідного газу, для подачі виведеного колошникового газу у трубопровід для вихідного газу, причому перший трубопровід для часткового потоку оборотного газу сполучений з трубопроводом для вихідного газу перед першим компресійним пристроєм, і другий трубопровід для часткового потоку оборотного газу сполучений з трубопроводом для вихідного газу після першого компресійного пристрою, і є розміщені у трубопроводах для часткових потоків оборотного газу пристрої для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу, і лінійні ділянки відокремлені одна від одної розміщеними в трубопроводі для вихідного газу компресійними пристроями.
Пристрої для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу можуть бути, наприклад, регулювальними клапанами. Також можливо, що один або багато пристроїв для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу є пристроями для стискання даного часткового потоку оборотного газу, зокрема, компресорами.
Якщо відновний реактор високого тиску зупиняється, наприклад, для ремонтних робіт або робіт по технічному обслуговуванню, або частково або повністю виходять з ладу частини всієї
Зо установки, такі як розміщені в трубопроводі для вихідного газу компресійні пристрої, то існує можливість без особливих витрат направити вихідний газ, що підводиться, безпосередньо на відновний реактор високого тиску через перший трубопровід для часткового потоку оборотного газу. Це можливо без особливих витрат тому, що вихідний газ при такого роду обхідному шляху протікання до відновного реактора високого тиску не повинен протікати через компресійні пристрої, зокрема, у напрямі, протилежному до звичайного робочого режиму компресійних пристроїв. Направлений обхідною дорогою вихідний газ за обставин повинен протікати лише через пристрій для регулювання величини першого часткового потоку оборотного газу і/або тиску першого часткового потоку оборотного газу. Оскільки по відношенню до цього пристрою, як правило, йдеться про простий клапан для регулювання тиску, це може бути виконано без особливих зусиль. Тому власний окремий обвідний трубопровід для направлення вихідного газу обхідною дорогою на відновний реактор високого тиску виявляється зайвим.
Один додатковий варіант виконання пристрою відрізняється тим, що передбачається трубопровід для утилізованого ЮОК-газу для виведення утилізованого ЮОК-газу з пристрою з розміщеним в ньому пристроєм для регулювання тиску відновного газу і/або колошникового газу, що виводиться.
Один переважний варіант виконання відрізняється тим, що, щонайменше, в одному з трубопроводів для часткових потоків оборотного газу аегродинамічно паралельно пристрою для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу підключений пристрій для стискання даного часткового потоку оборотного газу.
Ця конфігурація установки дозволяє в максимально можливій мірі забезпечити гнучкість регулювання даних часткових потоків оборотного газу залежно від даного тиску часткового потоку оборотного газу. Зокрема, тим самим може бути забезпечено те, що всі наявні пристрої для стискання знаходяться в умовах постійного співвідношення тисків і постійного співвідношення величин витрати потоку.
Один додатковий переважний варіант виконання досягається тим, що передбачаються три трубопроводи для часткових потоків оборотного газу, які сполучені з трубопроводом для вихідного газу на різних лінійних ділянках, для подачі виведеного колошникового газу у трубопровід для вихідного газу.
Тим самим при розумно допустимих витратах на устаткування забезпечується висока міра гнучкості відносно регулювання даних часткових потоків оборотного газу залежно від даного тиску часткового потоку оборотного газу.
Один додатковий варіант виконання полягає в тому, що у трубопроводі для колошникового газу розміщений пристрій для очищення колошникового газу і/або пристрій для теплообміну.
Пристрій для очищення колошникового газу може бути виконаний як пристрій для знепилювання, зокрема, у вигляді пристрою для сухого знепилювання або у вигляді пристрою для мокрого знепилювання. Завдяки цьому запобігається те, що як рухомі деталі установки, наприклад, такі як обертальні частини компресорів, так і стаціонарні частини, наприклад, такі як внутрішні стінки трубопроводів для часткових потоків оборотного газу або внутрішні стінки трубопроводів для відновного газу, виявляться пошкодженими частинками твердих матеріалів, присутніми в даних газових потоках. Завдяки пристроям для теплообміну в трубопроводі для колошникового газу може бути з користю утилізований вміст тепла колошникового газу, наприклад, в інших процесах.
Інший переважний варіант виконання пристрою відрізняється тим, що пристрій для відокремлення СО» є РЗА-установкою, або МР5А-установкою, або пристроєм для розділення газових сумішей за допомогою мембранної технології і хімічної реакції.
При цьому виконання пристрою для відокремлення СО»: у вигляді РБА-установки порівняно до варіанту виконання у формі МРБЗА-установки має ту перевагу, що РБА-установка є економічніше вигідною і також ефективно працює при вищих тисках.
Додатковий предмет винаходу стосується застосування пристрою в комплексній установці з установкою для виробництва чавуну і/або сталевих напівфабрикатів, зокрема, з РІМЕХ?- установкою або СОРЕХ"-установкою.
Технологічні гази з таких установок часто направлялися на спалювання і тим самим у минулому вилучалися з круговороту речовин. Якщо технологічні гази, за обставин після підготовки, з таких установок направляються як вихідний газ у пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини то, наприклад, відновний потенціал, що все ще є в цих технологічних газах, може бути застосований з оптимальною користю.
Короткий опис креслень
Зо Винахід буде далі роз'яснений у вигляді прикладу із залученням супровідної Фігури. Фігура показує у вигляді прикладу і схематично відповідний винаходу спосіб і конфігурацію відповідного винаходу пристрою для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини.
Опис варіантів здійснення винаходу
На Фігурі як приклад і схематично змальовані спосіб і пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, які включають відповідний винаходу спосіб і відповідний винаходу пристрій.
Накреслені на Фігурі стрілки позначають дані фактичні і/або можливі напрями протікання газових потоків, що протікають у відповідному винаходу пристрої у звичайному експлуатаційному стані пристрою і, відповідно, способу.
У відповідному винаходу способі відновний газ одержується таким чином, що до вихідного газу, який подається у пристрій через трубопровід (4) для вихідного газу, в лінійну ділянку (7) трубопроводу (4) для вихідного газу через перший трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу підводиться перший частковий потік оборотного газу. Отримана при цьому газова суміш з вихідного газу і першого часткового потоку оборотного газу піддається стисканню в першому компресійному пристрої (5), перш ніж до газової суміші на лінійній ділянці (7 трубопроводу (4) для вихідного газу через другий трубопровід (8") для часткового потоку оборотного газу буде домішаний другий частковий потік оборотного газу. Після домішування другого часткового потоку оборотного газу газова суміш з вихідного газу, першого часткового потоку оборотного газу і другого часткового потоку оборотного газу стискається у компресійному пристрої (5), перш ніж до отриманої таким чином газової суміші за обставин через трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу на лінійній ділянці (7") трубопроводу (4) для вихідного газу буде домішаний стислий частковий потік оборотного газу. Після домішування до газової суміші стислого часткового потоку оборотного газу газова суміш, яка має дуже низький для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, вміст здатного відновлювати газу, такого як
СО і/або Нео, направляється у пристрій (б) для відокремлення СО» Пристрій (б) для відокремлення СО може бути, наприклад, РБЗА-установкою, або МРБЗА-установкою, або пристроєм для розділення газових сумішей за допомогою мембранної технології і/або хімічної реакції. Виведений з пристрою (б) для відокремлення СО?» газ подається у відновний реактор (1) високого тиску через трубопровід (2) для відновного газу. Відновний газ, що подається у бо відновний реактор (1) високого тиску, відновлює залізооксидовмісну вихідну сировину, що знаходиться у відновному реакторі (1) високого тиску, і при цьому витрачається. Витрачений відновний газ як колошниковий газ виводиться з відновного реактора (1) високого тиску через трубопровід (3) для колошникового газу. За необхідністю виведений колошниковий газ направляється у пристрій (14) для теплообміну і/або пристрій (13) для очищення колошникового газу. Часткова кількість колошникового газу як оборотний газ (15) через перший трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу, другий трубопровід (87) для часткового потоку оборотного газу і, за обставин, через трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу, вводиться у трубопровід (4) для вихідного газу. Не повертана як оборотний газ (15) частина виведеного колошникового газу виводиться з пристрою через трубопровід (10) для утилізованого ОБ-газу. Розміщений у трубопроводі (10) для утилізованого ОК-газу пристрій (11) для регулювання тиску відновного газу і/або виведеного колошникового газу дозволяє цілеспрямовано регулювати тиск виведеного колошникового газу і/або відновного газу. За допомогою розміщеного в першому трубопроводі (8) для часткового потоку оборотного газу пристрою (9) для регулювання величини першого часткового потоку оборотного газу і/або тиску першого часткового потоку оборотного газу, зокрема, регулювального клапана, регулюється величина першого часткового потоку оборотного газу, що подається у трубопровід (4) для вихідного газу. Величина другого часткового потоку оборотного газу і/або тиску другого часткового потоку оборотного газу встановлюється або, відповідно, регулюється за допомогою розміщеного в другому трубопроводі (8") для часткового потоку оборотного газу пристрою (9") для регулювання величини другого часткового потоку оборотного газу і/або тиску другого часткового потоку оборотного газу.
Типовий робочий режим способу відрізняється тим, що тиск виведеного колошникового газу і, відповідно, оборотного газу (15), який одночасно відповідає тискам часткових потоків оборотного газу перед протіканням через пристрої (9, 9", 9") для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу, складає 3,3 бар (330 кПа), тиск вихідного газу на лінійній ділянці (7) трубопроводу для вихідного газу складає 1,5 бар (150 кПа), тиск газової суміші з вихідного газу і першого часткового потоку оборотного газу після першого ступеня стискання на лінійній ділянці (7) трубопроводу (4) для вихідного газу складає З бар (300 кПа), і тиск газової суміші з вихідного газу, першого і другого
Зо часткових потоків оборотного газу після другого ступеня стискання на лінійній ділянці (7") трубопроводу (4) для вихідного газу складає 10 бар (1 МПа).
Наприклад, при сукупній кількості оборотного газу (15) в 220000 нормальних кубічних метрів на годину величина першого часткового потоку оборотного газу в першому трубопроводі (8) для часткового потоку оборотного газу складає від 0 до 20000 нормальних кубічних метрів на годину, і величина другого часткового потоку оборотного газу в другому трубопроводі (8") для часткового потоку оборотного газу складає від 200000 до 220000 нормальних кубічних метрів на годину. Тиск оборотного газу (15) в цьому випадку складає величину, що на 0,3 бар (30 кПа) перевищує тиск газової суміші на ділянці (7) трубопроводу (4) для вихідного газу, і тому є досить високим, щоб оборотний газ (15) без попереднього стискання поступав через другий трубопровід (8") для часткового потоку оборотного газу у трубопровід (4) для вихідного газу на лінійній ділянці (7). Перший частковий потік оборотного газу, що підводиться на лінійній ділянці (7), служить у першу чергу для того, щоб вирівнювати варіації об'єму і/або коливання тиску вихідного газу.
Цей стан є енергетично сприятливішим, ніж коли велика частина оборотного газу (15) вводиться у вихідний газ першим частковим потоком оборотного газу, і потім отримана при цьому газова суміш піддається стисканню в першому компресійному пристрої (5). Це показує просте складання енергетичного балансу:
Перед введенням газової суміші у пристрій для відокремлення СО» тиск газової суміші підвищується, наприклад, до 10 бар (1 МПа). При застосуванні відповідного винаходу способу основна кількість оборотного газу (15) вводиться у трубопровід (4) для вихідного газу другим частковим потоком оборотного газу. Для цього тиск другого часткового потоку оборотного газу за допомогою пристрою (9") для регулювання величини другого часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу від 3,3 бар (330 кПа) знижується до З бар (300 кПа), відповідно, незначно вище за З бар (300 кПа), що відповідає тиску, який відповідно становить величину декілька вище за тиск газової суміші на лінійній ділянці (7) трубопроводу (4) для вихідного газу. При цьому 0,3 бар (30 кПа), наприклад, в результаті розширення другого часткового потоку оборотного газу в пристрої (9") для регулювання величини другого часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу, "знищуються" в кінетичній енергії газу. Кінетичною енергією газу називається енергія на одиницю об'єму газу. Потім до бо газової суміші на лінійній ділянці (7) трубопроводу (4) для вихідного газу в компресійному пристрої (5) підводиться кінетична енергія газу в кількості 7 бар (700 кПа). Сума "знищеної" кінетичної енергії газу і підведеної кінетичної енергії газу складає 7,3 бар (730 кПа). Якби основна кількість оборотного газу (15) вводилася у трубопровід (4) для вихідного газу виключно першим частковим потоком оборотного газу, то потрібно було б у пристрої (9) для регулювання величини першого часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу "знищувати" 1,8 бар (180 кПа) кінетичної енергії газу і потім підводити до газової суміші в першому компресійному пристрої (5) кінетичну енергію в кількості 1,5 бар (150 кПа), і в компресійному пристрої (5) кінетичну енергію в кількості 7 бар (700 кПа). Сума "знищеної" кінетичної енергії газу і підведеної кінетичної енергії газу складала б 10,3 бар (1,03 МПа), що є значно вищим значенням, ніж у відповідному винаходу способі.
За обставин, у трубопровід (4) для вихідного газу на лінійній ділянці (7") додатково подається стислий частковий потік оборотного газу через трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу. Тим самим можливо, що оборотний газ, наприклад, може бути також підведений у трубопровід (4) для вихідного газу тоді, коли тиск виведеного колошникового газу і, відповідно, оборотного газу, є меншим, ніж тиск вихідного газу. Зокрема, цей робочий режим виникає при пуску після простою установки відновного реактора (1) високого тиску.
Необов'язково, до пристрою (9") для регулювання величини другого часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу аеродинамічний паралельно підключений пристрій (12) для стискання часткового потоку оборотного газу.
Вихідний газ, який подається у пристрій через трубопровід (4) для вихідного газу, може бути утилізованим газом з установки для виробництва чавуну, зокрема, доменним газом, конвертерним газом, синтез-газом з установки для газифікації вугілля, вугільним газом, коксовим газом, колошниковим газом з доменної печі або шахтного відновного реактора, або відхідним газом з відновного реактора із псевдозрідженим шаром. Вихідний газ переважно включає утилізований газ з РІМЕХ"-установки або СОБЕХ"-установки.
Хоча винахід в деталях був детально ілюстрований і описаний на переважному прикладі виконання, проте винахід не обмежується розкритими прикладами, і інші варіації можуть бути виведені з нього фахівцем без виходу за межі патентного захисту винаходу.
Список умовних позначень
Зо 1 Відновний реактор високого тиску 2 Трубопровід для відновного газу
З Трубопровід для колошникового газу 4 Трубопровід для вихідного газу 5 Компресійний пристрій 5 Перший компресійний пристрій б Пристрій для відокремлення СОг 7,7, 7" Лінійні ділянки трубопроводу для вихідного газу 8 Трубопровід для часткового потоку оборотного газу 8' Перший трубопровід для часткового потоку оборотного газу 8" Другий трубопровід для часткового потоку оборотного газу 9, 9, 9" Пристрої для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу 10 Трубопровід для утилізованого ОБК-газу 11 Пристрій для регулювання тиску відновного газу і виведеного колошникового газу 12 Пристрій для стискання часткового потоку оборотного газу 13 Пристрій для очищення колошникового газу 14 Пристрій для теплообміну 15 Оборотний газ
Claims (13)
1. Спосіб відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, при якому у відновний реактор (1) високого тиску вводять відновний газ, відновний газ, витрачений у відновному реакторі (1) високого тиску в результаті відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини, виводять з відновного реактора (1) високого тиску у вигляді колошникового газу, і щонайменше частину колошникового газу як оборотного газу (15) домішують до вихідного газу, причому відновний газ отримують таким чином, що від газової суміші, отриманої при домішуванні оборотного газу (15) до вихідного газу, після одного або декількох ступенів стискання відокремлюється СО», який відрізняється тим, що оборотний газ домішують до вихідного газу або, відповідно, газової бо суміші щонайменше двома окремими один від одного частковими потоками оборотного газу з різними тисками часткових потоків оборотного газу на різних відстанях від відновного реактора (1) високого тиску, і після домішування, відповідно, одного часткового потоку оборотного газу отриману при цьому газову суміш піддають стисканню, перш ніж буде домішаний додатковий частковий потік оборотного газу, і величини домішуваних часткових потоків оборотного газу регулюють таким чином, що той частковий потік оборотного газу, тиск часткового потоку оборотного газу в якому є найвищим, є більшим, ніж інші відповідні часткові потоки оборотного газу.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що тиск оборотного газу і/або тиск виведеного колошникового газу регулюють за допомогою розміщеного в трубопроводі (10) для утилізованого ОК-газу пристрою (11) для регулювання тиску.
3. Спосіб за одним з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що оборотний газ (15) домішують до вихідного газу або, відповідно, газової суміші трьома окремими один від одного частковими потоками оборотного газу.
4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що виведений з відновного реактора колошниковий газ піддають очищенню і/або теплообміну.
5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що вихідний газ містить утилізований газ з установки для виробництва чавуну, зокрема доменний газ, конвертерний газ, синтез-газ з установки для газифікації вугілля, вугільний газ, коксовий газ, колошниковий газ з доменної печі або шахтного відновного реактора або відхідний газ з відновного реактора із псевдозрідженим шаром.
6. Спосіб за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що тиск виведеного колошникового газу складає між 1 бар (100 кПа) і 20 бар (2 МПа), переважно між 2 бар (200 кПа) і 10 бар (1 МПа), ще переважніше між З бар (300 кПа) і 7 бар (700 кПа).
7. Пристрій для здійснення способу за одним з пп. 1-6, який включає відновний реактор (1) високого тиску з трубопроводом (2) для відновного газу для подачі відновного газу у відновний реактор (1) високого тиску, і з трубопроводом (3) для колошникового газу для виведення колошникового газу з відновного реактора (1) високого тиску, трубопровід (4) для вихідного газу з розміщеними в ньому компресійними пристроями (5, 5") для подачі газової суміші з вихідного газу і оборотного газу, який сполучений з пристроєм (б) для відокремлення СО», який Зо відрізняється тим, що передбачено щонайменше два трубопроводи (8, 8", 8") для часткових потоків оборотного газу, які сполучені з різними лінійними ділянками (7, 7", 7") трубопроводу (4) для вихідного газу, для подачі виведеного колошникового газу у трубопровід (4) для вихідного газу, причому перший трубопровід (8) для часткового потоку оборотного газу сполучений з трубопроводом (4) для вихідного газу перед першим компресійним пристроєм (5), а другий трубопровід (8") для часткового потоку оборотного газу сполучений з трубопроводом (4) для вихідного газу після першого компресійного пристрою (5), і розміщені в трубопроводах (8, 8", 8") для часткових потоків оборотного газу пристрої (9, 9, 9") для регулювання величини відповідного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу, і лінійні ділянки (7, 7", 7") відокремлені один від одного розміщеними в трубопроводі (4) для вихідного газу компресійними пристроями (5, 5").
8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що передбачений трубопровід (10) для утилізованого ОК-газу для виведення утилізованого ОК-газу з пристрою з розміщеним в ньому пристроєм (11) для регулювання тиску відновного газу і/або виведеного колошникового газу.
9. Пристрій за одним з пп. 7 або 8, який відрізняється тим, що щонайменше в одному з трубопроводів (8, 8, 8") для часткових потоків оборотного газу аеродинамічно паралельно пристрою (9, 9", 9") для регулювання величини даного часткового потоку оборотного газу і/або тиску часткового потоку оборотного газу підключений пристрій (12) для стискання часткового потоку оборотного газу.
10. Пристрій за одним з пп. 7-9, який відрізняється тим, що передбачено три трубопроводи для часткових потоків оборотного газу, які сполучені з трубопроводом для вихідного газу на різних лінійних ділянках, для подачі виведеного колошникового газу у трубопровід для вихідного газу.
11. Пристрій за одним з пп. 7-10, який відрізняється тим, що у трубопроводі (3) для колошникового газу розміщений пристрій (13) для очищення колошникового газу і/або пристрій (14) для теплообміну.
12. Пристрій за одним з пп. 7-11, який відрізняється тим, що пристрій (б) для відокремлення СО» є РБА-установкою або МРЗА-установкою, або пристроєм для розділення газових сумішей за допомогою мембранної технології і/або хімічної реакції.
13. Застосування пристрою за одним з пп. 7-12 в комплексній установці з установкою для виробництва чавуну і/або сталевих напівфабрикатів, зокрема з РІМЕХО-установкою або 60 СОКЕХ--установкою.
5 ; моз 1 7 7 їй 2 3йи Й 10 СО ков ро пр (З (У ОО ра с д" а --1 --і1 ї-8 пт Н м М 12 9 -- ---! і І 15 Н
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20120155302 EP2628805A1 (de) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von eisenoxidhältigen Einsatzstoffen in einem Hochdruckreduktionsaggregat |
| PCT/EP2013/050451 WO2013120639A1 (de) | 2012-02-14 | 2013-01-11 | Verfahren und vorrichtung zur reduktion von eisenoxidhältigen einsatzstoffen in einem hochdruckreduktionsaggregat |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA113071C2 true UA113071C2 (xx) | 2016-12-12 |
Family
ID=47666093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201409085A UA113071C2 (xx) | 2012-02-14 | 2013-11-01 | Спосіб і пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі високого тиску |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9255302B2 (uk) |
| EP (1) | EP2628805A1 (uk) |
| KR (1) | KR20140123594A (uk) |
| CN (1) | CN104105800B (uk) |
| AU (1) | AU2013220670B2 (uk) |
| BR (1) | BR112014019842A8 (uk) |
| CA (1) | CA2864302A1 (uk) |
| RU (1) | RU2014136991A (uk) |
| SA (1) | SA113340288B1 (uk) |
| UA (1) | UA113071C2 (uk) |
| WO (1) | WO2013120639A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA201405413B (uk) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2628805A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-21 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von eisenoxidhältigen Einsatzstoffen in einem Hochdruckreduktionsaggregat |
| CN105885953B (zh) * | 2016-06-12 | 2019-01-25 | 北京京诚泽宇能源环保工程技术有限公司 | 褐煤气化多联产制取还原气的装置及方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4428772A (en) * | 1981-12-02 | 1984-01-31 | Hylsa, S.A. | Method for reducing metal ore |
| AT381954B (de) | 1984-08-16 | 1986-12-29 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur direktreduktion von eisenoxidhaeltigen materialien |
| US6039916A (en) | 1996-09-25 | 2000-03-21 | Hylsa S.A. De C.V. | Apparatus for producing direct reduced iron with a controlled amount of carbon |
| CN1093883C (zh) | 1997-10-10 | 2002-11-06 | 伊尔萨有限公司 | 控制直接还原铁渗碳的方法和设备 |
| FR2848123B1 (fr) * | 2002-12-04 | 2005-02-18 | Air Liquide | Procede de recuperation du gaz de haut-fourneau et son utilisation pour la fabrication de la fonte |
| US8540794B2 (en) | 2004-09-03 | 2013-09-24 | Jiann-Yang Hwang | Method for reducing iron oxide and producing syngas |
| WO2008051356A2 (en) | 2006-10-03 | 2008-05-02 | Jiann-Yang Hwang | Microwave heating method and apparatus for iron oxide reduction |
| US20100162852A1 (en) | 2007-05-25 | 2010-07-01 | Jorge Octavio Becerra-Novoa | Method and apparatus for the direct reduction of iron ores utilizing syngas |
| SE532975C2 (sv) | 2008-10-06 | 2010-06-01 | Luossavaara Kiirunavaara Ab | Förfarande för produktion av direktreducerat järn |
| EP2628805A1 (de) * | 2012-02-14 | 2013-08-21 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von eisenoxidhältigen Einsatzstoffen in einem Hochdruckreduktionsaggregat |
-
2012
- 2012-02-14 EP EP20120155302 patent/EP2628805A1/de active Pending
-
2013
- 2013-01-11 KR KR20147025756A patent/KR20140123594A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-01-11 US US14/377,442 patent/US9255302B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-01-11 AU AU2013220670A patent/AU2013220670B2/en not_active Ceased
- 2013-01-11 CN CN201380009489.2A patent/CN104105800B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-01-11 BR BR112014019842A patent/BR112014019842A8/pt active Search and Examination
- 2013-01-11 WO PCT/EP2013/050451 patent/WO2013120639A1/de active Application Filing
- 2013-01-11 CA CA2864302A patent/CA2864302A1/en not_active Abandoned
- 2013-01-11 RU RU2014136991A patent/RU2014136991A/ru not_active Application Discontinuation
- 2013-02-11 SA SA113340288A patent/SA113340288B1/ar unknown
- 2013-11-01 UA UAA201409085A patent/UA113071C2/uk unknown
-
2014
- 2014-07-22 ZA ZA2014/05413A patent/ZA201405413B/en unknown
-
2015
- 2015-11-25 US US14/952,667 patent/US20160076113A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2628805A1 (de) | 2013-08-21 |
| AU2013220670A1 (en) | 2014-08-14 |
| US20150007697A1 (en) | 2015-01-08 |
| CA2864302A1 (en) | 2013-08-22 |
| AU2013220670B2 (en) | 2017-02-02 |
| US9255302B2 (en) | 2016-02-09 |
| KR20140123594A (ko) | 2014-10-22 |
| BR112014019842A2 (uk) | 2017-06-20 |
| SA113340288B1 (ar) | 2015-08-20 |
| CN104105800A (zh) | 2014-10-15 |
| CN104105800B (zh) | 2016-06-08 |
| ZA201405413B (en) | 2015-11-25 |
| WO2013120639A1 (de) | 2013-08-22 |
| US20160076113A1 (en) | 2016-03-17 |
| RU2014136991A (ru) | 2016-04-10 |
| BR112014019842A8 (pt) | 2017-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2609116C2 (ru) | Система энергетической оптимизации установки для получения металлов прямым восстановлением руд | |
| US10473095B2 (en) | System for pump protection with a hydraulic turbocharger | |
| CN102471193B (zh) | 用于生产甲醇的设备和方法 | |
| RU2596253C2 (ru) | Устройство для регулирования технологических газов в установке для получения металлов прямым восстановлением руд | |
| US9868998B2 (en) | Method and apparatus for supplying blast to a blast furnace | |
| US4880459A (en) | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron | |
| UA113071C2 (xx) | Спосіб і пристрій для відновлення залізооксидовмісної вихідної сировини у відновному реакторі високого тиску | |
| CN103002967B (zh) | 含粉尘气流的净化方法 | |
| CN110498395B (zh) | 一种用于水煤浆多水气比工况的一氧化碳全部变换工艺 | |
| RU2012142173A (ru) | Способ и устройство для изготовления прессованных изделий | |
| CN111378801A (zh) | 一种高炉煤气管道喷粉脱除氯化氢的工艺方法及装置 | |
| CN105441160A (zh) | 一种采用含氧气的蒸汽流脱除煤中灰份和硫份的装置 | |
| CN110143572B (zh) | H2/co原料气的生产方法及装置 | |
| RU2339743C2 (ru) | Установка сухой очистки отходящих газов электролитического производства алюминия | |
| KR20160088925A (ko) | 일정한 조건들 하에서 환원 가스를 제공하기 위한 방법 및 디바이스 | |
| CN220131897U (zh) | 从氯硅烷生产尾气中回收氯硅烷、氯化氢、氢气的装置 | |
| CN216688026U (zh) | 一种加氢新氢压缩机并联组合工艺装置 | |
| CN109593579B (zh) | 一种一次通过甲烷化工艺 | |
| CN105413759A (zh) | 一种流化床甲醇制丙烯再生系统内降低催化剂跑损的方法和装置 | |
| CN111023698A (zh) | 一种利用超低压污氮气的系统及方法 |