Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна



Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна
Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна
Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна
Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна
Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна
Устройство для очистки технологического газа для установки восстановительной плавки для получения чугуна

 


Владельцы патента RU 2489496:

СИМЕНС ФАИ МЕТАЛЗ ТЕКНОЛОДЖИЗ ГМБХ (AT)
ПОСКО (KR)

Изобретение относится к устройству для очистки технологического газа для установки (1) восстановительной плавки для получения чугуна, содержащей восстановительный реактор (3) и плавильный газогенератор (4). Устройство снабжено первой направляющей системой (5) для отвода колошникового газа (6) из восстановительного реактора (3) и второй направляющей системой (7) для отвода генераторного газа (8) из плавильного газогенератора (4). Направляющие системы (5, 7) ведут, каждая, к системе (11, 12) мокрой промывки для дросселирования потока колошникового газа (6) и генераторного газа (8) с помощью изменяющих регулировочный зазор регулировочных тел. При этом предусмотрена возможность сбора и отвода промывочной и охлаждающей жидкости. Устройство снабжено общим устройством (14) отделения капель, в которое ведет первая система (11) мокрой промывки проводящей колошниковый газ (6) первой направляющей системы (5) и вторая система (12) мокрой промывки проводящей генераторный газ (8) второй направляющей системы (7). Изобретение обеспечивает выполнение системы отделения капель более компактной, создана эффективная система регулирования давления, с помощью которой минимизируют отток отводимого из второй направляющей системы требуемого для регулирования рабочего давления плавильного газогенератора количества генераторного газа и, соответственно, избыточного газа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для очистки технологического газа для содержащей восстановительный реактор и плавильный газогенератор установки восстановительной плавки для получения чугуна, при этом предусмотрена первая направляющая система для отвода колошникового газа из восстановительного реактора и вторая направляющая система для отвода генераторного газа из плавильного газогенератора, при этом внутри первой и второй направляющей системы предпочтительно расположены устройства предварительной промывки для предварительной очистки колошникового газа, соответственно, генераторного газа, и при этом первая и вторая направляющая система ведут, каждая, к выполненной предпочтительно в виде системы кольцевых скрубберов системе мокрой промывки, предназначенных для воздействия на колошниковый газ, соответственно, генераторный газ промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью и дросселирования потока колошникового газа, соответственно, генераторного газа с помощью одного или нескольких изменяющих регулировочный зазор регулировочных тел, при этом в системе мокрой промывки предусмотрена возможность сбора и отвода вводимой в систему мокрой промывки, смешанной с загрязнениями, соответственно, пылью колошникового газа, соответственно, генераторного газа промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к соответствующему способу согласно ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.

Уровень техники

Используемая для получения чугуна или исходных продуктов для стали установка восстановительной плавки содержит известным, например, из способа COREX или способа FINEX образом две включенные последовательно системы, а именно один или несколько восстановительных реакторов и плавильный газогенератор.

Восстановительный реактор в соответствии со способом COREX представляет собой имеющий форму шахты резервуар, который заполняют металлургическим исходным сырьем, соответственно, кусками руды (в основном оксидными железными рудами) вместе с различными добавками через отверстие в зоне свода.

Восстановительный реактор имеет в своей нижней зоне выпускное отверстие, через которое выпускается металлургический загружаемый материал с помощью транспортировочного устройства в расположенный под восстановительным реактором плавильный газогенератор. В зоне свода восстановительного реактора расположено второе отверстие, через которое подсоединена первая направляющая система, которая служит для отвода колошникового газа.

Плавильный газогенератор представляет собой обложенный огнеупорно на внутренней стороне резервуар, зона свода которого имеет три отверстия. Через первое отверстие в плавильный газогенератор подается металлургическое исходное сырье. Через второе отверстие в плавильный газогенератор подается с помощью загрузочного устройства уголь или углеродсодержащий материал.

Через кислородный трубопровод в зону пода плавильного газогенератора подается кислород, за счет чего газифицируются используемые углеродсодержащие материалы и внутри плавильного газогенератора создается технологический газ, который называется в последующем генераторным газом. Генераторный газ состоит главным образом из моноксида углерода и водорода и отводится через третье отверстие в зоне свода плавильного газогенератора через вторую направляющую систему. Преобладающая часть отводимого так генераторного газа используется в качестве газа восстановительного процесса и вводится через подающий трубопровод в восстановительный реактор. Содержащееся в восстановительном реакторе металлургическое исходное сырье химически восстанавливается за счет воздействия генераторного газа, соответственно, оксидные железные руды восстанавливаются в так называемое «губчатое железо».

Это твердое губчатое железо затем с помощью транспортировочного устройства непрерывно подается через шахту свободного падения в плавильный газогенератор и там окончательно восстанавливается, соответственно, плавится. Аналогично обычному доменному процессу, расплавленный чугун вместе со шлаками собирается в нижней зоне плавильного газогенератора и в конечном итоге может выпускаться из него. Чугун подвергается дальнейшей обработке в сталелитейном цехе с помощью процессов окисления с образованием стали или же применяется в виде непосредственного продукта в виде чугуна.

В плавильном газогенераторе стремятся поддерживать постоянное рабочее давление обычно 4-5 бар. Работа под повышенным давлением является целесообразной по экономическим причинам, поскольку удельная производительность реакторов на единицу объема повышается с давлением. Поэтому внутри второй направляющей системы необходимо иметь систему регулирования давления, с помощью которой можно удерживать постоянным рабочее давление плавильного газогенератора.

Для такого регулирования рабочего давления часть используемого в основном в качестве восстановительного технологического газа для восстановительного реактора (реакторов) генераторного газа направляется через вторую систему мокрой промывки и выводится из второй направляющей системы и подается в отводящий газ трубопровод, соответственно, в накопительный бак. Этот отводимый из второй направляющей системы генераторный газ называется избыточным газом.

Понятно, что в эффективно работающей установке восстановительной плавки должна уходить возможно меньшая доля генераторного газа. Однако отвод определенного количества генераторного газа в качестве избыточного газа (обычно примерно 2000-10000 м3/ч) является неизбежным с целью надежного регулирования рабочего давления в плавильном газогенераторе.

Как отводимый из восстановительного реактора (реакторов), называемый также «верхним газом» колошниковый газ, так и отводимый из второй направляющей системы генераторный газ, соответственно, избыточный газ, очищаются в системе мокрой промывки и охлаждаются. При этом в первой направляющей системе предусмотрена первая система мокрой промывки для очистки, соответственно, охлаждения генераторного газа. Каждая из этих систем мокрой промывки может содержать любое количество включенных последовательно или параллельно скрубберов.

Предпочтительным вариантом выполнения скрубберов являются кольцевые скрубберы с так называемой конструкцией Вентури с переставляемым в осевом направлении, коническим регулировочным телом в предусмотренным в виде сужения Вентури отводящем канале. Однако реальные скрубберы могут быть выполнены альтернативным образом. Вместо конического регулировочного тела можно использовать, например, переставляемую заслонку внутри отводящего канала.

В данном примере выполнения устройства очистки технологического газа согласно изобретению используются обычные кольцевые скрубберы с конструкцией Вентури.

Между регулировочным телом и отводящим каналом кольцевого скруббера образован регулировочный зазор, который можно увеличивать или уменьшать посредством осевого сдвига регулировочного тела.

Перед регулировочным телом, иногда также внутри регулировочного зазора расположено сопловое устройство для впрыска промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости, с помощью которой опрыскивается приходящий колошниковый газ, соответственно, генераторный газ.

С помощью промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости обычно уже предварительно охлажденный и предварительно очищенный в устройствах предварительной промывки колошниковый газ, соответственно, генераторный газ дополнительно охлаждается и очищается, при этом устройства предварительной промывки выполняют в основном функцию охлаждения, в то время как собственно очистка колошникового газа, соответственно, генераторного газа осуществляется в основном с помощью систем мокрой промывки.

Система очистки технологического газа установки восстановительной плавки, согласно уровню техники, выполнена так, что после первой системы мокрой промывки проводящей колошниковый газ первой направляющей системы, а также после второй системы мокрой промывки проводящей генераторный газ второй направляющей системы включено собственное устройство отделения капель.

Каждое из этих устройств отделения капель имеет возможно снабженный завихряющими вставками корпус, с помощью которого собирается вводимая в соответствующую систему мокрой промывки, содержащая загрязнения, соответственно, пыль колошникового газа, соответственно, генераторного газа промывочная, соответственно, охлаждающая жидкость и отводится через предусмотренный в нижней зоне устройства отделения капель сток.

Промытый и охлажденный в системах мокрой промывки колошниковый газ, соответственно, генераторный газ направляется через выпускное отверстие в корпусе устройства отделения капель в направлении отводящего газ трубопровода, из которого полученные из системы очистки технологического газа технологические газы направляются для дальнейшего использования, например для генерирования энергии, соответственно, получения тепла в генераторах или отопительных установках.

Таким образом согласно уровню техники первая система мокрой промывки ведет в первое устройство отделения капель, в то время как вторая система мокрой промывки ведет во второе устройство отделения капель.

Такое предусмотрение двух устройств отделения капель является сложным и требует много места в предусмотренной для этого башне установки. Это является недостатком, в частности, при дооснащении уже существующих металлургических заводов технологией COREX/FINEX, поскольку имеется лишь ограниченное пространство.

Обычно вторая система мокрой промывки имеет при этом два кольцевых скруббера, при этом первый питающий трубопровод второй направляющей системы входит в первый кольцевой скруббер второй системы мокрой промывки, а второй питающий трубопровод второй направляющей системы входит во второй кольцевой скруббер второй системы мокрой промывки. Как первый питающий трубопровод, так и второй питающий трубопровод снабжены при этом запирающим клапаном.

В зависимости от создаваемого количества генераторного газа открывается запирающий клапан, соответственно, один из питающих трубопроводов, и за счет этого к первому кольцевому скрубберу или ко второму кольцевому скрубберу выборочно направляется количество генераторного газа. Один из кольцевых скрубберов выполнен для пропускания скорее небольших количеств генераторного газа, в то время как другой кольцевой скруббер выполнен для пропускания больших количеств генераторного газа. В зависимости от имеющегося количества генераторного газа открывается либо первый кольцевой скруббер, либо второй кольцевой скруббер для очистки, соответственно, охлаждения генераторного газа. Таким образом, такая система регулирования давления предусматривает несколько кольцевых скрубберов и тем самым является затратной в изготовлении и в техническом обслуживании.

Сущность изобретения

Целью данного изобретения является обеспечение возможности простой и эффективной очистки технологического газа в двухступенчатой установке восстановительной плавки.

В частности, система отделения капель установки очистки технологического газа должна быть выполнена возможно более компактной и реализуемой с применением возможно меньшего количества компонентов.

Другой целью данного изобретения является упрощение второй системы мокрой промывки проводящей генераторный газ второй направляющей системы. При этом должна быть создана возможно более эффективная система регулирования давления, с помощью которой минимизируется отток отводимого из второй направляющей системы, требуемого для регулирования рабочего давления плавильного газогенератора количество генераторного газа, соответственно, избыточного газа.

Согласно изобретению эти цели достигаются с помощью устройства очистки технологического газа с отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения и соответствующего способа очистки технологического газа с отличительными признаками пункта 8 формулы изобретения.

Пункт 1 формулы изобретения имеет предметом устройство для очистки технологического газа для содержащей по меньшей мере один восстановительный реактор и один плавильный газогенератор установки восстановительной плавки для получения чугуна, при этом предусмотрены первая направляющая система для отвода колошникового газа по меньшей мере из одного восстановительного реактора и вторая направляющая система для отвода генераторного газа из плавильного газогенератора. В то время как, например, в работающей по способу COREX установке восстановительной плавки предусмотрен лишь один восстановительный реактор, то в альтернативных, например, работающих по способу FINEX установках восстановительной плавки может быть предусмотрено также несколько, например, расположенных последовательно восстановительных реакторов, в которых ступенчато происходит предварительное восстановление металлургического исходного сырья, соответственно, кусков руды.

Внутри первой и второй направляющей системы предпочтительно расположено одно или несколько устройств предварительной промывки для предварительной очистки колошникового газа или генераторного газа, при этом первая и вторая направляющая система ведут к предпочтительно выполненной в виде системы кольцевых скрубберов системе мокрой промывки, предназначенной для воздействия на колошниковый газ, соответственно, генераторный газ промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью и дросселирования с помощью одного или нескольких изменяющих кольцевой зазор регулировочных тел, при этом предусмотрена возможность сбора и отвода вводимой в систему мокрой промывки, содержащей загрязнения, соответственно, пыль колошникового газа, соответственно, генераторного газа промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости. Следует отметить, что вместо устройства предварительной промывки может быть также предусмотрено всухую работающее устройство удаления пыли, такое как, например, газовый циклон, отражательный отделитель или фильтр, с целью предварительной очистки колошникового газа, соответственно, генераторного газа.

Согласно изобретению предусмотрено общее устройство отделения капель, в которое ведет как первая система мокрой промывки проводящей колошниковый газ первой направляющей системы, так и вторая система мокрой промывки проводящей генераторный газ второй направляющей системы.

Таким образом, требуется лишь одно-единственное устройство отделения капель для сбора и отвода связанных промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью загрязнений и пыли «верхнего газа» и «избыточного газа».

Поскольку согласованное со второй системой мокрой промывки устройство отделения капель имело сильно превышенные размеры уже в установках очистки технологического газа согласно уровню техники - эти устройства отделения капель должны быть в состоянии справляться с кратковременными колебаниями количества генераторного газа между 10000 м3/ч и 200000 м3/ч, - то согласно изобретению общее устройство отделения капель для первой и второй систем мокрой промывки, которое принимает также дополнительно к генераторному газу также еще приходящий из восстановительного реактора колошниковый газ, должно иметь лишь незначительно большие размеры, чем согласованное, согласно уровню техники, лишь со второй системой мокрой промывки устройство отделения капель.

Пространство, которое освобождается за счет отпадающего устройства отделения капель первой системы мокрой промывки, можно полностью использовать также для других, связанных с установкой восстановительной плавки устройств, без релевантного увеличения уже занимаемого устройством отделения капель второй системы мокрой промывки места.

Таким образом, по сравнению с устройством очистки технологического газа согласно уровню техники экономится одно устройство отделения капель, что приводит к значительной экономии места и веса. Система отделения капель согласно изобретению может быть реализована с относительно небольшим количеством компонентов.

Отведенный по меньшей мере из одного восстановительного реактора колошниковый газ и отведенное из плавильного газогенератора количество генераторного газа завихряются друг с другом уже внутри общего устройства отделения капель, и эту завихренную смесь технологического газа можно подавать через единственное выпускное отверстие устройства отделения капель в качестве отводимого газа непосредственно в отводящий газ трубопровод, соответственно, в накопительный бак.

Хотя направляемое через вторую систему мокрой промывки количество генераторного газа в соответствии с процессом сильно колеблется, можно на основании происходящего уже перед устройством отделения капель смешивания количества генераторного газа с направляемым через первую систему мокрой промывки (по сравнению с количеством генераторного газа, намного большим) количеством колошникового газа достигать относительно постоянной входной скорости смеси технологического газа в устройство отделения капель и тем самым в отводящий газ трубопровод.

Особенно компактная конструкция обеспечивается за счет расположения в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения первой системы мокрой промывки и второй системы мокрой промывки и устройства отделения капель в одной общей промывочной башне.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения предусмотрено, что расположенный после первой системы мокрой промывки первой направляющей системы первый сточный трубопровод и расположенный после второй системы мокрой промывки второй направляющей системы второй сточный трубопровод сходятся в одном коллекторном направляющем участке, и этот коллекторный направляющий участок входит в общее устройство отделения капель. Таким образом, уже перед входом в устройство отделения капель образуется смесь колошникового газа и генераторного газа с одинаковым уровнем давления.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что коллекторный направляющий участок входит по существу по касательной в зону оболочки выполненного по существу цилиндрическим устройства отделения капель. Таким образом, колошниковый газ, соответственно, генераторный газ при входе в устройство отделения капель завихряются. С помощью этого завихрения полезно используется центробежная сила для достижения лучшего отделения капель.

Согласно одному особенно предпочтительному варианту выполнения изобретения предусмотрено, что вторая направляющая система в зоне находящегося перед второй системой мокрой промывки первого питающего трубопровода снабжена устройством регулирования давления, с помощью которого обеспечивается возможность удерживания постоянным желаемого рабочего давления в плавильном газогенераторе за счет регулирования потока генераторного газа, при этом вторая система мокрой промывки имеет не закрываемый зазор утечки, через который, независимо от положения уменьшающего или увеличивающего регулировочный зазор, предпочтительно выполненного коническим регулировочного тела, обеспечивается постоянный сток генераторного газа.

При этом в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрен включенный параллельно первому питающему трубопроводу, также ведущий ко второй системе мокрой промывки второй питающий трубопровод, при этом второй питающий трубопровод снабжен обводным клапаном, с помощью которого в случае меньшего, чем заданное, количества генераторного газа, действительно проходящего через вторую направляющую систему количества генераторного газа обеспечивается возможность закрывания второго подающего трубопровода, а в случае возникновения превышающего заданное количество генераторного газа, действительно проходящего через вторую направляющую систему количества генераторного газа обеспечивается возможность открывания второго подающего трубопровода, так что дальнейшее регулирование рабочего давления можно затем осуществлять за счет перестановки регулировочного тела второй системы мокрой промывки.

Поскольку изменяемый регулировочным телом регулировочный зазор на основании необходимости отвода возникающего во второй направляющей системе конденсата никогда не закрывается полностью, то возникает нежелательная потеря генераторного газа, который должен вообще-то использоваться для восстановления находящихся в восстановительном реакторе исходных материалов, соответственно, кусков руды.

С помощью системы регулирования давления согласно изобретению при предусмотрении указанного обводного клапана можно значительно уменьшать эту потерю генераторного газа, которая составляет в установке восстановительной плавки согласно уровню техники примерно 1000 м3/ч. А именно, в случае относительно небольших, действительно подаваемых во вторую систему мокрой промывки количествах генераторного газа можно закрывать второй питающий трубопровод с помощью обводного клапана, так что можно осуществлять тонкое регулирование протекающего в этом случае исключительно через первый питающий трубопровод количества генераторного газа с помощью устройства регулирования давления.

Другим преимуществом системы регулирования давления согласно изобретению является ее гибкость. А именно, в случае внезапного повышения давления в плавильном газогенераторе и тем самым увеличения подлежащего отводу через вторую систему мокрой промывки количества генераторного газа, можно его быстро отводить в направлении отводящего трубопровода посредством открывания обводного клапана, соответственно, второго питающего трубопровода. В этом случае регулирование давления осуществляется затем посредством перестановки регулировочного тела второй системы мокрой промывки, соответственно, посредством изменения регулировочного зазора.

Таким образом, в то время как предусмотренная для очистки генераторного газа вторая система мокрой промывки обычно содержит два кольцевых скруббера вместе с соответствующими питающими трубопроводами, при этом в зависимости от создаваемого количества генераторного газа открывается с помощью запирающего клапана один из питающих трубопроводов, и за счет этого количество генераторного газа направляется в первый кольцевой скруббер или во второй кольцевой скруббер, в соответствии с изобретением можно сэкономить один кольцевой скруббер.

Поэтому в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотренная во второй направляющей системе, соответственно, для генераторного газа, вторая система мокрой промывки имеет один-единственный кольцевой скруббер, соответственно, одно-единственное изменяющее регулировочный зазор регулировочное тело.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения первая направляющая система в зоне расположенного перед первой системой мокрой промывки направляющего участка снабжена устройством регулирования потока, с помощью которого обеспечивается возможность регулирования потока отведенного из восстановительного реактора колошникового газа в первую систему мокрой промывки.

За счет координации расположенной перед второй системой мокрой промывки системы регулирования давления с расположенным перед первой системой мокрой промывки устройством регулирования потока можно точно регулировать давление отдаваемого в отводящий трубопровод газа.

Пункты 8-12 формулы изобретения относятся к соответствующему предыдущим пунктам формулы изобретения способу очистки технологического газа установки восстановительной плавки.

В пункте 8 формулы изобретения указан способ очистки технологического газа установки восстановительной плавки для получения чугуна, при этом отводимый из одного или нескольких восстановительных реакторов с помощью первой направляющей системы колошниковый газ и отводимый из плавильного газогенератора с помощью второй направляющей системы генераторный газ предварительно очищают и охлаждают предпочтительно с помощью одного или нескольких устройств предварительной промывки, и при этом первая и вторая направляющая система ведут, каждая, к системе мокрой промывки, в которых на колошниковый газ, соответственно, генераторный газ воздействуют промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью, при этом предусмотрена возможность дросселирования количества проходящего колошникового газа, соответственно, генераторного газа с помощью одного или нескольких изменяющих кольцевой зазор регулировочных тел, при этом содержащую загрязнения колошникового газа, соответственно, генераторного газа промывочную, соответственно, охлаждающую воду собирают и отводят. Согласно изобретению предусмотрено, что проходящий через первую систему мокрой промывки, нагруженный промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью колошниковый газ и проходящий через вторую систему мокрой промывки, нагруженный промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью генераторный газ подают в общее устройство отделения капель.

В одном предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрено, что проходящий через первую систему мокрой промывки колошниковый газ и проходящий через вторую систему мокрой промывки генераторный газ сводят вместе уже перед входом в устройство отделения капель.

При этом предпочтительно предусмотрено, что полученный за счет сведения вместе перед устройством отделения капель колошникового газа и генераторного газа технологический газ подают по существу по касательной в зону оболочки выполненного по существу цилиндрическим устройства отделения капель.

В другом предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрено, что во второй направляющей системе в зоне расположенного перед второй системой мокрой промывки первого питающего трубопровода выполняют регулирование давления генераторного газа с целью удерживания постоянным желаемого рабочего давления в плавильном газогенераторе, при этом во второй системе мокрой промывки обеспечивают возможность постоянного стока генераторного газа с помощью не закрываемого зазора утечки.

В другом предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрена подача генераторного газа через включенный параллельно первому питающему трубопроводу, также ведущий ко второй системе мокрой промывки второй питающий трубопровод, при этом второй питающий трубопровод в случае возникновения действительно проходящего через вторую направляющую систему количества генераторного газа, меньшего заданного количества генераторного газа, закрывают с помощью обводного клапана, в то время как второй питающий трубопровод в случае возникновения превышающего заданное количество генераторного газа, действительно проходящего через вторую направляющую систему количества генераторного газа открывают с помощью обводного клапана, при этом регулирование рабочего давления выполняют затем посредством перестановки регулировочного тела второй системы мокрой промывки.

В другом предпочтительном варианте выполнения способа предусмотрено, что внутри первой направляющей системы в зоне расположенного перед первой системой мокрой промывки направляющего участка выполняют регулирование потока колошникового газа.

Соответствующие преимущества способа согласно изобретению указаны выше уже в ходе описания устройства.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - схема установки восстановительной плавки с соединенным с ней устройством очистки технологического газа согласно уровню техники;

фиг. 2 - схема установки восстановительной плавки с соединенным с ней устройством очистки технологического газа согласно изобретению;

фиг. 3 - устройство отделения капель согласно изобретению на виде сверху;

фиг. 4 - схема расположенной перед устройством отделения капель системы кольцевых скрубберов согласно уровню техники;

фиг. 5 - разрез устройства отделения капель согласно изобретению вместе с двумя соединенными с ним системами мокрой промывки;

фиг. 6 - устройство отделения капель согласно фиг. 5 на виде сверху.

Реализация изобретения

На фиг. 1 показана работающая в соответствии со способом COREX двухступенчатая установка 1 восстановительной плавки согласно уровню техники.

Эта используемая для получения чугуна, соответственно, предварительных стальных продуктов установка 1 восстановительной плавки содержит восстановительный реактор 3 и плавильный газогенератор 4 вместе с системой 2 очистки технологического газа.

Восстановительный реактор 3 является имеющим форму шахты резервуаром, который заполняется металлургическим исходным сырьем, соответственно, кусками 30 руды вместе с возможными добавками.

Восстановительный реактор 3 имеет в своей нижней зоне выпускное отверстие, через которое металлургическое исходное сырье 30 с помощью транспортировочного шнека 29 загружается в расположенный под восстановительным реактором 3 плавильный газогенератор 4. В зоне свода 3а восстановительный реактор 3 соединен с первой направляющей системой 5, которая служит для отвода колошникового газа 6.

Следует отметить, что наряду со способом COREX имеется еще ряд аналогичных, соответственно, модифицированных способов восстановительной плавки, в которых предусмотрены конструктивные, соответственно, технологические отклонения от показанной в данном примере выполнения установки 1 восстановительной плавки. В то время как в работающей по способу COREX установке 1 восстановительной плавки предусмотрен лишь один-единственный восстановительный реактор 3, в альтернативных, например, работающих по способу FINEX установках восстановительной плавки может быть предусмотрено также несколько, например четыре, включенных последовательно восстановительных реакторов, в которых происходит ступенчатое предварительное восстановление металлургического исходного сырья 30 способом псевдоожижения, прежде чем оно подается в плавильный газогенератор 4.

Плавильный газогенератор 4 представляет собой обложенный огнеупорно на внутренней стороне резервуар, зона свода 4а которого имеет три отверстия. Через первое отверстие в плавильный газогенератор 4 подается металлургическое исходное сырье 30. Через второе отверстие в плавильный газогенератор 4 подается с помощью загрузочного устройства 31 уголь или углеродсодержащий материал 32.

За счет сжигания газифицированного с помощью подаваемого через кислородный трубопровод 26 кислорода углеродсодержащего материала, внутри плавильного газогенератора 4 создается технологический газ, который называется в последующем генераторным газом 8. Генераторный газ 8 состоит главным образом из моноксида углерода (СО) и водорода (Н2) и отводится через третье отверстие в зоне свода 4а плавильного газогенератора 4 через первый участок 7а трубопровода второй направляющей системы 7. Преобладающая часть отводимого так генераторного газа 8 используется в качестве газа восстановительного процесса и вводится через подающий трубопровод 33 в восстановительный реактор 3. Содержащееся в восстановительном реакторе 3 металлургическое исходное сырье химически восстанавливается за счет воздействия генераторного газа 8, соответственно, оксидные железные руды восстанавливаются в так называемое «губчатое железо».

Это твердое губчатое железо затем с помощью транспортировочного шнека 29 непрерывно подается через шахту свободного падения в плавильный газогенератор 4 и там окончательно восстанавливается, соответственно, плавится. Аналогично обычному доменному процессу, расплавленный чугун вместе со шлаками 28 собирается в нижней зоне плавильного газогенератора 4 и в конечном итоге может выпускаться из него и отливаться в заготовки.

Однако поскольку отводимый из плавильного газогенератора 4 генераторный газ 8 очень горячий и может вызывать склеивание содержащегося в восстановительном реакторе металлургического исходного сырья 30 за счет размягченной вследствие высоких температур около 1100°С, увлекаемой генераторным газом 8 мелкой пыли, то генераторный газ 8 сначала пропускают через циклон 23 горячего воздуха. Циклон 23 горячего воздуха является резервуаром, в котором генераторный газ 8 охлаждается до температуры примерно 800-850°С и частично освобождается от пыли. Собирающаяся в циклоне 23 горячего воздуха пыль генераторного газа возвращается с помощью трубопровода 27 возврата пыли в плавильный газогенератор 4 и сжигается там вместе с подаваемым через кислородный трубопровод 26 кислородом.

В то время как примерно 80% выходящего из плавильного газогенератора 4, соответственно, из циклона 23 горячего воздуха генераторного газа 8 направляется в качестве газа 8а восстановительного процесса в восстановительный реактор 3, примерно 20% генераторного газа 8 (изображенного как количество 8d генераторного газа) направляется через второй направляющий участок 7b второй направляющей системы 7 в устройство 10 предварительной промывки, в котором количество 8b генераторного газа дополнительно охлаждается и предварительно очищается. Внутри называемого «охлаждающим скруббером» устройства 10 предварительной промывки расположены выполненные из дерева пакеты пластин, которые опрыскиваются водой с помощью соплового устройства 35. Стекающая тонкими струйками сверху на пакеты пластин вода отводится вместе со связанной из количества 8b генераторного газа пылью через не изображенную сточную трубу и подвергается дальнейшей обработке.

Предварительно охлажденный и предварительно очищенный так генераторный газ 8с отводится из устройства 10 предварительной очистки через третий направляющий участок 7с второй направляющей системы 7. Третий направляющий участок 7с второй направляющей системы 7 разветвляется в свою очередь на три питающих трубопровода 17, 18, 19, при этом преобладающая часть предварительно охлажденного и предпочтительно очищенного в устройстве 10 предварительной промывки генераторного газа 8с, а именно примерно 90% (изображена в виде количества 8с' генераторного газа на фиг. 1, соответственно, фиг. 2) направляется через третий питающий трубопровод 19 в охлаждающий циркуляционный контур для охлаждения выходящего непосредственно из плавильного газогенератора 4 генераторного газа 8.

Остальная часть предварительно охлажденного и предварительно очищенного в устройстве 10 предварительной промывки генераторного газа 8с (изображена в виде количества 8d генераторного газа на фиг. 1 и фиг. 2), которое в зависимости от действительно происходящих в плавильном газогенераторе 4 процессов сгорания колеблется между 1% и 5%, направляется дальше в направлении второй системы 12 мокрой промывки. Сток этого количества 8d генераторного газа регулируется с помощью системы регулирования давления, описание которой будет приведено ниже, так, что в восстановительном реакторе 4 остается постоянным желаемое рабочее давление, например, 5 бар.

При этом называемое также «избыточным газом», необходимое для регулирования рабочего давления плавильного газогенератора 4 количество 8d генераторного газа направляется из третьего направляющего участка 7с второй направляющей системы 7 дальше в направлении первого питающего трубопровода 17 и второго питающего трубопровода 18.

Следует отметить, что вместо предусмотрения нескольких питающих трубопроводов 17, 18 в принципе возможно также предусмотрение одного единственного, ведущего ко второй системе 12 мокрой промывки питающего трубопровода.

Так же как отведенный из плавильного газогенератора 4 через вторую направляющую систему 7 генераторный газ 8, отведенный из зоны свода 3а восстановительного реактора 3 через первый направляющий участок 5а первой направляющей системы 5 колошниковый газ 6 очищается и охлаждается. При этом колошниковый газ 6 направляется сначала через устройство 9 предварительной промывки первой направляющей системы 5, описание конструкции и принципа действия которого приведено выше в связи с устройством 10 предварительной промывки второй направляющей системы 7.

Предварительно очищенный, соответственно, предварительно охлажденный в устройстве 9 предварительной промывки первой направляющей системы 5 колошниковый газ 6' направляется затем через второй направляющий участок 5b первой направляющей системы 5 в первую систему 11 мокрой промывки, которая относительно своей конструкции и своего принципа действия соответствует по существу второй системе 12 мокрой промывки проводящей генераторный газ 8 второй направляющей системы 7.

Принципиальная конструкция такой выполненной в данном примере выполнения в виде системы кольцевых скрубберов системы 11, соответственно, 12 мокрой промывки, которая соответствует также уровню техники, показана на фиг. 4: соответствующий технологический газ, т.е. колошниковый газ 6 или генераторный газ 8, направляется с помощью соответствующего направляющего участка 5b/7c' через предпочтительно конически сужающийся в направлении потока технологического газа 6/8 отводящий канал 42, внутри которого расположено регулировочное тело 41. Регулировочное тело 41 имеет соответствующую образующей поверхности отводящего канала 42 форму и выполнено также конически сужающимся в направлении потока технологического газа 6/8. Между регулировочным телом 41 и отводящим каналом 42 образован регулировочный зазор 40.

Регулировочное тело 41 установлено с возможностью сдвига в осевом направлении внутри отводящего канала 42 и с помощью толкающей штанги 44 шарнирно соединен с выполненным, например, в виде гидравлического устройства или серводвигателя приводным блоком 43, с целью обеспечения возможности любого изменения регулировочного зазора 40 по его ширине. При перестановке регулировочного тела 41 с помощью приводного блока 43 в направлении стрелки 45, ширина регулировочного зазора 40 уменьшается, поскольку проходящая по существу параллельно образующей поверхности отводящего канала 42 образующая поверхность регулировочного тела 41 приближается к образующей поверхности отводящего канала 42. И наоборот, т.е. при перестановке регулировочного тела 41 против направления стрелки 45, можно увеличивать ширину регулировочного зазора 40.

Естественно, можно также ступенчато включать последовательно друг за другом несколько регулировочных тел 41 вместе с соответствующими отводящими каналами 42.

Перед регулировочным телом 41 расположено сопловое устройство 48 для впрыска промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости 49, с помощью которой можно опрыскивать колошниковый газ 6 и генераторный газ 8 (точнее говоря, количество 8d генераторного газа, соответственно, «избыточного газа»). С помощью промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости 49 уже предварительно охлажденный и предварительно очищенный в устройствах 9, соответственно, 10 предварительной промывки колошниковый газ 6, соответственно, генераторный газ 8 дополнительно охлаждается и очищается. При этом устройства 9, соответственно, 10 предварительной промывки выполняют в основном функцию охлаждения и функцию лишь незначительной очистки, в то время как собственно очистка колошникового газа 6, соответственно, генераторного газа 8 осуществляется с помощью систем 11, соответственно, 12 мокрой промывки.

Конически сужающийся отводящий канал 42 системы 11/12 мокрой промывки переходит в по существу цилиндрический проходной участок 46, который в свою очередь переходит в расширяющийся в виде воронки в направлении потока колошникового газа 6/генераторного газа 8 выходной участок 47, при этом выходной участок 47 входит в устройство 14 отделения капель.

Устройство 14 отделения капель содержит по существу цилиндрический корпус 50, с помощью которого обеспечивается возможность сбора и отвода вводимой в соответствующие системы 11, 12 мокрой промывки, загруженной загрязнениями, соответственно, пылью колошникового газа 6, соответственно, генераторного газа 8 промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости 49.

Внутри корпуса 50 устройства 14 отделения капель могут быть расположены различные завихряющие конструкции или выпрямляющие поток приспособления 53.

Промытый и охлажденный так колошниковый газ 6, соответственно, генераторный газ 8 направляется дальше через выпускное отверстие 54 в корпусе 50 устройства 14 отделения капель в направлении показанного на фиг. 1 и 2 отводящего газ трубопровода 25.

Увлекаемая колошниковым газом 6, соответственно, генераторным газом 8 пыль смачивается промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью 49 и улавливается в нижней зоне 51 корпуса 50 устройства 14 отделения капель, где она вместе с впрыскиваемой в направляющие участки 5b/7c' промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью 49 отводится и удаляется в виде зашламованной воды через сток 52.

Показанное на фиг. 1 устройство 2 очистки технологического газа установки 1 восстановительной плавки согласно уровню техники выполнено так, что за первой системой 11 мокрой промывки проводящей колошниковый газ 6 первой направляющей системы 5, а также за второй системой 12 мокрой промывки проводящей генераторный газ 8 второй направляющей системы 7 включено собственное устройство 14а, 14b отделения капель, как показано на фиг. 4. Первая система 11 мокрой промывки, соответственно, второй направляющий участок 5b первой направляющей системы 5 входит также согласно уровню техники в первое устройство 14а отделения капель, в то время как вторая система 12 мокрой промывки, соответственно, ответвляющиеся от третьего направляющего участка 7с второй направляющей системы 7 питающие трубопроводы 17, 18 входят во второе устройство 14b отделения капель.

В показанной на фиг. 1 конфигурации вторая система 12 мокрой промывки содержит два кольцевых скруббера 12а, 12b, при этом первый питающий трубопровод 17 входит в первый кольцевой скруббер 12а второй системы 12 мокрой промывки, а второй питающий трубопровод 18 входит в первый кольцевой скруббер 12b второй системы 12 мокрой промывки. Однако вторая система 12 мокрой промывки может иметь также лишь один-единственный входящий в первое устройство 14а отделения капель кольцевой скруббер.

В любом случае выпускаемый через выпускное отверстие 54а первого устройства 14а отделения капель уже очищенный и охлажденный колошниковый газ 6” (верхний газ) направляется через третий направляющий участок 5с первой направляющей системы 5 в отводящий газ трубопровод 25, в то время как отведенное через выпускное отверстие 54b второго устройства 14b отделения капель очищенное и охлажденное количество 8d' генераторного газа (избыточный газ) направляется через четвертый направляющий участок 7d второй направляющей системы 7 в отводящий газ трубопровод 25. При этом колошниковый газ 6” соединяется с генераторным газом 8d', соответственно, соединяются друг с другом третий направляющий участок 5с первой направляющей системы 5 с четвертым направляющим участком 7d второй направляющей системы 7 в зоне 55 пересечения.

Таким образом, очищенные и охлажденные количества колошникового газа 6” и генераторного газа 8d' сводятся вместе и направляются в виде отводимого газа в отводящий газ трубопровод 25 для дальнейшего использования.

В отличие от этого в устройстве 2 очистки технологического газа, согласно изобретению, установки 1 восстановительной плавки, согласно фиг. 2, предусмотрено общее устройство 14 отделения капель, в которое ведет как первая система 11 мокрой промывки проводящей колошниковый газ 6 первой направляющей системы 5, так и вторая система 12 мокрой промывки проводящей генераторный газ 8 второй направляющей системы 7 (см. фиг. 5 и 6).

Первая система 11 мокрой промывки, соответственно, второй направляющий участок 5b первой направляющей системы 5 ведет также в то же устройство 14 отделения капель, в которое ведет вторая система 12 мокрой промывки, соответственно, ответвляющиеся от третьего направляющего участка 7с второй направляющей системы 7 питающие трубопроводы 17, 18. Это означает, что должен быть предусмотрен лишь один единственный корпус 50 для сбора и отвода связанных промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью 49 загрязнений и пыли колошникового газа 6” (верхнего газа) и количества 8d генераторного газа (избыточного газа).

Отводящий газ трубопровод 25 в устройстве 2 очистки технологического газа согласно изобретению установки восстановительной плавки согласно фиг. 2 может быть также соединен непосредственно с выпускным отверстием 54 устройства 14 отделения капель, поскольку отводимый из восстановительного реактора 6 колошниковый газ 6' и отводимое из плавильного газогенератора 4 количество 8d генераторного газа уже сводятся вместе, соответственно, завихряется друг с другом внутри устройства 14 отделения капель или уже в расположенной перед устройством 14 отделения капель зоне (см. также фиг. 5).

Очищенные и охлажденные колошниковый газ 6' и количество 8d генераторного газа направляются в виде отводимого газа через отводящий газ трубопровод 25 для дальнейшего использования. При этом транспортируемый через отводящий газ трубопровод 25 из установки восстановительной плавки газ можно использовать для дополнительного получения энергии и тепла и подаваться в различные генераторы или отопительные установки в качестве топлива. В частности, поставляемая количеством 8d' генераторного газа, соответственно, избыточного газа составляющая отводимого газа является очень ценным носителем энергии, поскольку это количество 8d' генераторного газа в противоположность к относительно израсходованному за счет процесса восстановления губчатого железа в восстановительном реакторе 3 колошниковому газу 6”, соответственно, верхнему газу, имеет относительно небольшое содержание CO2.

Первая система 11 мокрой промывки, а также вторая система 12 мокрой промывки могут вместо одного-единственного кольцевого скруббера содержать также несколько кольцевых скрубберов. В случае предусмотрения нескольких кольцевых скрубберов в каждой системе 11, соответственно, 12 мокрой промывки все кольцевые скрубберы ведут в общее устройство 14 отделения капель.

Первая система 11 мокрой промывки, вторая система 12 мокрой промывки и устройство 14 отделения капель могут быть расположены в виде компактной конструкции в общей промывочной башне, например, из бетона или металлических листов.

В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что расположенный за первой системой 11 мокрой промывки первой направляющей системы 5 сточный трубопровод 38 и расположенный за второй системой 12 мокрой промывки второй направляющей системы 7 второй сточный трубопровод сводятся вместе в коллекторном направляющем участке 16, и коллекторный направляющий участок 16 ведет в устройство 14 отделения капель (см. фиг. 3).

При этом коллекторный направляющий участок 14 входит по существу по касательной в зону оболочки выполненного по существу цилиндрическим корпуса 50 устройства 14 отделения капель, с целью обеспечения идеального отделения капель получившего завихрение колошникового газа 6, соответственно, генераторного газа 8.

Как показано на фиг. 3, соединенные с устройством 14 отделения капель согласно изобретению системы 11, соответственно, 12 мокрой промывки имеют некоторые конструктивные отличия от показанной на фиг. 4 системы мокрой промывки согласно уровню техники. Так, например, окружающий регулировочное тело 41 отводной канал 42 реализован с помощью расположенных внутри направляющих участков 5b, соответственно, 7с' цилиндрических или пластинчатых вставных элементов 42'. Вставные элементы 42' имеют, каждый, цилиндрическое отверстие, при этом регулировочный зазор 40 образован между регулировочным телом 40 и образованной за счет цилиндрического отверстия внутренней стенкой вставных элементов 42'. При перестановке регулировочного тела 41 с помощью гидравлического приводного блока 43 в направлении стрелки 45 уменьшается ширина регулировочного зазора 40.

Внутри проходного участка 46 направляющих участков 5b, соответственно, 7с' расположены изогнутые направляющие металлические листы 56, с целью минимизации потерь потока и давления.

В то время как нагруженная пылью, соответственно, загрязнениями колошникового газа 6 и генераторного газа 8 промывочная, соответственно, охлаждающая жидкость 49 отводится через расположенный в нижней зоне 51 корпуса 50 устройства 14 отделения капель сток 52, промытый и охлажденный колошниковый газ 6 и генераторный газ 8 направляется дальше через расположенное в зоне свода 57 устройства 14 отделения капель выпускное отверстие 54 корпуса 50 в направлении отводящего газ трубопровода 25. Таким образом, промытая и охлажденная смесь колошникового газа 6 и генераторного газа 8 отводится через устройство 14 отделения капель вертикально вверх.

В примере выполнения согласно фиг. 5 и 6 показана упрощенная возможность соединения систем 11/12 мокрой промывки с устройством 14 отделения капель, при котором системы 11/12 мокрой промывки ведут каждая по существу в радиальном направлении в зону оболочки цилиндрического корпуса 50 устройства 14 отделения капель. Естественно, показанные на фиг. 5 и 6 системы 11/12 мокрой промывки, соответственно, согласованные с ними направляющие участки 5b/7c' могут входить также по касательной в зону оболочки корпуса 50, например, как указывалось выше применительно к фиг. 3.

Регулирование рабочего давления плавильного газогенератора 4 осуществляется посредством сравнения фактического значения и заданного значения с помощью не изображенного регулировочного контура, при этом в зависимости от определяемых отклонений давления осуществляется соответствующее регулирующее вмешательство в виде перестановки регулировочного тела 41, соответственно, увеличения или уменьшения регулировочного зазора, как указывалось выше применительно к фиг. 4.

При этом во вторую направляющую систему 7 в зоне расположенного перед второй системой 12 мокрой промывки первого питающего трубопровода 17 интегрировано устройство 20 регулирования давления, с помощью которого можно удерживать постоянным желаемое в плавильном газогенераторе 4 рабочее давление, например 5 бар, за счет соответствующего регулирования потока генераторного газа 8.

Таким образом, при понижении желаемого рабочего давления в плавильном газогенераторе 4, дросселируется поток генераторного газа 8, соответственно, избыточного газа посредством соответствующей перестановки регулировочного тела 41 в направлении стрелки 45 на фиг. 4.

Вторая система 12 мокрой промывки имеет не закрываемый зазор утечки, через который, независимо от положения регулировочного тела 41 внутри отводного канала 42, обеспечивается возможность постоянного стока генераторного газа 8. Таким образом, регулировочный зазор не полностью закрывается, а должен постоянно оставаться открытым до определенной ширины зазора с целью обеспечения возможности стока транспортируемого внутри второй направляющей системы 7 конденсата.

Поскольку количество 8d генераторного газа может сильно колебаться в зависимости от не поддающихся в настоящее время расчету процессов внутри плавильного газогенератора 4, то системы регулирования давления согласно уровню техники оказываются часто недостаточно, соответственно, слишком мало гибкими.

В показанной на фиг. 1 системе регулирования давления согласно уровню техники как первый питающий трубопровод 17, так и второй питающий трубопровод 18 второй направляющей системы 7 снабжены запирающим клапаном 36, 37.

В зависимости от имеющегося количества 8d генераторного газа открывается один из запирающих клапанов 36, 37, соответственно, один из питающих трубопроводов 17, 18, и количество 8d генераторного газа направляется либо в первый кольцевой скруббер 12а, либо во второй кольцевой скруббер 12b. При этом оба кольцевых скруббера 12а и 12b выполнены с различно большими размерами. Например, питаемый первым питающим трубопроводом 17 кольцевой скруббер 12а может быть выполнен для прохождения небольших количеств 8d генераторного газа, в то время как питаемый вторым питающим трубопроводом 18 кольцевой скруббер 12b может быть выполнен для прохождения больших количеств 8d генераторного газа. При этом при наличии относительно небольшого количества 8d генераторного газа может открываться первый запирающий клапан 36 и запираться второй запирающий клапан 37, так что все количество 8d генераторного газа проходит через первый питающий трубопровод 17, соответственно, через первый кольцевой скруббер 12а. В противоположность этому, при наличии относительно большого количества 8d генераторного газа открывается также второй запирающий клапан 37 и тем самым открывается также второй питающий трубопровод 18 для прохождения количества 8d генераторного газа, так что количество 8d генераторного газа протекает как через первый кольцевой скруббер 12а, так и второй кольцевой скруббер 12b. Таким образом, такая система регулирования давления предусматривает наличие нескольких кольцевых скрубберов 12а, 12b.

В противоположность этому, питающие трубопроводы 17 и 18 в показанной на фиг. 2 системе регулирования давления согласно изобретению снова соединяются друг с другом в направляющем участке 7с' и входят в один-единственный кольцевой скруббер 12. Таким образом, можно сэкономить один кольцевой скруббер, соответственно, нет больше необходимости в предусмотрении второго кольцевого скруббера 12b, как это показано на фиг. 1.

Как показано на фиг. 2, во вторую направляющую систему 7 в зоне первого питающего трубопровода 17 интегрировано уже упомянутое устройство 20 регулирования давления, которое может представлять собой обычный дроссельный клапан.

Кроме того, включенный параллельно первому питающему трубопроводу 17 второй питающий трубопровод 18 снабжен обводным клапаном 21, с помощью которого в случае фактически проходящего через вторую направляющую систему 7, соответственно, через третий направляющий участок 7с второй направляющей системы 7с количества 8d генераторного газа, меньшего заданного количества 8d генераторного газа, закрывается второй питающий трубопровод 18.

И наоборот, второй питающий трубопровод 18 может открываться с помощью обводного клапана 21 в случае возникновения превышающего заданное количество 8d генераторного газа, действительно проходящего через вторую направляющую систему 7 количества 8d генераторного газа. В этом случае регулирование рабочего давления осуществляется затем посредством перестановки регулировочного тела второй системы 12 мокрой промывки, соответственно, с помощью изменения регулировочного зазора 40.

Поскольку регулировочный зазор 40 никогда не должен закрываться полностью по указанным выше причинам, то в случае, когда фактически не должны отводиться большие количества 8d генераторного газа через вторую направляющую систему 7 в направлении отводящего газ трубопровода 25, возникает нежелательная потеря (по сравнению с колошниковым газом 6 первой направляющей системы 5 очень ценного) генераторного газа 8, который вообще-то должен использоваться для предварительного восстановления находящегося в восстановительном реакторе 3 исходного сырья, а не для вторичного применения, соответственно, сжигания.

С помощью системы регулирования давления согласно изобретению можно значительно сокращать эту потерю генераторного газа 8, которая в установке 1 восстановительной плавки согласно уровню техники составляет примерно 1000 м3/ч. А именно, в случае относительно небольших, действительно проходящих через третий направляющий участок 7с второй направляющей системы 7 количеств 8d генераторного газа можно закрывать второй питающий трубопровод 18 с помощью обводного клапана 21, так что тонкое регулирование проходящего теперь исключительно через первый питающий трубопровод количества 8d генераторного газа можно осуществлять с помощью устройства 20 регулирования давления.

Другим преимуществом системы регулирования давления согласно изобретению является ее гибкость. А именно, даже в случае внезапного резкого повышения давления в плавильном газогенераторе 4 и тем самым подлежащего отводу через третий направляющий участок 7с второй направляющей системы 7 большого количества 8d генераторного газа можно очень быстро снимать это давление, соответственно, отводить соответствующее количество 8d генераторного газа в направлении отводящего газ трубопровода 25, посредством открывания обводного клапана 21, соответственно, второго питающего трубопровода 18, так что подлежащее отводу количество 8d генераторного газа можно беспрепятственно направлять во вторую систему 12 мокрой промывки. Регулирование давления можно осуществлять затем посредством перестановки регулировочного тела 41 второй системы 12 мокрой промывки, соответственно, посредством изменения регулировочного зазора 40.

Первая направляющая система 5 снабжена в зоне расположенного перед первой системой 11 мокрой промывки направляющего участка 5b устройством 22 регулирования потока, с помощью которого обеспечивается возможность регулирования потока отводимого из плавильного газогенератора 3 колошникового газа 6 в первую систему 11 мокрой промывки. Устройство 22 регулирования потока должно обеспечивать возможно более равномерный отток колошникового газа 6 из плавильного газогенератора 3, так что поток материала находящегося внутри плавильного газогенератора 3 исходного сырья, соответственно, кусков руды происходит не очень быстро, однако также и не задерживается.

Предусмотренное внутри первой направляющей системы 5 устройство 22 регулирования потока и предусмотренное внутри второй направляющей системы 7 устройство 20 регулирования давления служат дополнительно для установки желаемого давления газа в отводящем газ трубопроводе 25. Отводящий газ трубопровод 25 может вести к газовой сети или же к накопительному баку, в котором собираются полученные из устройства 2 очистки технологического газа установки 1 восстановительной плавки технологические газы.

Ответвляемое из устройства 10 предварительной промывки второй направляющей системы 7 и подаваемое с помощью третьего питающего трубопровода 19 в уже упомянутый охлаждающий циркуляционный контур количество 8с' генераторного газа также промывается и дополнительно охлаждается, а именно в отдельном кольцевом скруббере 13 вместе с дополнительным устройством 15 отделения капель, которые, однако, имеют второстепенное значение в связи с данным изобретением.

Перечень позиций

1. Установка восстановительной плавки

2. Устройство для очистки технологического газа

3. Восстановительный реактор

3а. Зона свода восстановительного реактора

4. Плавильный газогенератор

4а. Зона свода плавильного газогенератора

5. Первая направляющая система

5а. Первый направляющий участок первой направляющей системы

5b. Второй направляющий участок первой направляющей системы

5с. Третий направляющий участок первой направляющей системы

6. Колошниковый газ (из восстановительного реактора 3)

7. Вторая направляющая система

7а. Первый направляющий участок второй направляющей системы

7b. Второй направляющий участок второй направляющей системы

7c. Третий направляющий участок второй направляющей системы

7d. Четвертый направляющий участок второй направляющей системы

8. Генераторный газ (из плавильного газогенератора 4)

8а. Газ процесса восстановления

8b. Ответвленный из циклона 23 горячего воздуха генераторный газ

8с. Предварительно охлажденный и очищенный генераторный газ

8с'. Направляемое в охлаждающий циркуляционный контур количество генераторного газа

8с”. Охлажденное в охлаждающем циркуляционном контуре количество генераторного газа

8d. Направляемое через вторую систему 12 мокрой промывки количество генераторного газа (избыточный газ)

9. Первое устройство предварительной промывки

10. Второе устройство предварительной промывки

11. Первая система мокрой промывки

12. Вторая система мокрой промывки

12а. Первый кольцевой скруббер второй системы мокрой промывки

12b. Второй кольцевой скруббер второй системы мокрой промывки

13. Отдельный кольцевой скруббер охлаждающего циркуляционного контура

14. Устройство отделения капель

14а. Первый отделитель капель

14b. Второй отделитель капель

14с. Третий отделитель капель

15. Дополнительный отделитель капель

16. Коллекторный направляющий участок

17. Первый питающий трубопровод

18. Второй питающий трубопровод

19. Третий питающий трубопровод

20. Устройство регулирования давления

21. Обводной клапан

22. Устройство регулирования потока

23. Циклон горячего воздуха

24. Компрессор

25. Отводящий газ трубопровод

26. Кислородный трубопровод

27. Пыль из циклона горячего воздуха

28. Жидкий чугун и шлаки

29. Транспортировочный шнек

30. Исходное сырье/куски руды

31. Загрузочное устройство

32. Уголь

33. Подающий трубопровод от циклона 23 горячего воздуха в восстановительный реактор 3

34. Сопловое устройство первого устройства предварительной промывки

35. Сопловое устройство второго устройства предварительной промывки

36. Первый запирающий клапан

37. Второй запирающий клапан

38. Первый сточный трубопровод (первой системы 11 мокрой промывки)

39. Второй сточный трубопровод (второй системы 12 мокрой промывки)

40. Регулировочный зазор

41. Регулировочное тело

42. Отводной канал

42'. Отводной канал

43. Приводной блок

44. Толкающая штанга

45. Направление движения регулировочного тела 41

46. Проходной участок

47. Впадающий участок

48. Сопловое устройство для систем 11, соответственно, 12 мокрой промывки

49. Промывочная, соответственно, охлаждающая жидкость

50. Корпус устройства 14 отделения капель

51. Нижняя зона устройства 14 отделения капель

52. Сток

53. Завихряющие приспособления

54. Выпускное отверстие

55. Зона пересечения между первой направляющей системой 5 и второй направляющей системой 7

56. Направляющие металлические листы

57. Зона свода устройства 14 отделения капель

1. Устройство (2) для очистки технологического газа для содержащей по меньшей мере один восстановительный реактор (3) и один плавильный газогенератор (4) установки (1) восстановительной плавки для получения чугуна, при этом предусмотрена первая направляющая система (5) для отвода колошникового газа (6) из восстановительного реактора (3) и вторая направляющая система (7) для отвода генераторного газа (8) из плавильного газогенератора (4), при этом внутри первой и второй направляющих систем (5, 7) предпочтительно расположены устройства (9, 10) предварительной промывки для предварительной очистки колошникового газа (6) и, соответственно, генераторного газа (8), при этом первая и вторая направляющие системы (5, 7) ведут каждая к выполненной предпочтительно в виде системы кольцевых скрубберов системе (11, 12) мокрой промывки, предназначенной для воздействия на предварительно очищенный колошниковый газ (6) и, соответственно, предварительно очищенный генераторный газ (8) промывочной, соответственно, охлаждающей жидкостью (49) и дросселирования потока колошникового газа (6) и, соответственно, генераторного газа (8) с помощью одного или нескольких изменяющих регулировочный зазор (40) регулировочных тел (41), при этом предусмотрена возможность сбора и отвода вводимой в системы (11, 12) мокрой промывки загрязненной, соответственно, пылью колошникового газа (6) и, соответственно, генераторного газа (8) промывочной, соответственно, охлаждающей жидкости (49), отличающееся тем, что оно снабжено общим устройством (14) отделения капель, в которое ведет первая система (11) мокрой промывки проводящей колошниковый газ (6) первой направляющей системы (5) и вторая система (12) мокрой промывки проводящей генераторный газ (8) второй направляющей системы (7), при этом первая система (11) мокрой промывки и вторая система (12) мокрой промывки и устройство (14) отделения капель расположены в одной общей промывочной башне.

2. Устройство (2) по п.1, отличающееся тем, что расположенный после первой системы (11) мокрой промывки первой направляющей системы (5) первый сточный трубопровод (38) и расположенный после второй системы (12) мокрой промывки второй направляющей системы (7) второй сточный трубопровод (39) сходятся в одном коллекторном направляющем участке (16), при этом коллекторный направляющий участок (16) входит в устройство (14) отделения капель.

3. Устройство (2) по п.2, отличающееся тем, что коллекторный направляющий участок (16) входит по существу по касательной в зону оболочки выполненного по существу цилиндрическим устройства (14) отделения капель.

4. Устройство (2) по п.1, отличающееся тем, что вторая направляющая система (7) в зоне расположенного перед второй системой (12) мокрой промывки первого питающего трубопровода (17) снабжена устройством (20) регулирования давления, с помощью которого обеспечивается возможность удерживания постоянным заданного рабочего давления в плавильном газогенераторе (4) за счет регулирования потока генераторного газа (8), при этом вторая система (12) мокрой промывки имеет не закрываемый зазор утечки, через который независимо от положения уменьшающего или увеличивающего регулировочный зазор (40), предпочтительно выполненного коническим регулировочного тела (41), обеспечивается постоянный сток генераторного газа (8).

5. Устройство (2) по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено включенным параллельно первому питающему трубопроводу (17), также ведущему ко второй системе (12) мокрой промывки вторым питающим трубопроводом (18), при этом второй питающий трубопровод (18) снабжен обводным клапаном (21), с помощью которого в случае меньшего чем заданное количество генераторного газа (8), действительно проходящего через вторую направляющую систему (7) количества генераторного газа, обеспечивается возможность закрывания второго подающего трубопровода (18), с помощью которого в случае возникновения превышающего заданное количество генераторного газа, действительно проходящего через вторую направляющую систему (7) количества генераторного газа, обеспечивается возможность открывания второго подающего трубопровода (18).

6. Устройство (2) по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что предусмотренная во второй направляющей системе (7), соответственно, для генераторного газа (8) вторая система (12) мокрой промывки имеет один единственный кольцевой скруббер, соответственно, одно единственное изменяющее регулировочный зазор (40) регулировочное тело (41).

7. Устройство (2) по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что первая направляющая система (5) в зоне расположенного перед первой системой (11) мокрой промывки направляющего участка (5b) снабжена устройством (22) регулирования потока, с помощью которого обеспечивается возможность регулирования потока отведенного из восстановительного реактора (3) колошникового газа (6) в первую систему (11) мокрой промывки.

8. Способ очистки технологического газа установки (1) восстановительной плавки для получения чугуна, включающий отвод из одного или нескольких восстановительных реакторов (3) с помощью первой направляющей системы (5) колошникового газа (6) и отвод из плавильного газогенератора (4) с помощью второй направляющей системы (7) генераторного газа (8), которые предварительно очищают и охлаждают предпочтительно с помощью одного или нескольких устройств (9, 10) предварительной промывки, при этом первая и вторая направляющие системы (5, 7) ведут каждая к системе (11, 12) мокрой промывки, в которых на предварительно очищенный и охлажденный колошниковый газ (6) и, соответственно, предварительно очищенный и охлажденный генераторный газ (8) воздействуют промывочной и, соответственно, охлаждающей жидкостью, при этом предусмотрена возможность дросселирования количества проходящего предварительно очищенного и охлажденного колошникового газа (6), соответственно, предварительно очищенного и охлажденного генераторного газа с помощью одного или нескольких изменяющих кольцевой зазор (40) регулировочных тел (41), при этом промывочную и, соответственно, охлаждающую жидкость с загрязнениями предварительно очищенного и охлажденного колошникового газа (6) и, соответственно, предварительно очищенного и охлажденного генераторного газа (8) собирают и отводят, отличающийся тем, что проходящий через первую систему (11) мокрой промывки с промывочной и, соответственно, охлаждающей жидкостью (49) предварительно очищенный и охлажденный колошниковый газ (6) и проходящий через вторую систему (12) мокрой промывки с промывочной и, соответственно, охлаждающей жидкостью (49) предварительно очищенный и охлажденный генераторный газ (8) подают в общее устройство (14) отделения капель, при этом проходящий через первую систему (11) мокрой промывки колошниковый газ (6) и проходящий через вторую систему (12) мокрой промывки генераторный газ (8) сводят вместе перед входом в устройство (14) отделения капель.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что полученный за счет сведения вместе перед устройством (14) отделения капель колошникового газа (6) и генераторного газа (8) технологический газ подают по существу по касательной в зону оболочки выполненного по существу цилиндрическим устройства (14) отделения капель.

10. Способ по любому из п.8 или 9, отличающийся тем, что во второй направляющей системе (7) в зоне расположенного перед второй системой (12) мокрой промывки первого питающего трубопровода (17) выполняют регулирование давления генераторного газа (8) для удержания постоянным заданного рабочего давления в плавильном газогенераторе (4), при этом во второй системе (12) мокрой промывки обеспечивают возможность постоянного стока генераторного газа (8) с помощью незакрываемого зазора утечки.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что предусмотрена подача генераторного газа (8) через включенный параллельно первому питающему трубопроводу (17), также ведущий ко второй системе (12) мокрой промывки, второй питающий трубопровод (18), при этом второй питающий трубопровод (18) в случае возникновения действительно проходящего через вторую направляющую систему (7) количества генераторного газа, меньшего заданного количества генераторного газа, закрывают с помощью обводного клапана (21), в то время как второй питающий трубопровод (18) в случае возникновения превышающего заданное количество генераторного газа (8), действительно проходящего через вторую направляющую систему (7) количества генераторного газа, открывают с помощью обводного клапана (21), а затем регулирование рабочего давления выполняют посредством перестановки регулировочного тела (41) второй системы (12) мокрой промывки.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что в первой направляющей системе (5) в зоне расположенного перед первой системой (11) мокрой промывки направляющего участка (5b) выполняют регулирование потока колошникового газа (6).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургического производства, в частности к системам для улавливания неорганизованных выбросов от металлургических агрегатов, например от электродуговых печей.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для преобразования транспортируемого прерывистым потоком отходящих газов тепла из промышленных установок в полезную энергию.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к электросталеплавильному производству, и может применяться для очистки и охлаждения технологического газа дуговой сталеплавильной печи (ДСП).

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электросталеплавильному производству. .

Изобретение относится к области улавливания и очистки технологических газов от твердых примесей и может быть использовано в химической, металлургической промышленности.

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструктивным элементам воздухонагревателей доменных и пламенных печей. .

Изобретение относится к обработке отработавшего газа из агломерационной установки. .

Изобретение относится к способу теплообмена для предварительного нагрева газа горения, поступающего в пламенную печь, испускающую горячие топочные газы. .

Изобретение относится к производству жидкого чугуна или жидких стальных полуфабрикатов из железных руд и добавок, загружаемых для восстановления в восстановительный агрегат (1), и затем подаваемых для плавления при добавлении углеродосодержащих исходных материалов и кислородсодержащего газа с формированием стационарного слоя в плавильный агрегат (2), в особенности в плавильный газогенератор.

Изобретение относится к способу и к системам, в которых скомпонованы процесс газификации угля с процессом прямого производства железа на основе угля. .

Изобретение относится к получению расплавленного металла, в котором кислород, восстановитель и железо, восстановленное в по меньшей мере одном восстановительном реакторе, вводят в расплавитель-газификатор, восстановитель газифицируют кислородом, а восстановленное железо расплавляют выделяющимся при этом теплом.

Изобретение относится к получению жидкого чугуна или жидких стальных промежуточных продуктов из тонкодисперсного материала, содержащего оксид железа. .

Изобретение относится к способу и системе подачи непрерывного потока горячего железа прямого восстановления из шахтной печи прямого восстановления или нагревательной печи для железа прямого восстановления в установку для горячего брикетирования и плавильную печь.

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам металлизации и электросталеплавильному производству. .

Изобретение относится к конвейерной установке с транспортными элементами для транспортировки кускового, в частности горячего, транспортируемого материала, с газоплотной оболочкой для экранирования транспортируемого материала, в которой обеспечено создание инертной газовой среды вокруг транспортируемого материала, исключение контакта транспортируемого материала с воздухом окружающей среды.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к переработке ванадийсодержащих титаномагнетитов и выплавке легированных ванадием сталей. .

Изобретение относится к способу получения чугуна или жидких стальных полупродуктов в плавильном агрегате, в частности, плавильном газификаторе, причем содержащее железную руду сырье, в частности, рудную мелочь, и, при необходимости, добавки по меньшей мере частично восстанавливают восстановительным газом в по меньшей мере одном восстановительном агрегате
Наверх