Способ восстановления пылевидных окислов в шахтном реакторе
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советских
Социаяистических
Республик
Опубликовано 07.12.82.Бюллетень№ 45
Дата опубликования описания 07. 12 . 82 (51) M. Кл.
С 21 В 13/00
Государственный комитет
СССР ло делам наобретеннй и открытий (53) УДК669.181..27(088.8) (72) Автор изобретения
Иностранец
Свен Сантен (Швеция) Иност ран н ая фирма
СКФ Стил Инджиниринг Актиеболаг- = (Швеция) (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЫЛЕВИДНЫХ
ОКИСЛОВ В ШАХТНОМ РЕАКТОРЕ
Изобретение относится к способам переплавки мелкозернистой металлической руды в обогреваемом реакторе, заполненном твердым восстановителем.
Известен способ, предназначенный для переплавки металлической руды, в частности железной руды. Зта руда должна быть измельчена до пылевидного состояния, и предварительно восстановленной вдувается в шахтную печь через сопла, к которым одновременно подводятся кислород и газообразные углеводороды.
Однако восстановление нелетучих металлов из пылевидных частиц, которые определяются, например, при очист ке электрофильтров, . невозможно с помощью из вест ных средст в.
Кроме того, такие мелкие частицы оксидов металлов выделяются при рефинге металлических расплавов, и их количество составляет 50000-60000 т в год только в северных отранах Европы. Зти частицы представляют источник загрязнения окружающей среды и образуют ядовитые соединения тяжелых мет алло в.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления пылевидных окислов в шахтном реакторе, заполненном твердым углеродом, включающий вдувание с помощью несущего газа исходного материала в зону восстановления, образованную плазменными горелками в нижней часчасти реактора, восстановление, расплавление и выпуск жидкого металла(1)..
Однако указанный способ недостаточно полно использует энергию отходящих газов и не дает возможности восстановления трудновосстановленных окислов.
Цель изобретения - эффективное восстановление металлов в виде пылевидных окислов.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления нелетучих металлов в виде пылевидных окислов в шахтном реакторе, заполненном твердым восстановителем, вклюют для работы пплазменных горелок.
На чертеже представлена схема, поясняющая изобретение.
На схеме имеется шахтная печь или реактор 1, загружаемый твердым восстановителем, например коксом через газоплотный колошниковый затвор 2.
Температура в реакторе регулируется с помощью одной или нескольких плазменных горелок.
Пылевидный исходный материал вводится с помощью газа-носителя через трубопровод 3 непосредственно в ниж20 нюю часть реактора. Плазменная горел- 25 ка или несколько горелок подключены к питающему трубопроводу 4 для транспортирующей среды (плазменный газ).
Часть восстановительного газа, получаемая в реакторе, -улавливается и применяется в качестве газа-носителя или плазменного. Этот газ выходит из реактора через выводной патрубок 5 и направляется после этого целесообразным способом для регулирования его температуры через теплообмен- з5 ник 6.
На представленной схеме способа в циркуляционную систему возвращается около 203 реакционного газа, про4О текающего через теплообменник, в качестве газа-носителя или плазменного газа, через газоочистительное устройство 7, подключенный нагнетатель и, возможно, через компрессор, Остальные 80ã. реакционного газа, о 45 выходящего из теплообменника, содержащего монооксид углерода и водород, могут использоваться для других целей, например для получения электроэнергии.
Трубопровод для газа-носителя расположен таким образом, что он взаимодействует с загрузочным устройством
8, например пневматическим загрузоч-ным устройством, подключенным к загрузочному шнеку 9, соединенному с бункерами 10-12, содержащими пылевидный исходный материал, а также
3 98062 чающему вдувание с помощью несущего газа исходного материала в зону восстановления, образованную плазменными горелками в нижней части реактора, восстановление, расплавление и отвод жидкого металла, пылевидные окислы вдувают в зону восстановления посредством газа, отходящего от колошника реактора, при этом к окислам добавляют углерод и/или шлакообразующие добавки, а колошниковый газ использу9 4 угольный порошок и шлакообразующие добавки.
Вдуваясь в реактор, пыль мгновенно восстанавливается, а в нижней части реактора происходит расплавление. Расплав стекает на дно реактора и удаляется оттуда через выпускной канал 13, в то время как шлак непрерывно или дискретно сливается через выпускной канал 14.
Требуемая температура в воссстановительной зоне..реактора, лежащая в диапазоне 1500-1600 С, без труда регулируется . с помощью плазменной горелки. Реактор и коксовая постель могут в этом случае настраиваться таким образом, что пылевидный исходный материал, содержащий оксиды металлов, удерживается в нижней части коксовой постели 15, а гаэ, выходящий из реактора, состоит из монооксида углерода и водорода.
Пример. 1 т фильтровальной пыли, содержащей оксиды металлов, s частности оксид хрома, соскребается со стенок фильтра для отходящих газов в процессе получения нержавеющей стали и собирается. Первоначальный размер частиц пыли составляет 2
6 мкм, и пыль имеет следующий состав, о:
Cr<0 13
Fe 0 38
Ni 6
МООЭ 1,2
Остатком являются шлаки, такие как СаО, О и им подобные. Эта пыль смешивается с 320 Kl угольного порошка и 12 кг О шлакообразующая добавка . После этого смесь непрерывно вдувается в восстановительную зону реактора. Потребление энергии для поддержания в восстановительной зоне температуры около 1550ОС составляет около 2600 кВтч, причем температура создается с помощью плазменной горелки, Получают 475 кг с чугуна,с содержанием, 4: хрома 21, никеля l1, молибдена 2,3.
Далее: 620 м реакционного газа, состоящего из, 4: СО 70, Н> 20, смеси азота, оксида углерода и воды 10.
Теплота сгорания восстановительного газа составляет около 2700 ккал/м, Формула изобретения
Способ восстановления пылевидных окислов в шахтном реакторе, заполнен5 980629 6 ном твердым восстановителем, включаю- вом газа, отходящего от колошника щий вдувание с помощью несущего газа реактора, при этом к окислам добависходного материала в зону восстанов- ляют углерод и/или шлакообразующие ления, образованную плазменными горел. добавки, а колошниковый газ испольками в нижней части реактора, восста- 5 зуют для работы плазменных горелок. новление, расплавление и выпуск жид- Источники информации, кого металла, о т л и ч .а ю щ и и -, принятые во внимание при экспертизе с я тем, что, с целью повышения,1. Патент ФРГ N 2403708, эффективности восстановления нелету- кл; С 07 D 39/30, 1975. чих металлов, пылевидные окислы вду- 2. Патент Швеции Р 388210, вают в зону восстановления посредст- кл. С 21 В 11/02, 1971..
Составитель Л. Панникова
Редактор А. Фролова Техред С.Мигунова Ко ректор В. Бутяга р
Заказ 9398/51 Тираж 587 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
