Пневматическая загрузка руды - заявка 2016136373 на патент на изобретение в РФ

1. Способ восстановления содержащих оксид металла шихтовых материалов (1), в котором содержащие оксид металла шихтовые материалы (1) при помощи восстановительного газа (2) восстанавливают, по меньшей мере, в двух агрегатах (RA, RE) кипящего слоя при помощи подаваемого в агрегаты (RA, RE) кипящего слоя и проходящего через агрегаты (RA, RE) кипящего слоя в противотоке к содержащим оксид металла шихтовым материалам (1) восстановительного газа (2), причем способ дополнительно включает в себя:
- отвод восстановительного газа (2), отработанного при восстановлении содержащих оксид металла шихтовых материалов (1), по меньшей мере, в двух агрегатах (RA, RE) кипящего слоя, из агрегата (RE) кипящего слоя в виде отходящего газа (3),
- сжатие, по меньшей мере, части отходящего газа (3), по меньшей мере, в одном компрессоре (4) газа рециркуляции до горячего газа (5) рециркуляции и затем охлаждение горячего газа (5) рециркуляции до холодного газа (6) рециркуляции, по меньшей мере, в одном дополнительном охладителе (7),
- по меньшей мере, частичное удаление CO2 из холодного газа (6) рециркуляции с выделением генераторного газа (8),
- примешивание генераторного газа (8), при необходимости после предварительного нагрева в нагревательном устройстве (9), к восстановительному газу (2),
отличающийся тем, что
содержащие оксид металла шихтовые материалы (1) при помощи рабочего газа подают из, по меньшей мере, одного выпускного резервуара (10) через трубопровод (11) в агрегат (RE) кипящего слоя, и при этом рабочий газ включает в себя, по меньшей мере, часть горячего газа (5) рециркуляции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащие оксид металла шихтовые материалы (1) являются оксидами железа, никеля, марганца, меди, свинца или кобальта или смесями из них.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочий газ состоит из горячего газа (5) рециркуляции.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочий газ включает в себя, по меньшей мере, часть генераторного газа (8).
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что горячий газ (5) рециркуляции имеет нижнюю границу температуры в 70°C, предпочтительно 100°C, наиболее предпочтительно 110°C, и верхнюю границу температуры в 150°C, предпочтительно 140°C, наиболее предпочтительно 130°C.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что генераторный газ (8) имеет точку росы ниже -20°C, предпочтительно ниже -40°C, наиболее предпочтительно ниже -100°C.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержащие оксид металла шихтовые материалы (1) перед их подачей в агрегат (RE) кипящего слоя предварительно нагревают и/или высушивают при помощи рабочего газа.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что нехватку горячего газа (5) рециркуляции, вызванную при определенных условиях нарушением процесса, в частности неисправностью, по меньшей мере, одного компрессора (4) газа рециркуляции компенсируют азотом (12), для того чтобы обеспечить подачу содержащих оксид металла шихтовых материалов (1) в агрегат (RE) кипящего слоя.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что давление горячего газа (5) рециркуляции составляет, по меньшей мере, 4,5 бар изб., предпочтительно, по меньшей мере, 5 бар изб., наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 5,5 бар изб.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что давление горячего газа (5) рециркуляции находится между 0,5 бар и 3,0 бар в зависимости от напора, предпочтительно между 1,0 бар и 2,0 бар выше давления в агрегате (RE) кипящего слоя.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что трубопровод (11) выполнен в виде двустенной трубы, причем объем между обеими стенками трубы заполнен газом, в частности азотом (12), причем давление газа контролируют для обнаружения утечек.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одной стенке трубопровода (11) имеется устройство (13) для обнаружения утечек на основе потока.
13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что трубопровод (11) имеет внутреннюю стенку, которая для предотвращения износа покрыта керамическим соединением, в частности слоем оксида алюминия.
14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что имеется, по меньшей мере, один дополнительный агрегат (RC) кипящего слоя, который обтекается восстановительным газом (2), введенным в агрегат (RA) кипящего слоя и проходящим через агрегаты (RA, RC, RE) кипящего слоя в противотоке к содержащим оксид металла шихтовым материалам (1).
15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что восстановительный газ (2) поступает из плавильного газификатора, установки газификации угля, коксовальной установки, установки парового риформинга или установки CO2-риформинга.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что когда восстановительный газ (2) поступает из установки газификации угля или коксовальной установки, его перед подачей в агрегаты (RA, RE) кипящего слоя расширяют или сжимают и в значительной степени освобождают от CO2 и/или H2O и предварительно нагревают.
17. Устройство для реализации способа по любому из пп.1-16, причем устройство включает в себя:
- по меньшей мере, два агрегата (RA, RE) кипящего слоя для восстановления содержащих оксид металла шихтовых материалов (1) при помощи восстановительного газа (2), причем агрегат (RE) кипящего слоя включает в себя линию (21) отходящего газа для отвода отходящего газа (3), и агрегат (RA) кипящего слоя включает в себя подводящую линию (14) восстановительного газа для подвода восстановительного газа (2),
- исходящую из агрегата (RA) кипящего слоя и входящую в агрегат (RE) кипящего слоя линию (20) восстановительного газа и исходящую из агрегата (RE) кипящего слоя и входящую в агрегат (RA) кипящего слоя линию (15) подачи материала,
- ответвляющуюся от линии (21) отходящего газа и входящую в подводящую линию (14) восстановительного газа линию (16) газа рециркуляции, причем на линии (16) газа рециркуляции, будучи расположены последовательно, имеются, по меньшей мере, один компрессор (4) газа рециркуляции, по меньшей мере, один дополнительный охладитель (7), устройство (22) удаления CO2 и при необходимости нагревательное устройство (9),
отличающееся тем, что
устройство дополнительно включает в себя:
- выпускной резервуар (10) для накопления содержащих оксид металла шихтовых материалов (1) с пневматическим устройством (17) подачи,
- первую линию (18) рабочего газа, ответвляющуюся между последним компрессором (4) газа рециркуляции и дополнительным охладителем (7) и входящую в пневматическое устройство (17) подачи и/или в выпускной резервуар (10), причем пневматическое устройство (17) подачи соединено с агрегатом (RE) кипящего слоя при помощи трубопровода (11) для пневматической подачи содержащих оксид металла шихтовых материалов (1) в агрегат (RE) кипящего слоя.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что имеется вторая линия (19) рабочего газа, ответвляющаяся между устройством (22) удаления CO2 и агрегатом (RA) кипящего слоя от линии (16) газа рециркуляции и входящая в первую линию (18) рабочего газа и/или в выпускной резервуар (10) и/или в пневматическое устройство (17) подачи.
19. Устройство по п.17 или 18, отличающееся тем, что устройство включает в себя, по меньшей мере, одну линию азота, входящую в пневматическое устройство (17) подачи и/или в выпускной резервуар (10) и/или в первую линию (18) рабочего газа и/или во вторую линию (19) рабочего газа.
20. Устройство по любому из пп.17-19, отличающееся тем, что трубопровод (11) выполнен в виде двустенной трубы с устройством (13) для обнаружения утечек на основе давления.
21. Устройство по любому из пп.17-20, отличающееся тем, что, по меньшей мере, в одной стенке трубопровода (11) имеется устройство (13) для обнаружения утечек на основе потока.
22. Устройство по любому из пп.17-21, отличающееся тем, что трубопровод (11) защищается от износа при помощи нанесенного на внутреннюю стенку трубопровода керамического соединения, в частности слоя оксида алюминия.
23. Устройство по любому из пп.17-22, отличающееся тем, что устройство включает в себя, по меньшей мере, один дополнительный агрегат (RC) кипящего слоя, через который проводится линия (20) восстановительного газа и линия (15) подачи материала.
24. Устройство по любому из пп.17-23, отличающееся тем, что подводящая линия (14) восстановительного газа выходит из плавильного газификатора, установки газификации угля, коксовальной установки, установки парового риформинга или установки CO2-риформинга.
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что, если подводящая линия (14) восстановительного газа выходит из установки газификации угля или коксовальной установки, то на подводящей линии (14) восстановительного газа расположены турбина сброса давления или компрессор и устройства для удаления CO2 и/или воды.
Наверх