182214. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vasoxid közvetlen redukciójára
3 182214 4 bevezetett gázok hőmérséklete is különbözik és mindkét szinten a bevezetés a kemence kerülete mentén történik. A találmány szerint vasoxid közvetlen redukálását úgy végezzük, hogy a hagyományos módon szemcsés vasoxidot adagolunk aknakemence felső részébe, a saját súlyától lefelé mozgó anyaghoz a kemence közepén redukáló közeget vezetünk, a redukáló közeget ellenáramban felfelé vezetjük a kemencében, a kemence felső részéről az így keletkező torokgázt elvezetjük, lehűtjük és mossuk, majd a megtisztított gázt reformáljuk, azaz katalizátor jelenlétében ismét felmelegítjük és redukáló közegként a kemencébe vezetjük, ahol a jelen találmány értelmében — redukáló közegként kéntartalmú gázt: földgázt, kohógázt vagy kokszolókemence gázt alkalmazunk, — az alkalmazott gázt legalább 600 °C-ra felmelegítve vezetjük be a kemence középső részébe és — ehhez a gázhoz keverjük hozzá bevezetés előtt a reformált, legalább 750 °C hőmérsékletű gázt. A találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítási módjánál a redukáló közegként alkalmazott gázkeveréket az előredukáló zóna aljához vezetjük és a redukáló zóna aljához második redukáló közeget vezetünk, mindkét bejuttatott közeget ellenáramban fölfelé vezetjük és a reformált forró gáz egy részét második redukáló közegként vezetjük vissza a kemencébe. Kétféle redukáló közeg alkalmazása esetén az első redukáló közeget célszerűen legalább 700 °C-ra melegítjük fel, a második redukáló közegként alkalmazott reformált gázt pedig legalább 750 °C hőmérsékleten vezetjük be a kemencébe. A találmány szerinti eljárás alapvető előnye, hogy a felhasznált redukáló gáz kéntelenítését a kemencében a redukált forró vassal történő reagáltatással végezzük. Ennek megfelelően az eljárás rendkívül hatékony és erre a célra eddig nem használható gázok alkalmazását is lehetővé teszi, így vas közvetlen redukciójához nagy kéntartalmú gázok is felhasználhatók. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés függőleges aknakemence, amely adagoló és elvezető egységgel, a kemence középső részén elhelyezett gázbevezetővel, felső gázkivezető csonkkal és ehhez csatlakoztatott hűtő és mosó egységekkel, valamint a hűtő és mosó egységek után kapcsolt reformáló kemencével van ellátva, ahol a találmány szerint — a kemence középső részén elhelyezett első gázbevezető és a kemence felső része között további, második gázbevezető van kialakítva, — mindkét gázbevezető a reformáló kemencével is össze van kapcsolva, — a második gázbevezető ezen kívül még gázforráshoz csatlakoztatott gázhevítővei is össze van kapcsolva. A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon a találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjának, valamint az eljárás foganatosításának vázlata látható. A 10 redukáló kemence ismert függőleges, hőálló béléssel ellátott ellenáramú aknakemence. A 12 kiinduló anyagot vasoxid pelletek, darabos érc, vagy érc és pelletek keverékének formájában vezetjük be a 10 redukáló kemencébe. A bevezetett anyag névleges szemcsenagysága 5—30 mm. Az anyag a 14 garatba kerül és innen 16 aknán át jut a 10 redukáló kemencébe, ahol a 17 betétet képezi. A redukált termék az aknakemence alsó részéből a 18 kibocsátó aknán át távozik a 20 szállítószalagra. A 20 szállítószalag sebessége határozza meg a 17 betét süllyedésének sebességét a 10 redukáló kemencében. A 10 redukáló kemence középső részénél 22 forró gáz bevezető csőcsonk van elhelyezve. A 22 forró gáz bevezető csőcsonk több 24 gázbevezető cellával van kapcsolatban a 10 redukáló kemence kerülete mentén. Valamivel följebb 26 bevezetőcsonk van elhelyezve a forró előredukáló gáz bevezetésére. Ez ugyancsak több 28 bevezető cellával van összekapcsolva. Az előredukáló gáz forró reformált redukáló gáz és forró tüzelő gáz keveréke. A 28 bevezető cellákból a 10 redukáló kemence belsejébe áramló gázkeverék fölfelé halad, 17 betéttel szemben. A 24 bevezető cellákon beáramló forró redukáló gáz ugyancsak fölfelé áramlik a 17 betéthez képest ellenáramban. Az itt bevezetett gáz először kitölti a 10 redukáló kemence teljes belső terét, majd a 28 bevezető cellákon beáramló gázkeverék mintegy összeszűkíti a felfelé haladó gázáramot a 17 betét középrésze felé. A 10 redukáló kemence felső részében a két gázáram egyesül és kitölti a teljes felső teret, majd a 17 betétet a 30 rézsű mentén elhagyva a 32 kivezetőcsonkon át távozik. A kilépő gáz az elhasznált redukáló gáz és tüzelő gáz keveréke. A 10 redukáló kemence alsó részében hűtővezetékek vannak elhelyezve, hogy a távozó redukált vas hőmérsékletét csökkentsék. A hűtő berendezés 34 hűtőgáz bevezető csonkból és 36 terelőelemből áll, amely fölött 38 gyűjtőelem van elhelyezve. Ez a hűtőgázt a 40 hűtőgáz kivezető csonkhoz tereli, ahonnan az a 42 hűtő-mosó egységbejut és innen a 44 fúvó visszavezeti a 34 hűtőgáz bevezető csonkba. A 10 redukáló kemencéből a 32 kivezető csonkon át kiáramló gázkeveréket először a 46 hűtő-mosó egységben tisztítjuk meg a portól. Ezután a gáz a 48 csővezetéken át az 50 kompresszorba jut és onnan kerül az 56 reformáló kemencébe. A gáz áthalad az ábrán látható 52 reformáló csöveken. Ezek mindegyike hőálló forgáccsal van megtöltve a belépési szakaszon, a többi rész pedig nikkelből vagy kobaltból álló 54 katalizátort tartalmaz, az 52 reformáló csöveket a hőálló béléssel ellátott 56 reformáló kemencében 58 égők melegítik. Ezek közül a rajzon egyet tüntettünk fel. Az elhasznált égetőgáz az 56 reformáló kemencéből 60 elvezető csövön át távozik. A 46 hűtő-mosó egységből a 48 csővezetéken át elvezetett tisztított gázkeverék egy kis része az 58 égőkbe jut a 62 fűtőgáz forrásból a 64 csővezetékbe áramló gázzal együtt. Az 56 reformáló kemencéből a 60 elvezető csövön át távozó gázokat a rajzon nem látható hőcserélőben lehet hasznosítani, például az 58 égőkbe a 66 égető levegő vezetéken bevezetett levegő előmelegítésére. A 74 fűtőgáz forrásból származó gázt a 70 gázhevítőben melegítjük fel. A 70 gázhevítő hőálló ötvözetből készült 72 csöveket tartalmaz. Ezek közül a rajzon egyet ábrázoltunk. A 72 csövekben áramló gázt a 76 égők által termelt hővel hevítjük fel. A 76 égőkhöz a 77 tüzelőanyag vezetékből, illetve a 78 égető levegő vezetékből vezetjük az égéshez szükséges gázokat. Az elhasznált gázkeverék a 80 elvezető csövön át távozik a 70 gázhevítőbői. A felmelegített gázt a 82 és 84 csővezetékeken átjuttatjuk a 10 redukáló kemencébe, a 26 bevezető csonkhoz. Az 52 reformáló csöveket elhagyó forró gáz egyik, általában a nagyobbik részét a 10 redukáló kemence 22 forró gáz bevezető csonkjához vezetjük a 90 és 92 csővezetékeken át. Az itt bevezetett gázt forró reformált redukáló gázként használjuk fel. A forró gáz másik, általában kisebb részét az 52 reformáló csövekből a 94 csővezetéken és a 96 szelepen át a 26 bevezető csonkhoz juttatjuk, miután a 84 csővezetékben összekevertük a 70 gázhevítőbői jövő fűtőgázzal. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
