184306. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés vasoxid redukálására és vasolvadék előállítására
1 184 306 2 ez a 45 csővezetéken át 44 ásványi tüzelőanyag tartályhoz van csatlakoztatva. A külső járaton oxigént vezetünk az edénybe, így ez 48 csővezetéken át 47 oxigén tartályhoz van csatlakoztatva. A 45 csővezetékbe szenet vagy más hasonló anyagot por alakban pneumatikus úton vezetünk be és ez a 30 olvasztó-gázosító edény oldalfalában kialakított 50 nyílásba helyezett 40 fúvatólándzsa belső járatán át. kerül a 35 fémfürdőhöz. A tüzelőanyag befúvatása az 51 csövön át bevezetett komprimált gáz segítségével történik. A hordozóközegként felhasznált gázt célszerűen 52 kompresszorral helyezzük nyomás alá. A tüzelőanyag befúvatását a 40 fúvatólándzsa központi járatán át közvetlenül a 38 olvadékszint fölött végezzük. Kívánatos azonban, hogy a 35 fémfürdő szintjét mindig közvetlenül a 40 fúvatólándzsa alatt tartsuk, hogy a szénből és oxigénből álló sugár a 35 fémfürdő felszínén ütközve jó hőátadást biztosítson és a szén elégetését biztonságossá tegye. A 47 oxigén tartályból jövő oxigént ugyancsak meghatározott nyomáson fúvatjuk be a 40 fúvatólándzsa külső járatán át, így az oxigén és a por alakú szén a 40 fúvatólándzsa végénél keveredik egymással. A szén az oxigénben a 35 fémolvadék felszínén és a fölött ég el. Ez a folyamat egzoterm és elegendő hőt szolgáltat ahhoz, hogy megolvassza a 30 olvasztó-gázosító edénybe kerülő 21 redukált anyagot. A szén—oxigén arányt úgy kell szabályozni, hogy az elégés körülbelül 1950 °C-on, az elméleti adiabatikus lánghőmérsékleten történjék. A bevezetett szénpor mennyiségét a 28 konvejor által kiadagolt 21 redukált anyag mennyiségének függvényében kell meghatározni. Ez az arány kell biztosítsa, hogy megfelelő mennyiségű redukálógáz keletkezzék, amely a 10 aknakemencébe bevezetett összes vasoxidot fémvassá redukálja. A 35 fémfürdő felületét mintegy 1400 °C hőmérsékletű, redukáló 54 kohógáz hagyja el. Az 54 kohógáz hőmérséklete és minősége (a redukáló közegek és oxidáló közegek aránya) magasabb, mint ami a 10 aknakemence működtetéséhez szükséges. Ezért az 55 víztartályból a 42 vízfúvókákon át vizet fecskendezünk a 30 olvasztógázosító edénybe, hogy az 54 kohógáz hőmérsékletét körülbelül 1200 °C-ra állítsuk be és a redukcióhoz szükséges minőséget nedvesítéssel biztosítsuk. A nedvesített 54 kohógáz a 30 olvasztó-gázosító edényből annak fölső részén, az 56 elvezetőcsövön át távozik. A benne lévő szilárd anyagokat az 57 leválasztó ciklonban távolítjuk el és adott esetben visszavezetjük a 30 olvasztó-gázosító edénybe a szénporral együtt. A szénport szállító 45 csővezetékbe az anyagot az 58 csővezeték juttatja el az 57 leválasztó ciklonból. A nedves kohógáz az 57 leválasztó ciklont a 60 csővezetéken át hagyja el. Itt a gáz tovább hűl és eléri a redukció optimális elvégzéséhez szükséges hőmérsékletet. Eközben áthalad a 60 csővezetékbe beépített 62 fojtószelepen, amely az átáramló gázmennyiséget szabályozza. A 62 fojtószelep által át nem engedett gáz a 64 csővezetéken át 66 hőcserélőbe kerül. A 66 hőcserélőben a hűtőközeg víz. A 66 hőcserélőből kijövő gáz egy része az 51 csővezetéken át visszajut a 40 fúvatólándzsához vezető 45 csővezetékbe. A lehűtött gáz másik része a 68 csővezetéken át visszakerül a 10 aknakemencéhez kapcsolt 69 csővezetékbe. A 69 csővezetékből a 10 aknakemencébe kerülő redukálógáz hőmérsékletét automatikusan lehet szabályozni a 66 hőcserélőből a 68 csővezetéken át visszavezetett lehűtött gáz mennyiségével. Maga a 66 hőcserélő közvetlen vagy közvetett hőcserélő lehet. A találmány szerinti eljárás foganatosításához gőz alkalmazása nem szükséges, ha azonban valamely okból gőzt kívánunk felhasználni, a fölösleges hőmennyiség melegítésre elhasználható. Ha egyébként nincs szükség gőzre, egyszerű közvetlen vízhűtést lehet alkalmazni a 66 hőcserélőben. Az így előállított redukálógázt, amelynek hőmérséklete, minősége és redukáló képessége a kívánt értékre van beállítva, a 70 fúvókarendszeren át jut be a 10 aknakemencébe. A bevezetett redukálógáz a 10 aknakemencében befelé, majd fölfelé mozog és áthalad a lefelé áramló 18 tölteten át. Ennek során a vasoxid szemcséket fénvassá redukálja. A vasoxidnak fémvassá történő redukálása során a redukálógáz részben oxidálódik és lehűl. Az oxidálódott és lehűlt gáz a 10 aknakemencét a 72 gázkivezető csonkon át hagyja el. Innen a vízhűtéses 73 mosóba kerül, ahol lehűtjük és megszabadítjuk a benne lévő portól. A 73 mosóból távozó tiszta és hűvös kohógázt a 75 csővezetéken vezetjük el. A gáz szénmonoxidot és hidrogént tartalmaz, fűtőértéke pedig körülbelül 1900 Ccal/normál m3. Ennek megfelelően az elvezetett gáz rendkívül értékes tüzelőanyag és felhasználható bármely acélöntődében vagy egyéb létesítményben. Az oxigént és a szenet a 30 olvasztó-gázosító edénybe olyan nyomáson kell bevezetni, hogy az nagyobb legyen a 30 olvasztó-gázosító edényben, illetve a 10 aknakemencében kialakuló nyomásesésnél és lehetővé tegye az eltávozó 54 torokgáz kívánt nyomáson történő elvezetését. A 30 olvasztó-gázosító edényben a nyomás nagyobb, mint a 10 aknakemencében, így a 77 csőcsonkon át a 23 zsilipkamrába hideg inert gázt vezetünk be a 22 kihordó akna és a 25 kibocsátó nyílás közötti szakaszon. A 23 zsilipkamrában így kialakuló nyomás valamivel nagyobb, mint a 10 aknakemence fenékrészén uralkodó nyomás, illetve a 26 konvejor kamra nyomása. Ennek megfelelően valamennyi hideg inert gáz felfelé áramlik a 10 aknakemencébe és hasonlóan lefelé is a 26 konvejor kamrába. Ezzel megakadályozható, hogy a 30 olvasztó-gázosító edényből az 1200 °C hőmérsékletű gázok közvetlenül áramoljanak fel a 10 aknakemencébe. A találmány szerint teljesen folyamatos ellenáramú technológiát alkalmazunk, amelynek segítségével a leghatékonyabban tudjuk felhasználni a nem kokszolható szemcsés tüzelőanyagokat vasolvadékoknak közvetlenül szemcsés vasoxidból történő előállítására és egyidejűleg értékes gáz alakú tüzelőanyag kinyerésére. A találmány szerinti megoldás előnyeinek szemléltetésére elemeztük a technológiát és az elemzés eredményeit I., II. és III. táblázatban mutatjuk be. Az elemzés alapjául egy jellegzetes sovány nyugat-amerikai szén felhasználásával végzett technológia szolgált. A vizsgálatok során a redukálógáz minőségét a redukáló közegek (szénmonoxid és hidrogén), valamint az oxidáló közegek (széndioxid és víz) aránya határozta meg. Ahhoz, hogy az ellenáramban végzett működtetésben rejlő előnyöket megfelelően kihasználjuk, a redukálógiz minőségi jelzőszáma legalább 8 kell legyen. A 10 aknakemence üzemelési hőmérséklete 760 és 900 °C között van és gyakorlati értéke mindig a felhasznált vasoxid jellemzőitől függ. A legtöbb anyagra vonatkozóan előnyös üzemelési hőmérsékletnek 815 °C bizonyult. A szemcsés vasoxidnak fémvassá történő redukálása 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
