190310. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyékony nyersvas és redukálógáz salakolvasztó generátorban való előállítására
1 190 310 2 en megválasztott elrendezése révén meg lehet akadályozni, hogy a vasszivacs közvetlenül és termikusán nem eléggé előkészítve lépjen he a 7 fúvókák előtt kialakuló 8 cirkulációs és fellazulási zónába. A fenti ismertetésből kitűnik, hogy a választott kiviteli alak biztosítja a vasszivacs (és a tüzelőanyag) meghatározott tartózkodási idejét a nagyhőmérsékletű zónában és ezzel kellő mértékű hőcserét tesz lehetővé a gáz és a szilárd anyag között. így egy (MOmm szemcseméretü kőszén-antracit-keverék lépcsőzetes beadagolásánál a fúvósík tartományában egy 3,6 m átmérőjű salakolvasztó generátor 3-20 mm szemcseméretű nagyhőmérsékletü barnaszénkoksszal (BHT-koksszal) való üzemeltetése mellett az a váratlan hatás adódott, hogy az eredeti várakozásokkal ellentétben nemcsak hogy nem lépett fel magasabb fejgázhőmérséklet tekintettel az endoterm reakcióknak a növekvő BHT-aránnyal csökkenő mértékére a tüzelőanyagok száradásával és kigázosításával, valamint a magasabb értékű szénhidrogének lebontásával ösz-szefüggésben, hanem fordítva, a fejgáz hőmérsékletszintje az eredetileg kb. 1200 °C-ról fokozatosan kb. 900 °C-ra csökkent a szénnek BHT-kokszra való teljes mértékű kicserélődése mellett. Hasonló mértékben javult az olvadt termékek hőmérsékleti szintje is kb. 1320 °C-ról nyersvasnál 1500 °C fölötti értékekre. Mindezeken túl egyértelmű összefüggést lehetett megállapítani a reaktorban biztosított tüzelőanyag-felesleg és a fejgáz, illetve az olvadt termékek hőmérséklete között, amennyiben növekvő tüzelőanyag-felesleg mellett (0,5-2,0 t/m2 tartományban) a fejgázhőmersékletek csökkentek, míg az olvadt termékek hőmérséklete nőtt. A hőmérlegek mindezek mellett arra is bizonyítékot adtak, hogy a tüzelőanyag növekvő BHT-kokszaránya és a növekvő tüzelőanyag-felesleg az említett határok között lényegesen javította a folyamat hőhatásfokát. Ezeket a meglepő hatásokat csak a bevezetőben ismertetett, újnak tekinthető felismeréssel >ehet magyarázni. Egy további kiviteli példa kapcsán az alábbiakban az alkalmazott tüzelőanyag szemcsenagysága és egy 3,6 m medenceátmérőjű salakolvasztó generátor gyakorlati üzemeltetése során elért (generátorfejnél mért) generátorgáz-hőmérséklet, illetve az olvadt termékek hőmérséklete közötti összefüggést mutatjuk be. A tüzeléshez nagyhőmérsékletü barnaszénkokszból és kőszénből álló tüzelőanyag-keveréket használtunk fel. A tüzelőanyag-keverék szemcseméretének jellemzésére a Rosin, Rammler, Bennett féle módszer (Doppelt logarithmisches Körnungsnetz, Copyright 1952, Schafers Feinpapier, Paluen GDR) alapján megállapítható dn, átlagos szemcseátmérőt alkalmaztuk. A generátorba 85% vasat tartalmazó, 95%-os fémességi fokú vasszivacsot adagoltunk, 800 °C hőmérséklet mellett. A gyakorlati kisérlelek kiértékelése során a tG generátorgáz-hőmérsékletnek a tüzelőanyag dm átlagos szemcseátmérőtől való függésére a következő összefüggést találtuk : tG = 800+1271,3 exp-0,242 dm (1) A tK1 nyersvashőmérsékletnek a dm átlagos szemcseátmérőtől való függését az alábbi összefüggés fejezi ki: tRE = 800+ 1271,3-0,56(1 - exp-0,242-dj, (2) míg a tSL salakhőmérsékletnek a dm átlagos szemcseátmérőtől való függésére a következő összefüggést találtuk: tSL = 800+ 1360 -0,56(1-exp-0,242-dj. (3) Ezek az empirikus összefüggések (érvényességi tartomány 4,5-dm—12,0, mm-ben), amelyeket konkrét feltételek esetére találtunk, nagyon jól tükrözik vissza a gáz és szilárdanyag közötti hőcsere ismert törvényszerűségeit. A 2. ábrán a kiviteli példa számára talált összefüggéseket grafikusan ábrázoltuk a megadott érvényességi tartományban. Egyúttal három munkapontot, amelyek esetében azonos tüzelőanyag-felesleggel (1,0 t/m2) dolgoztunk, külön is megjelöltünk: I. munkapont dm = 5,45 mm (koksz : szén 0,5). II. munkapont dm = 7,60 mm (koksz : szén 2,0). III. munkapont dm = 9,75mm (csak koksz). Ahhoz, hogy az I. és 11. munkapontok feltételei mellett azonos generátorgáz-hőmérsékleteket, illetve az olvadt termékek azonos hőmérsékleteit érjük el, mint a III. munkapontban, a kiindulási állapothoz képest 1,79-szer, illetve 1,28-szor nagyobb tüzelőanyag-felesleggel kell üzemelni. Ha ezzel szemben a III. munkapontban például a kiindulási állapothoz képest 1,17-szer nagyobb tüzelőanyag-felesleggel üzemelünk, akkor 880 °C- os gázhőmérséklet, 1470 °C-os nyersvashőmérséklet és 1514 °C-os salakhőmérséklet áll be. A folyamat hőhatásfoka a salakolvasztó generátorban. amelyet a reaktorban a tüzelőanyag (tökéletlen) elgázosítása során felszabadított teljes hőmennyiség és a generátort elhagyó gázokkal keletkező hőveszteségek különbségének a reaktorban a tüzelőanyag elgázosításával összesen felszabaduló hőmennyiséghez képesti arányával fejezhetünk ki, a választott kiviteli példa számára a következőképpen írható fel: = ^7u'(1~eXP~0’242'dm) (4) A választott kiviteli példa számára talált összefüggésekből kiindulva levezethetők a tüzelőanyagszemcsenagyság és a tüzelőanyag-felesleg szükséges paraméterei, amelyekkel az eljárás a lehető legmagasabb hőhatásfokkal megvalósítható. Mivel a hőhatásfok a vasszivacs adott fémességi fokánál és azonos kiindulási hőmérséklet (belépési hőmérséklet) esetén gyakorlatilag nem függ a vasszivacs érces kőzet tartalmától, az. eljárás lehetővé teszi nagy érces kőzettartalommal (30%-ig) rendelkező vasszivacs előnyös feldolgozását is. Szabadalmi igénypatt tok l. Eljárás folyékony nyersvas és redukálógáz salakolvasztó generátorban való előállítására, ahol a generátorba beadagolt szilárd tüzelőanyagot az olvadék szintje fölött befúvott oxigéntartalmú elgázosító közeggel olyan magas hőmérsékletszinten gázosítjuk el, hogy mind a kokszhamu, mind pedig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
