171439. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémoxidoknak gázközeggel fémmé történő redukálására

9 171439 10 tétele úgy módosítható, hogy a redukált vasszivacs részecskék felületére az előírt szénréteg váljon le. A hűtőgáz áramlási sebessége széles határok között változtatható teljesen függetlenül a rendszer redukciós reaktorain keresztül áramló redukálógáz áramlási sebességétől. A fővonalon kívüli hűtőreaktor alkalmazásának további előnye abból származik, hogy a reformerből távozó gázokat a hűtőreaktorban levő redukált fémágyon történő átvezetés nélkül közvetlenül betáplálhatjuk az első 12 redukciós reaktorba. Mivel a 10 hűtőreaktorban levő fémágyon fellépő nyomásesés nem adódik a rendszer különböző reaktorai által okozott nyomásesésekhez, gazdaságosan alkalmazható három vagy több redukciós reaktorból álló sorozat szemben a korábbi rendszerekkel, amelyeknél csak két redukciós reaktort alkalmaztak. A redukáló gáz térfogategysegére vonatkoztatva az adott redukciós fokú redukált és hűtött vasszivacs termelése növekedett, és a redukáló gáz kihasználása javult. Továbbmenve, ha fővonalban levő hűtőreaktort alkalmazunk, a hűtési folyamat utolsó fokozatában olyan feltételek alakulnak ki, hogy a reformálási reakció fordított irányban is végbemehet, azaz a szénmonoxidból és hidrogénből víz és metán képződhet. A fordított reakció hőtermelő folyamat, ezért a hűtési folyamatot lassítja. A fővonalon kívüli hűtőreaktor találmány szerinti alkalmazásánál a 206 csővezetéken át metánt táplálunk a hűtőgázkörbe, és így a nem előnyös fordított reakciót elnyomjuk. A hűtőgázkörbe nitrogént is adagolhatunk, hogy a vasszivacsra kevesebb szén rakódjon le. A 206 csővezetéken át szénmonoxidot vagy széndioxidot is vezethetünk a hűtőgáz hurokba, az előbbit azért, hogy növeljük, az utóbbit pedig azért, hogy csökkentsük a levált szén mennyiségét. Ha a 70 szelepet zárva tartjuk, és a 206 csővezetéken át hidrogént vezetünk be hűtőközeg gyanánt, akkor fokozzuk a fémképződést, azaz a redukció mértékének nagyarányú növekedését segítjük elő, szénleválás azonban nem történik. Tehát a hűtőreaktor fővonalon kívülre helyezése sokféle eljárási variációt tesz lehetővé, tehát kiterjeszti az eljárás rugalmasságát. Amint már fentebb is megjegyeztük, a hűtőreaktor fővonalon kívül helyezése főleg három vagy több redukciós reaktort tartalmazó rendszernél előnyös, ennek ellenére azonban egy vagy több redukciós reaktorból álló rendszernél is hasznosnak bizonyul. A fővonalon kívül helyezett hűtőreaktorban a szén leválása széles tartományban változtatható, és a reformálási reakció inverz folyamata megakadályozható. Természetesen a leírt példa csak illusztratív jellegű. Anélkül, hogy az igénypontok által meghatározott találmány oltalmi köréből kilépnénk, számos kiviteli változat, illetve foganatosítási mód lehetséges. Például a találmányt vasérc vasszivaccsá redukálása kapcsán írtuk le, de az éppúgy alkalmazható más fémek érceinek fémmé pl. rézzé, nikkellé vagy ónná való redukciójához is. Ahelyett, hogy a 134 csővezetéken át a redukciós reaktorhoz vezetnénk a metánt, a 206 csővezetéken át a hűtőreaktor gázkörébe is adagolhatjuk, és így a hűtőhurokból metánban gazdag gázt áramoltathatunk a 198 és 66 csővezetéken át az első redukciós reaktor 74 hevítőjéhez. Ha szükséges a reformerben képződő gáz teljes 5 mennyiségét a 68 csőzetéken át a hűtőreaktorhoz vezethetjük és lényegében ezzel azonos mennyiségű gázt vonhatunk el a 194 és 198 csővezetéken át a redukciós reaktorok táplálására. Bár ez a működtetés nem teszi lehetővé a hűtőreaktorban illetve a 10 redukciós reaktorban levő gáz összetételének egymástól független variálását, de az előzőleg leírt módszerrel szemben megvan az az előnye, hogy a 198 és 66 csővezetékek találkozásánál lényegében ugyanakkora nyomás lép fel, mint a 66 és 68 15 csővezetékek találkozásánál. így a hűtőreaktoron való nyomásesés semlegesítődik, és nem adódik a reformer kimenete és az utolsó redukciós reaktor közötti nyomáseséshez. A találmány oltalmi körén belül a témában 20 jártas szakember számára más változatok is elképzelhetők. Szabadalmi igénypontok: 25 1. Berendezés fémoxidoknak adagonként gázközeggel fémmé való redukálására, amely egy hűtő-és legalább egy redukciós reaktorból álló és a fémet hordozó anyag különálló darabjainak egyide-30 jűleg való kezelésére szolgáló reaktorsort foglal magába, amely továbbá egy főleg szénmonoxidból és hidrogénből álló, felmelegítés után a redukciós reaktoron vagy reaktorokon átáramoltatott és egyúttal a fémet hordozó anyag hűtésére is használt 35 hideg redukáló gáz szolgáltatására egy gázforrást tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a berendezéshez tartozik egy az említett hűtő- és redukáló reaktorokkal kombinált, és végeivel a hűtőreaktorhoz csatlakozó gáz-recirkulációs vezeték, amely egy gáz-40 hűtő hurkot képez, ez a gáz-recirkulációs vezeték el van látva a benne áramló gáz hűtésére alkalmas hűtőeszközökkel, tovább ugyanezen gázt a hurokban cirkuláltató szivattyúkkal, egy a gázt az említett forrásból az említett hurokba vezető táp-45 vezetékkel, a gázt az említett hurokból az említett redukciós reaktorhoz vezető elszívó vezetékkel, az utóbbihoz tartozó és a gáznak a redukciós reaktorba való belépése előtti melegítésére szolgáló hevítővel, végül lényegében az említett hurokhoz 50 csatlakozik a gáznak az egész berendezésből való kiengedésére szolgáló gázelvezető, az említett tápvezetékhez és elszívóvezetékhez pedig közvetlenül csatlakozik egy a nyomást lényegében azonos értéken tartó gázszállító vezeték. 55 2. Eljárás fémoxidnak adagonként gázközeggel fémmé történő redukálására az 1. igénypont szerinti berendezésben, azzal jellemezve, hogy a gázforrásból származó hűtött, redukáló gáz előre meghatározott részét a hűtó'reaktorban levő fémet hor-60 dozó anyag ágyán átáramoltatjuk az anyag hűtése érdekében az említett forrásból származó redukáló gáz fennmaradó részét pedig felhevítjük és az említett redukáló reaktorban vagy reaktorokban levő fémet hordozó anyagon áramoltatjuk át, a hűtő-65 reaktoron keresztüláramlott gázt elvezetjük, lehűt-5