189558. lajstromszámú szabadalom • Berendezés vasoxid kokszolókemence-gáz alkalmazásával történő közvetlen redukciójára
189 558 nített és megtisztított torokgáz nagy része a 38 csövön át a 40 ventillátorba kerül, majd pedig a 42 hűtőgáz bevezetésen és a 44 elosztótagon át a hűtőzónába kerül. A hűtőgáz felfele halad hőcserélő ellenáramban a lefelé süllyedő fémes vashoz képest 5 és a vasat lényegében környezeti hőmérsékletre hűti le mielőtt kilépne a hűtőzóna tetején, a 48 hűtőgázkivezetön keresztül. A lefele süllyedő fémvas reakcióba lép a hidrogénszulfiddal, ami vagy a hűtőgázban van, mint fütőgázból származó visszamaradt 10 hidrogénszulfid, vagy mint a kéntartalmú vasoxid redukálásának korai szakaszában felszabaduló hidrogénszulfid és igen nagy hatásfokkal kénteleníti a gázt. Az ily módon kéntelenített gázt az 50 gázmosóberendezésben hűtjük és tisztítjuk, ily módon nyerve a reformálásra alkalmas gázkeveréket, amely az 52 reformáló csövekben való reformálás után forró friss redukáló gázt ad. Az 52 reformáló csövekben a széndioxid és a 2Q maradék vízgőz végzi a metán reformáló oxidálását, amint azt a 3 748 120 sz. USA szabadalom részletesen leírja. Az alábbiakban táblázatok segítségével mutatjuk be a találmány szerinti eljárással elérhető eredményeket. Az adatok természetesen csak illusztrá- 5 dóul szolgálnak és semmilyen korlátozást nem jelentenek. A megadott értékek mindenütt egy tonna közvetlenül redukált vas késztermékre vonatkoznak, ahol a metallizáció foka 92% és a karbontarta- „„ lom 1,5%. Ezek az értékek általánosan elfogadottak az ilyen jellegű termékekre vonatkozóan földgázzal üzemeltetett redukáló egységeknél. Az I. táblázat az eljárás foganatosításához szükséges energiaértékeket tünteti fel. Tájékoztatásul megjegyezzük, hogy a kokszolókemence gázfűtőértéke legalább 4618 kCal/Nm3. I. sz. táblázat F ütőanyagszükséglet A folyamathoz szükséges tüzelőanyag A reformer égőkhöz szükséges 2,82 Gcal tüzelőanyag 0,05 Gcal összes szükséglet 2,87 Gcal A II. sz. táblázat a bevezetett gázmennyiségeket mutatja Nm3/óra mértékegységben. Az azonosítás megkönnyítésére mindenütt feltüntettük a rajzon látható hivatkozási számot, amelyek a bevezetés helyét jelölik. II. sz. táblázat A rajzon lévő Átáramlási hivatkozá- mennyiség si szám A reformálóból kiáramló gáz 87 1320 Az alsó gázbevezetésekhez Reformált gáz a belső beve90 922 zetésekhez 92 398 Hevített tüzelőanyag Gázkeverék a felső beveze82 609 tésekhez 84 1007 Reagáltatott torokgáz 32 1901 Recirkulált gáz 36 1525 A reformerba bevezetett gáz Recirkuláltatott gáz a refor51 1085 mer égőjéhez 64 440 A III. sz. táblázat a feltüntetett helyeken végzett gázanalízis eredményét mutatja százalékban kifejezve. Gáz Jelölés a rajzon CO C02 h2 H20 ch4 n2 kén (ppm) reformált gáz 87 32,9 2,5 51,5 5,1 1,9 6,2 fűtőgáz a felső bevezetésekhez vezetett 82 6,8 1,8 54,3 3,0 28,7 . 5,4 200 gáz 84 17,1 2,1 53,2 3,8 18,1 5,7 121 torokgáz megtisztított recirkuláltatott 32 13,4 12,4 34,3 23,4 10,5 6,0 gáz 36 16,7 15,5 42,7 4,5 13,1 7,5 Látható, hogy megközelítőleg 0,018% kerül be a fémes termékbe a gázzal történő reakció következtében. Ez az érték alatta van a 0,03% értéknek, amely az elektromos ívkemencékben végzett acélgyártáshoz felhasználható közvetlenül redukált vas go késztermékre engedélyezett, maximális érték. A bemutatott példánál a felhasznált fűtőanyagnak mintegy 98,3 %-a szükséges a redukdós folyamat véghezviteléhez; a fennmaradó 1,7% fűtéshez kerül felhasználásra. Alkalmazhatunk még további gg hőcserélőket is a reformer-fütőgázban visszamaradt hő még nagyobb mértékű regenerálására, amivel előmelegíthetjük a reformerbe bevezetésre kerülő tüzelőanyagot. Ily módon tovább csökkenthető a hevítésre szükséges tüzelőanyag mennyisége, mégpedig oly mértékben, hogy mintegy 2200 kcal/Nm3 gázalakú fűtőanyag máshol felhasználható. így például, ha földgázt és nem a példa szerinti kokszolókemencegázt használunk, akkor a felhasznált gáz szükséges térfogati mennyisége mintegy a 4
