CZ5499A3

CZ5499A3 - Způsob výroby redukčního plynu, sloužícího pro redukci kovové rudy a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ5499A3
Application number: CZ9954A
Authority: CZ
Inventors: Leopold Werner Kepplinger; Johann Wurm; Herbert Mizelli; Walter Rainer Kastner; Günther Brunnbauer
Original assignee: Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh; Pohang Iron & Steel Co., Ltd.; Research Institute Of Industrial Science & Technology, Incorporated Foundation
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-06-16
Also published as: SK283607B6; UA48234C2; CN1068057C; AU728751B2; JP4250203B2; CZ297011B6; RU2192476C2; SK2599A3; AU3328397A; CA2260207C; ATA122596A; CA2260207A1; TW367368B; EP0910673B1; US6379420B1; EP0910673A1; KR20000023702A; WO1998001586A1; ZA976098B; KR100440594B1

Description

Způsob výroby redukčního plynu, sloužícího pro redukci kovové rudy a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby redukčního plynu, obsahujícího oxid uhelnatý a vodík, sloužícího pro redukci jemnozrnných kovových rud, obzvláště železné rudy, přičemž redukční plyn se tvoří zplyňováním nosičů uhlíku, obzvláště uhlí, nastávajícím za přívodu kyslíku, ve zplyňovací zóně a potom se ochladí na redukční teplotu, vhodnou pro redukční proces. Dále se týká také zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Způsob výše popsaného druhu je například známý z EP-A 0 594 557 . Při tmto známém způsobu se z alespoň předredukované železné houby roztaví v tavné zplyňovací zóně za přívodu nosičů uhlíku a kyslík obsahujícího plynu surové železo nebo předprodukt oceli a vyrobí se redukční plyn, obsahující oxid uhelnatý a vodík.. Redukční plyn, vznikající v tavné zplyňovací zóně, má teplotu v rozmezí 1000 až 1200 °C . Při tom se uvolněné uhlovodíkové sloučeniny rozkládají. Současně klesá na základě těchto teplot obsah oxidu uhličitého a vody pod 6 % CO2 a 4 % H2O , neboř se přeměňují na oxid uhelnatý a vodík.

Tento velmi horký redukční plyn se musí pro zhodnocení v redukčním reaktoru před zavedením do redukčního reaktoru β 9 4 4

4 4 ·

4 44 · · ·

4 4 4 ochladit. K tomu je například podle EP-A-0 594 557 uzpůsoben vstřikovací chladič. Takto ochlazená část redukčního plynu se přimísí do redukčního plynu, vycházejícího z tavné zplyňovací zóny. Toto obvykle prováděné chlazení redukčního plynu s ochlazeným redukčním plynem stejného druhu na teplotu asi 700 až 900 °C zabraňuje tomu, aby docházelo během redukce rudy k roztavení částic rudy v redukční zóně, bez toho však, že by byl snížen redukční potenciál pro redukční plyn.

Nevýhodné je však, že takto ochlazený redukční plyn je termodynamicky nestabilní ; tvoří se z oxidu uhelnatého oxid uhličitý a uhlík podle Boudouardovy rovnováhy a rovněž jako podle heterogenní rovnováhy vodního plynu probíhá reakce oxidu uhelnatého s vodíkem na vodu a uhlík, která je stejně jako před tím popsaná reakce exotermní. Toto vede ke zvýšení teploty redukčního plynu a tím ke zvýšení teploty materiálu reaktoru. Dochází ke tvorbě aglomerátů. Tím je nejen rušen redukční proces, ale také vytěžování materiálu reaktoru z redukční zóny.

V US-A-5 185 032 je popsán způsob, při kterém se horký redukční plyn, vytvořený v tavném zplyňovači, ochlazuje vstřikováním vody na teplotu 900 až 950 °C .

Ze spisu FR-A-2 236 951 je známý způsob, při kterém se redukční plyn, vytvářený v elektrické peci, zavádí přímo do redukční šachty, nacházející se nad elektrickou pecí a při vstupu do redukční šachty se chladí vháněním vody, vodní páry, oxidu uhličitého, uhlovodíků nebo jiných chladících medií, aby se zabránilo aglomeraci oxidy kovů obsahujícího materiálu v redukční šachtě. Obsah oxidu uhličitého a vody takto ochlazeného redukčního plynu je relativně vysoký.

·· ·4 • · · « • · · · • · · · · * • · • » »·

Ve spise FR-A-766 167 je popsaný způsob, při kterém se horký redukční plyn, tvořený v tavícím agregátu, zavádí přímo do redukční komory, přičemž se v oblasti dómu tavícího agregátu, to znamená ještě před zavedením do redukční komory, chladí buď zaváděním spotřebovaného redukčního plynu po odstranění kyseliny uhličité nebo zaváděním směsi z kyseliny uhličité nebo vodní páry a uhlí, aby se zabránilo aglomeraci vsazeného materiálu v redukční komoře.

Úkolem předloženého vynálezu je odstranění těchto nevýhod a obtíží a je tedy zapotřebí vypracovat způsob výše popsaného druhu a sestrojit zařízení k provádění takového způsobu, které by umožnily výrobu redukčního plynu, jehož teplota by ležela v oblasti, která by byla vhodná pro redukci kovové rudy, tedy pod teplotou, při které by se mohly vyskytovat nátavky a sváry v alespoň částečně redukované kovové rudě. K tomu by měl být optimalisován obsah vody a oxidu uhličitého v redukčním plynu a dále by mělo být zabráněno chemickému působení na kovové materiály plyn vedoucích systémů, to znamená reaktorů, vedení zásobujících plynem, vestaveb a podobně.

Podstata vynálezu

Výše uvedený úkol byl vyřešen vypracováním způsobu uvedeného druhu tak, že se redukční plyn, který nebyl podroben přídavku vody a/nebo oxidu uhličitého, způsobujícímu chlazení, přídavkem vody a/nebo oxidu uhličitého za účelem potlačení Boudouardovy reakce a heterogenní reakce vodního plynu a s tím spojeného zahřátí redukčního plynu a tedy i kovové rudy, převede na redukční plyn, termodynamicky

stabilní při redukční teplotě.

Cíleným přídavkem vody a/nebo oxidu uhličitého se cíleně ovlivní, popřípadě potlačí termodynamicky způsobený rozklad reduktantů oxidu uhelnatého a vodíku. Nastaví se oblasti koncentrací v redukčním plynu, při kterých se potlačí silně exotermní Boudouardova reakce a heterogenní reakce vodního plynu, takže nemůže docházet k rušivému vzestupu teploty redukčního plynu. Současně se tím kontroluje oxidační stupeň redukčního plynu a chemické působení na kovové materiály.

Výhodně se provádí přídavek vody a/nebo oxidu uhličitého v množství, kdy je dosaženo přibližně Boudouardovy rovnováhy a heterogenní rovnováhy vodního plynu redukčního plynu při teplotě, vhodné pro redukční proces.

Výhodně se provádí chlazení redukčního plynu přiváděním chladícího plynu stejného druhu, horního plynu (vysokopecního, kychtového) a/nebo vody a/nebo oxidu uhličitého .

Účelně se provádí přídavek vody přiváděním vodní páry a přídavek oxidu uhličitého přiváděním plynu, obsahujícího oxid uhličitý.

Zavádění oxidu uhličitého do redukčního plynu se může podle výhodné formy provedení provádět alespoň zčásti tak, že se při redukčním procesu zreagovaný redukční plyn, přivádí do redukčního plynu, takzvaného horního plynu (vysokopecního, kychtového) . Mohou se použít také jiné plyny, obsahující oxid uhličitý, například z čištění oxidu uhličitého.

4a

Aby se dosáhlo intensivního ochlazení redukčního plynu, přimísí se k redukčnímu plynu výhodně, jak je o sobě známé ze stavu techniky, ochlazený redukční plyn stejného druhu a provádí se přídavek vody a/nebo oxidu uhličitého do ochlazeného redukčního plynu stejného druhu.

Zařízení pro provádění způsobu s alespoň jedním redukčním reaktorem, do kterého ústí dopravní vedení kovové rudy a vedení redukčního plynu a s alespoň jedním zplyňovacím reaktorem, do kterého ústí přívody nosiče uhlíku a kyslík obsahující plyny, se vyznačuje tím, že zdroj oxidu uhličitého a/nebo zdroj vody jsou spojeny vedením s chlazení podrobenému redukčnímu plynu, vedenému v plynovém vedení redukčního plynu .

Výhodně je redukční reaktor opatřen odvodním vedením zreagovaného redukčního plynu, ze kterého vychází odbočné vedení, které je spojeno s vedením redukčního plynu.

Další výhodná forma provedení se vyznačuje tím, že z vedení redukčního plynu ústí zpětné vedení redukčního plynu přes promývačku a kompresor opět do vedení redukčního plynu, avšak ve směru proudění před rozvětvením zpětného vedení redukčního plynu, obzvláště před uspořádáním ve vedení

redukčního plynu opatřeného odprašňovacího zařízení a že zdroj oxidu uhličitého a/nebo vody je spojen se zpětným vedením redukčního plynu. Jako redukční reaktor se může použít reaktor se stacionární vířivou vrstvou, Venturiho vířivou vrstvou, cirkulující vířivou vrstvou nebo cyklonovou kaskádou.

Vynález je v následujícím blíže objasněn pomocí na obr. 1 schematicky znázorněného příkladu provedení, přičemž tento obrázek ve schematické formě znázorňuje výhodnou formu provedení zařízení podle předloženého vynálezu.

Na obrázku je znázorněn předehřívací reaktor 1 , který je vytvořen jako předehřívací reaktor s vířivou vrstvou, do kterého je možno dávkovat železnou rudu a přísady obsahující vsázkovou látku přes dávkovači vedení 3. , vyústěné po straně ve výšce zóny vířivého lože 2 (předehřívací zóna) . Na horním konci předehřívacího reaktoru 1 s vířivou vrstvou se odtahuj í v něm vytvořené a přes něj proudící plyny přes odvodní vedení 6 plynu, opatřené cyklonem 4 pro čištění plynů a promývačkou 5 plynu, jako je Venturiho promývačka. Tyto plyny jsou k disposici jako vysoce hodnotný exportní plyn s výhřevností asi 8000 kJ/Nm^ pro různé účely, například pro výrobu proudu s kyslíkem nebo bez něj.

Použité látky, předehřáté v předehřívacím reaktoru 1 , se vedou zásobovacím vedením 7 vcelku do redukčního reaktoru 8 , vytvořeného jako reaktor s vířivou vrstvou, popřípadě jako kaskádový reaktor a v tomto se z větší části úplně redukuj í .

Přes dopravní vedení železné houby 9 (například pomocí plynového injektoru) se vede reakční produkt, vytvořený • · • » · * • · e · • · · · • · · · • · · ·

v redukčním reaktoru 8 s vířivou vrstvou do tavného zplyňovače 10 a sice se zavádí ve výšce uhlík obsahujícího lože v tavném zplyňovači 10 , nad něj nebo do jeho vnitřku.

Tavný zplyňovač má alespoň jeden přívod 11 uhlí a přísad, jakož i ve více výškách uspořádané tryskové přívody 12 kyslík obsahujících plynů.

V tavném zplyňovači 10 se shromažďuje v tavné zplyňovači zóně roztavené tekuté železo 13 a roztavená tekutá struska 14 , které se mohou vždy přes výpust 15 a 16. odděleně odpichovat. V tavném zplyňovači 10 se z nosičů uhlíku a kyslík obsahujícího plynu vyrábí redukční plyn, který se shromažďuje v uklidňovacím prostoru nad uhlík obsahujícím ložem a přivádí se plynovým vedením 17 do redukčního reaktoru 8. s vířivou vrstvou a sice přes za účelem vytvoření vířivého lože 18 (redukční zóna) vytvořené zúžení ve formě komolého kužele, tvořící plyn rozdělující dno 19 v podstatě šachtovitého redukčního reaktoru 8. s vířivou vrstvou po jeho obvodu pomocí kruhového vedení 20 .

Velké částice pevných látek, které se ve vířivé vrstvě nedají udržet ve vznosu, klesají centricky působením síly tíže a odtahují se přes centrální odtah 21 pevné látky. Tento centrální odtah 21 pevné látky je vytvořen tak, že přes radiální přívod plynu 22 do válcovité části 23 s kuželovým dnem 24 , uspořádané pod plyn rozděluj ícím dnem 19 ve formě komolého kužele, je vytvořeno proudění pevného lože, takže se může dosáhnout uspokojivé redukce také velkých částic.

Uspořádání plyn rozdělujícího dna 19 ve formě komolého kužele se mění rychlost prázdnou trubkou s výškou.

· · • · ··

Jako důsledek se nastavuje přes výšku plyn rozdělujícího dna 19 vlastní rozdělení velikosti částic. Odpovídajícím uspořádáním trysek v plyn rozdělujícím dnu 19 se tak může vytvořit interně cirkulující vířivá vrstva, ve které je ve středu rychlost vyšší než u okraje. Vytvoření vířivé vrstvy tohoto druhu může nalézt použití jak pro redukční reaktor 8 , tak také pro předehřívací reaktor 1 .

Část redukčního plynu, vycházejícího z tavného zplyňovače 10 , se podrobí čištění v horkém cyklonu 25 a chlazení v dále zařazené promývačce 26 a přes kompresor 27 se opět přes zpětné vedení 28 přimísí do redukčního plynu, vycházejícího z tavného zplyňovače 10 . Prach, odlučovaný v horkém cyklonu 25 , se vede zpět přes plynový injektor 29 do tavného zplyňovače 10 . Část ještě nezchlazeného redukčního plynu, vystupujícího z horkého cyklonu 25 , se vede přes radiální přívod plynu 22 do redukčního reaktoru 8. s vířivou vrstvou přes jeho válcovitou část 23 .

Plyn, odtahovaný z redukčního reaktoru 8 s vířivou vrstvou, se vede plynovým vedením 30 do redukčního cyklonu 31 , ve kterém se z redukčního plynu odloučí ještě přítomné pevné části a zcela se redukují. Tyto jemné části se vedou dopravním vedením 32 přes plynový injektor 33 do tavného zplyňovače 10 asi do výšky horního konce lože.

Částečně oxidovaný redukční plyn, vystupující z redukčního cyklonu 31 , je veden plynovým vedením 30 do předehřívacího reaktoru 1 , přičemž se však pro zahřátí redukčního plynu jeho část spálí a sice ve spalovací komoře 34 , do které ústí vedení 35 , přivádějící kyslík obsahující plyn.

• · · • · · » · <* · • 99 9

9 9

Z redukčního reaktoru 8 s vířivou vrstvou se část zcela redukovaných vsazených látek odtahuje ve výšce vířivého lože 18 pomocí vynášecího šneku 36 a přes dopravní vedení 37 a plynový injektor 33 se zavádí do tavného zplyňovače 10 asi ve výšce horního konce lože, výhodně společně s jemnými částicemi pevné látky, pocházejícími z redukčního cyklonu 31 .

Jemnozrnný materiál, odloučený v cyklonu 4 z odvodního vedení 6_ exportního plynu se dopravním vedením 38 s hradítky 39 , kterými jsou opatřena také další dopravní vedení, jako 9. , 32 a 37 , pro částečně nebo zcela redukovaný materiál, se přes kruhové vedení 20 , které přivádí redukční plyn, zavádí do redukčního reaktoru 8 s vířivou vrstvou.

Funkce zařízení podle obr. 1 je následující :

Zpracovávaná jemnozrnná ruda, přesetá a usušená, se pneumaticky nebo pomocí strmého nebo kolmého dopravníku dávkuje do předehřívacího reaktoru 1 . Zde se předehřeje ve vířivém loži 2 na teplotu asi 850 °C a v důsledku redukující atmosféry se popřípadě předběžně zredukuje, asi do stupně vůstitu.

Pro tento postup předběžné redukce má obsahovat redukční plyn alespoň 25 % CO + H₂ , aby měl dostatečnou redukční sílu.

V následujícím postupuje předehřátá a popřípadě předběžně zredukovaná jemnozrnná ruda, výhodně působením síly tíže, do redukčního reaktoru 8 , v jehož vířivé vrstvě, po• Λ ·

9 případě vířivém loži 18 se jemnozrnná ruda dalekosáhle redukuje při teplotě asi 850 °C až do stupně Fe. Pro tento redukční stupeň má mít plyn obsah CO + H₂ alespoň 68 % .

Pro jemnozrnné rudy s delší redukční dobou je uspořádán druhý (v případě potřeby i třetí) redukční reaktor s vířivou vrstvou s přídavným redukčním cyklonem v sérii, popřípadě v řadě k prvnímu redukčnímu reaktoru 8. . U druhého redukčního reaktoru se jemnozrnná ruda redukuje až do stupně wustitu a u prvního redukčního resktoru 8 až do stupně Fe .

Vztahovou značkou 40 jsou označena nejdůležitější místa výše popsaného zařízení, ve kterých je obzvláště výhodná možnost připojení zdroje oxidu uhličitého a/nebo vody, tedy možnost přídavku plynů, obsahujících oxid uhličitý a/nebo vodu, jejichž účinek je v následujícím ještě popsán.

Místa přídavku 40 jsou účelně buď v plynovém vedení 17 , které spojuje tavný zplyňovač 10 s redukčním reaktorem

8. , nebo v chladícím zpětném vedení 28 redukčního plynu s promývačkou 26 a kompresorem 27 . Když je místo přídavku 40 v chladícím zpětném vedení 28 redukčního plynu s promývačkou 26 a kompresorem 27 za kompresorem 27 , představuje to výhodu, například v tom, že kompresor 27 může být menší a že se kompresí zahřátý plyn přívodem vody a/nebo oxidu uhličitého ochladí.

Pomocí následujících příkladů I až 4 je účinek opatření podle předloženého vynálezu blíže objasněn, přičemž příklad I představuje pouze stav techniky. U všech hodnot analysy plynu se vždy jedná o objemová procenta.

• ·

Příklady provedení vynálezu

Příklad I

Redukční plyn, vyrobený podle stavu techniky, například podle EP-A-0 594 557 , má aložení, uvedené v následují cí tabulce I . Redukční plyn opouští tavný zplyňovač 10 s teplotou 1050 °C za tlaku 0,45 MPa abs. . Má se použít pro redukci železné rudy.

Tabulka

CO ^H2 co₂ h₂o ch₄ % 30 % % 1 % 1 % 2 %

Aby se dosáhlo teploty redukčního plynu asi 850 °C , musí se do redukčního plynu přimísit chladící plyn. Podle příkladu I se přimísí chladící plyn stejného druhu s teplotou 70 °C , který má rovněž tlak 0,45 MPa abs.. Aby se dosáhlo teploty 850 °C , je potřebný přídavek 27,8 % chladícího plynu. Z toho vyplývají následující nevýhody :

- je zapotřebí velmi veliké množství chladícího plynu, to znamená, že se musí odebrat velká část horkého redukčního plynu a podrobit energeticky a aparativně nákladnému chlazení;

• · » » · • 3 · ··<

- celkový obsah oxidu uhličitého a vody neodpovídá rovnováze, takže po přimíšení chladícího plynu na cestě k redukčnímu reaktoru 8 dochází k rozkladu oxidu uhelnatého a vodíku podle rovnic : 2C0 <--> C0₂ + C (Boudouardova reakce) , popřípadě CO + H₂ <—> H₂0 + C (heterogenní reakce vodního plynu) , který je silně exotermní. Důsledkem toho je zvýšení teploty, takže může být potřebný další přívod chladícího plynu. Zvýšení teploty vede ke tvorbě aglomerátů materiálu reaktoru. Dále dochází k chemickému působení na trubky, vestavby a podobně z kovového materiálu, vedoucí dále redukční plyn. K tomu se reskcí oxidu uhelnatého a vodíku snižuje pro redukci účinné množství plynu.

Příklad II

Do redukčního plynu s chemickým složením podle tabulky

I se přidá plyn bohatý na oxid uhličitý o teplotě 70 °C za

tlaku 0,< uhličitý,	4-5 MPa abs.. Složení plynu, bohatého na oxid
je	; uvedené v následující tabulce II .
T a b u 1	k	a	II
CO		13	%
^H2		2	%
co₂		77	%
h₂o		5	%
ch₄		1	%
n₂		2	%

Přídavkem 12,3 % chladícího plynu stejného druhu podle příkladu I a 10,7 % plynu bohatého na oxid uhličitý podle tabulky II k redukčnímu plynu podle tabulky I se • ·· ·· • · · · · · • · · · · • · ··· ··· • · ·

získá redukční plyn s teplotou 850 °C a tlakem 0,45 MPa abs., který má složení, uvedené v následující tabulce III .

Tabulka III

CO 60,5 %

H₂ 27,5 %

C0₂ 7,6 %

H₂0 1,4% ch₄ 1,0 %

N₂ 2,0%

U tohoto redukčního plynu je celkový obsah oxidu uhličitého a vody v blízkosti rovnovážné hodnoty při teplotě 850 °C , takže může být rozklad oxidu uhelnatého a vodíku prakticky úplně vyloučen. Přídavek plynu bohatého na oxid uhličitý se provádí ve zpětném vedení chladícího plynu, například ve zpětném vedení 28 podle obr. 1 . Je zřejmé, že je možné podstatné zmenšení zpětného vedení chladícího plynu, neboť se nyní musí přidávat pouze 12,3 % chladícího plynu namísto 27,8 % chladícího plynu podle příkladu I . Podle příkladu II je možné účelně používat plyny s nižší kalorickou hodnotou, tedy plyny bohaté na oxid uhličitý.

Při redukci železné rudy takto kondiciovaným redukčním plynem se přípustně zabrání příliš velkému zahřátí materiálu reaktoru a redukovaný materiál se dá bez těžkostí převést do tavného zplyňovače 10 .

Příklad III

Podle tohoto přikladu se horní plyn, odtahovaný z redukčního reaktoru 8 , po odpovídajícím čištění, chlazení a kompresi přimísí při teplotě 70 °C a tlaku 0,45 MPa abs.

φφ • · ···· ΦΦΦ· φφφφ φφφφ φφ · φφφφ • φφ φφφ φ · φ φφφ φφφ - ······· · · ·· ·· ·♦ ··· ·· ··

k redukčnímu plynu, vystupujícímu	z tavného zplyňovače	10
Složení	horního plynu je uvedeno v	následující tabulce	IV
Tabu	1 k a	IV
CO	42	%
^H2	19	%
co₂	34	%
h₂o	2	%
ch₄	1	%
^N2	2	%

Přídavkem 23,3 % horního plynu k redukčnímu plynu se vytvoří směsný plyn s teplotou 850 °C a tlakem 0,45 MPa abs., který má složení, uvedené v následující tabulce V . Také zde je celkový obsah oxidu uhličitého a vody blízký rovnováze, takže je zde prakticky úplně vyloučena Boudouardova reakce a heterogenní reakce vodního plynu .

Tabulka V

CO 60,6 %

H₂ 27,9 %

C0₂ 7,3%

H₂O 1,2 % ch₄ 1,0%

N₂ 2,0%

Podle příkladu III je rovněž nutné nižší množství plynu pro chlazení redukčního plynu, vystupujícího z tavného zplyňovače 10. , než podle příkladu I . Přimíšení horního plynu se provádí do plynového vedení 17 , popřípadě zpětného vedení 28 přes odbočné vedení 41 , vedoucí od plynového

vedení 30 k plynovému vedení 17 , které je vedeno přes odpovídající chladící zařízení a kompresor. Popřípadě probíhá přimíšení přes místa přídavku 40 .

Příklad IV

Podle příkladu IV se do chladícího plynu stejného druhu přimísí vodní pára. Chemické složení redukčního plynu, opouštějícího tavný zplyňovač 10 a chladícího plynu jsou identická jako jsou složení, uvedená v příkladě I .

Pára (100 % H₂0) se přimísí s teplotou 250 °C a tlakem 1,2 MPa abs.. Při přimíšení 18 % chladícího plynu s 8,5 % vodní páry se tvoří redukční plyn s teplotou 850 °C a tla-

kem 0,45 MPa abs.. Chemické složení redukčního plynu je
uvedeno v	následuj ící tabulce VI .
T a	bul	k a	VI
CO		60,7	%
^H2		28,0	%
co₂		0,9	%
h₂o		7,6	%
ch₄		0,9	%
^N2		1,9	%

Tato varianta poskytuje rovněž výhodu menších rozměrů okruhu chladícího plynu, přičemž celkový obsah oxidu uhličitého a vody je přibližně v rovnováze. Jako dodatečná výhoda je zde nepatrná změna množství reduktantů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby horkého redukčního plynu, obsahujícího oxid uhelnatý a vodík, sloužícího pro redukci jemnozrnných kovových rud, obzvláště železné rudy, přičemž redukční plyn se tvoří zplyňováním nosičů uhlíku, obzvláště uhlí, nastávajícím za přívodu kyslíku, ve zplyňovací zóně a potom se ochladí na redukční teplotu, vhodnou pro redukční proces, vyznačující se tím, že se redukční plyn, který nebyl podroben přídavku vody a/nebo oxidu uhličitého, způsobujícímu chlazení, přídavkem vody a/nebo oxidu uhličitého za účelem potlačení Boudouardovy reakce a heterogenní reakce vodního plynu a s tím spojeného zahřátí redukčního plynu, převede na redukční plyn, termodynamicky stabilní při redukční teplotě.
2. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se přídavek vody a/nebo oxidu uhličitého provádí v množství, kdy je dosaženo přibližně Boudouardovy rovnováhy a heterogenní rovnováhy vodního plynu u redukčního plynu při teplotě, vhodné pro redukční proces.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 , vyznačující se tím, že se přídavek vody provádí přiváděním vodní páry.
4. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 3 , vyznačující se tím, že se přídavek oxidu uhličitého provádí přiváděním plynu, obsahujícího oxid uhličitý.

• · ·· ·· · ·· ·· ’ f ♦ · · · · · · · ···· • * ·· · · · 9··· • · · · · · · « · ·«· ··· ······· · « • · ·· · * · · · ·· · ·
5. Způsob podle nároku 3 nebo 4 , vyznačující se tím, že se při reakčním procesu zreagovaný redukční plyn zavádí do redukčního plynu .
6. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 5 , vyznačující se tím, že se ochlazený redukční plyn stejného druhu přimísí do redukčního plynu a přídavek vody a/nebo oxidu uhličitého se provádí do ochlazeného redukčního plynu stejného druhu.
7. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho nebo více z nároků 1 až 6 s alespoň jedním redukčním reaktorem (8), do kterého ústí zásobovací vedení (7) kovové rudy a plynové vedení (17) redukčního plynu a s tavným zplyňovačem (10) , do kterého ústí přívod (11) nosiče uhlíku a přívody (12) kyslík obsahujících plynů a ze kterého vystupuje plynové vedení (17) redukčního plynu a s chladícím zařízením, uspořádaným v plynovém vedení (17) redukčního plynu, nezpůsobujícím přídavek vody a/nebo oxidu uhličitého k redukčnímu plynu, vyznačující se tím, že zdroj oxidu uhličitého a/nebo zdroj vody jsou spojeny vedením s chlazeni podrobenému redukčnímu plynu, vedenému v plynovém vedení (17) redukčního plynu .
8. Zařízení podle nároku 7 , vyznačující se tím, že redukční reaktor (8) je opatřen odvodním vedením (6, 30) zreagovaného redukčního plynu, ze kterého vychází odbočné vedení (41) , které je spojené s plynovým vedením (17) redukčního plynu.

Φ» · · ·· φ · · · · φ ·

ΦΦΦΦ φ φ • φ · φφφ φ φφφ φ φ φ · φ φ · φ · φ Φ φ Φ Φ Φ 4

Φ ΦΦΦ Φ Φ < Φ

Φ Φ Φ Φ
9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8 , vyznačující se tím, že z plynového vedení (17) redukčního plynu ústí zpětné vedení (28) redukčního plynu přes promývačku (26) a kompresor (27) opět do plynového vedení (17) redukčního plynu, avšak ve směru proudění před rozvětvením zpětného vedení (28) redukčního plynu, obzvláště před uspořádáním v plynovém vedení (17) redukčního plynu opatřeného odprašňovacího zařízení (25) a že zdroj oxidu uhličitého a/nebo vody je spojen se zpětným vedením (28) redukčního plynu.