Способ спекания железорудных материалов на агломерационной машине

Изобретение относится К способу спекания железорудных материалов на агломерационной машине, включающему загрузку содержащей твердое топливо шихты,ее зажигание, просос кислородсодержащего газа, отвод части отработанного газа И рециркуляцию другой части газа с предварительным обогащением его богатым кислородом газом (см. заявку Японии Ля 5569228, С 22 В 1/20, 79).В основе изобретения лежит задача снизить возможно наиболее экономичным образом количества отработавших газов при спекании содержащих оксид железа веществ и получить при этом хорошее качество агломерата.Решение этой задачи осуществляется,согласно изобретению, за счет того, что количество отводимых из процесса газов равно сумме образовавшегося в процессе спекания газа, добавленного для обогащения богатого кислородом газа и подсасываемого через неплотности воздуха за вычетом количестварасходуемого кислорода, при этом рециркулируемый газ обогащают максимально до 24 кислорода.Богатые кислородом газы - это газы,содержание кислорода в которых выше, чем содержание кислорода в отработанных газах. В качестве богатых кислородом газов могут применяться воздух, обогащенный кислородом воздух или технически чистый кислород. Образующийся во время процесса спекания газ состоит, преимущественно, из СО, И СО, получающихся в результате сгорания углерода, из водяного пара,образующегося в результате испарения содержащейся в шихте воды, и из ЗОХ, образующихся из содержащеися в шихте серы. Подсасываемый через неплотности воздух встречается, в частности, в начале и в конце зоны спекания. Кроме того, подсась 1 ваемь 1 й через неплотности воздух может встретиться у уплотнений между налетами агломерационной машины и уплотнительными планками. Часть кислорода расходуется в протекающих при спекании окислительных процессах. Из всего отработанного газа извлекается только такое количество газа, 4469которое отвечает вытекающим из этих процессов объемам газа, а оставшийся отработанный газ направляется назад как рециркулируемый газ. Всосанное в шихту количество газа, состоящего иэ возвращенного рециркулируемого газа, плюс примешанный к нему богатый кислородом газ, составляет, приблизительно, 9501200 Нм 3/т изготовленного спека. Количество кислорода в примешанном газе составляет,приблизительно, 30-130 Нм 3/т изготовленного агломерата. Количество исключаемого отводимого из процесса газа и количество добавляемого богатого кислородом газа возрастает с уменьшением содержания О, в добавляемом богатом кислородом газе. Исключаемое количество наименьшее при применении технически чистого кислорода и наибольшее - при применении воздуха, т.к. в случае воздуха вносятся наибольшие количества азота, и поступающее из добавленного, богатого кислородом, газа в циркулируемый газ количество азота должно быть исключено как соответствующеегазе, т.е. обогащенном газе, который поступает в шихту агломерационной машины,лежит при, приблизительно, 8. Количество извлекаемого газа, отводимого из процесса,составляет, в зависимости от режима работы,до 600 Нм 3/т изготовленного спека, причем низкие значения достигаются при применении технически чистого кислородаи исключении или снижении воздуха,подсасываемого через неплотности, а также при конденсации водяного пара и вымывании СОТ Верхнее отделение агломерационной машины покрыто газовым кожухом, в которьш направляется циркулируемый газ. При начале работы воздух вначале применяется как дутьевой воздух для зажигательного горна и как спекающий газ отвечающее указанным выше критериям количество отработанного газа отводится в качестве газа, выводимого из процесса и остающийся отработанный газ направляется назад как рециркулируемый газ.Преимущества изобретения состоят в том, что значительно снижается количествогазообразных отходов, их очистка поэтому существенно удешевляется И улучшается и,несмотря ни на что, получается спеченный материал с очень хорошими свойствами.Вариант выполнения Изобретения состоит в том, что осуществляется обогащение рециркулируемого газа до содержания кислорода от 16 до 22. Этот диапазон дает хорошие рабочие результаты при возрастании производительности спекания, в противоположность обычной производительности спекания без обогащения кислородом газа при спекании.Вариант выполнения состоит в том, что осуществляется обогащение рециркулируемого газа до содержания кислорода от 18 до 21. Этот диапазон дает очень хорошие рабочие результаты при возрастании производительности спекания, в противоположность обычной производительности спекания.Вариант выполнения состоит в том, что осуществляется обогащение рециркулируемого газа до содержания кислорода от 10 до 16. Этот диапазон дает хорошие рабочие результаты при неизменной производительности спекания, в противоположность обычной производительности спекания, и расход кислорода снижается, так как меньшее количество кислорода выводится с газом из процесса.Вариант выполнения состоит в том, что в газовом кожухе для отведенного рециркулируемого газа через спекаемую смесь устанавливается постоянное давление,близкое к атмосферному давлению, и посредством регулирования количества отводимого из процесса газа оно поддерживается постоянным. Выражение возможно наиболее близкое к атмосферному давлению означает от наименьшего нижнего давления до наименьшего избыточного давления, по сравнению с атмосферным давлением. Тем самым предотвращается проникновение воздуха через неплотности,или же оно минимизируется, и извлекаемое количество газа, выводимого из процесса,отвечает всегда описанным ранее критериям.ВЫПОЛНСНИЯ СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО добавляемое К СПСКЗСМОЙ СМССИ КОЛИЧССТВО ТВСрДОГОтоплива уменьшается соответственно теплоте сгорания направляемого в циркулируемый газ СО. Несмотря на большой избыток кислорода в рециркулируемом газе относительно углерода в спекаемой смеси,отработанный газ может содержать СО в количестве вплоть до многих процентов. Соответственно теплоте сгорания СО, количество используемого обычно в спекаемой смеси кокса уменьшается. Достигаемая при этом экономия кокса может составлять до 20. При этом, соответственно, уменьшается также содержание ЗОХ в отработанном газе,так как сера вводится главным образом с коксом.Вариант выполнения состоит в том, что количество остаточного газа уменьшается посредством конденсации Н 2 О и/или вымывания СО 2, и/или связывания серы при помощи добавления извести. Конденсирование воды и вымывание СО,осуществляется в отработанном газе. Связывание серы осуществляется посредством добавления СаО или Са(ОН)2 в спекаемую смесь или в слой шихты. Тем самым подлежащее извлечению количество остаточного газа снижается.Вариант выполнения состоит в том,что рециркулируемый газ нагревается для предотвращения понижения температуры ниже точки росы Н 2 ЗО 4. Благодаря этому надежно предотвращаются снижение ниже Н 2 О 4 - точки росы - и появление коррозии,если температура газа лежит близко к точке росы.Вариант выполнения состоит в том,что при конденсировании воды из газа,отводимого из процесса, вначале точка росы газа повышается посредством впрыскивания воды, и затем при помощи косвенного охлаждения осуществляется конденсирование.Вариант выполнения состоит в том, что рециркулируемый газ перед обратной подачей подвергается грубой очистке от пыли (золы) и отделенная пыль (зола) направляется обратно в спекаемую смесь. Грубая очисткаОТ ПЫЛИ ОСУЩССТВЛЯСТСЯ В МЭХЗНИЧССКИХ пылеулавливающих устройствах, таких какциклоны или мультиклоны. Очистка от пыли может проводиться для всего отработанного газа в целом, только для рециркуляцируемого газа или отдельно для рециркулируемого газа И для газа, выводимого из процесса. Благодаря этому сохраняются газопроводы, И облегчается тонкая очистка выводимых газов. Вариант выполнения состоит в том, что около боковых стенок газового кожуха рециркулируемый газ используется как запирающий газ. Между началом и концом газового кожуха под верхним отделением расположены воздушные короба, которые создают над шихтовым слоем в газовом кожухе легкое избыточное давление. Благодаря этому незначительное количество рециркулируемого газа проходит как запирающий газ через щель между поверхностью Шихтового слоя и нижним краем боковой стенки газового кожуха. Таким образом предотвращается проникновение воздуха через неплотности у боковых сторон. Вариант выполнения состоит в том, что отработанный газ для удаления газообразных вредных веществ и твердых веществ обрабатывается в рециркулируемом вихревом слое с твердым сорбентом при температурах ниже 150 С, предпочтительно,от 80 до 60 С. В качестве сорбента используются, главным образом, СаО,Са(ОН)2, СаСОЗ и доломит. Система вихревого слоя состоит из реактора с вихревым (псевдоожиженным) слоем,сепаратора для отделения твердого вещества из выгруженной из реактора суспензии - в общем, ререциркуляционного циклона - и перепускной линии для отделенного твердого вещества. Температура смешения отработанного газа и сорбента в реакторе устанавливается, если отработанный газ уже не имеет соответствующую температуру,посредством добавления в реактор воды. Газовая скорость в реакторе с вихревым слоем устанавливается на 1-10 м/сек, предпочтительно, 2-5 м/сек. Средняя плотность суспензии в реакторе составляет 0,1100 кг/м 3, предпочтительно, 1- 5 кг/м 3. Среднийразмер частиц сорбента составляет 1-100 мкм,предпочтительно, 5 - 20 мкм. Количество ежечасно рециркулируемого сорбента составляет, по крайней мере, пятикратное количество находящегося в шахте реактора сорбента, предпочтительно, тридцати стократное количество. При охлаждении температура смеси в реакторе поддерживается на 5-30 С выше точки росы воды. Парциальное давление водяного пара в реакторе устанавливается, соответственно, на 15 -50 об. водяного пара, предпочтительно,25-40 об.. Сорбент может вводится в реактор в виде сухого твердого вещества или в виде водной суспензии. Сорбция может проводиться в реакторе при одновременном присутствии опорного слоя из твердого вещества со средним размером частиц 100 500 мкм, если средний размер частиц добавленного сорбента меньше. Принцип циркулирующего вихревого слоя отличается тем, что, в отличие от классического вихревого слоя, в случае которого плотная фаза отделена от находящегося над ней газового пространства четко выраженным скачком плотности, в циркулирующем слое дисперсные состояния существуют без определеного граничного слоя. Скачок плотности между плотной фазой и находящимся над ней газовым пространством отсутствует, однако внутри реактора концентрация твердого вещества снизу вверх постоянно уменьшается. Из верхней части реактора выгружается суспензия газ-твердое вещество. При определении рабочих условий через числа Фройде и Архимеда получается диапазонобозначения и - относительная газовая скорость в м/сек Ар - число Архимеда Фр - число Фройде р - плотность газов в кг/м 3а, - диаметр шарообразных частиц в МОбработка отработанных газов в циркулирующем вихревом слое может осуществляться таким образом, что обрабатывается весь отработанный газ,только рециркулируемый газ, только газ,выводимый из процесса или рециркулируемый и газ, выводимый из процесса отдельно. Обработка в циркулирующем вихревом слое осуществляется, в частности,для удаления большей части ЗОХ и пыли. Удаленный из циркулирующего вихревого слоя, загруженный сорбент направляется назад в спекаемую смесь. При спекании, хотя и происходит снова частичное испарение,однако большая часть связывается в спеке и поэтому извлекается из цикла. Посредством сорбции в циркулирующем вихревом слое предотвращается относительно простым инадежным способом обогащение рециркулируемого газа ЗОХ и достигается дополнительное удаление БОХ из газа, отводимого из процесса. Кроме того, происходит дополнительная очистка от пыли. Если требуется, газ выводимый из процесса, может подвергаться тонкой очистке от пыли,например, в электростатической газоочистке.Вариант выполнения состоит в том, что газ, выводимый из процесса, удаляется из воздушных коробов, которые расположены в начале агломерационной машины. Было установлено, что загрузка отработанных газов различными вредными веществами в начале спеченной полосы существенно меньше, чем в отработанных газах следующих дальше участков спеченной полосы, потому что в начале полосы шихта, по крайней мере, в нижних слоях еще влажная, и поэтому вредные вещества очень эффективно удержи 4469ваются в результате адсорбции, абсорбции и фильтрации. Только по мере дальнейшего протекания процесса спекания аккумулированные таким образом в шихте вредные вещества с высокой концентрацией переходят в рециркулируемый газ и вместе с ним снова направляются обратно в шихту. Такие вредные вещества являются как газообразными, как, например, 02, 503, НС 1 и НР, или парообразными, как, например,цветные металлы или соединения цветных металлов, так и пылевидными, как, например,хлориды и фториды. Доля газообразных веществ в газе, отводимом из процесса,уходящем в начале спеченной полосы, - по отношению ко всему содержанию этих вредных веществ во всем отводимом газе по всей длине спекаемой полосы, - убывает в вышеупомянутой последовательности. Если в отработанном газе содержатся диоксины или фураны, они могут содержаться в отводимом из процесса газе в начале спекаемой полосы также только в очень незначительных количествах и далее попадать в рециркулируемый газ, с ним они направляются обратно в шихту и при прохождении через фронт горения шихтыразрушаются. В результате отвода газа из процесса в начале спекаемой полосы получается также подлежащий извлечению газ, который либо после отделения пыли направляется прямо в атмосферу, либо очистка которого от вредных веществ является относительно простой. Число воздушных коробов, или же длина спекаемой полосы, из которых удаляется отводимый из процесса газ, выбирается таким образом, что прямо получается подлежащее отводу количество газа. В целом, получается количество отводимого из процесса газа по длине спекаемой полосы, составляющей от 10 до 50 всей длины. Пыль в отводимом из процесса газе первого воздушного короба состоит почти исключительно из крупной пыли, так что отделение может осуществляться уже с помощью циклонов или мультиклонов. Тонкая пыль возникает в процессе спекания,преимущественно, в результате сублимации газообразных, выходящих из зоны горения