RU2056009C1

RU2056009C1 - Plant for thermal reconditioning of solid fuel and metal-containing raw materials

Info

Publication number: RU2056009C1
Application number: RU93039986A
Authority: RU
Inventors: Валерий Валентинович Мечев; Николай Павлович Лякишев; Светлана Павловна Сухолискина
Original assignee: Валерий Валентинович Мечев; Николай Павлович Лякишев; Светлана Павловна Сухолискина
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: solid fuel reconditioning. SUBSTANCE: furnace with lances for material reprocessing in melt is provided with fluid-bed furnace and nitrogen-oxygen station, as well as with heat exchanger. Plant provides for drying, sulfur extraction from reconditioned materials, gasification, combustion, melting of metal- containing materials pre-treated by drying, extraction of sulfur, heating, removal of volatiles, recovery by sulfurization. It may be found useful for thermal engineering, metallurgy, chemistry, municipal engineering. EFFECT: enlarged functional capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам по термической переработке твердого топлива, торфа, угля, сланцев, битумсодержащих пород, других углеводородных твердых веществ, а также металлургического сырья и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, химической промышленности и коммунальном хозяйстве. The invention relates to a device for the thermal processing of solid fuels, peat, coal, shale, bitumen-containing rocks, other hydrocarbon solids, as well as metallurgical raw materials and can be used in power engineering, metallurgy, chemical industry and public utilities.

Известная установка для сжигания кускового топлива с жидким удалением шлака содержит печь с фурмами, с каналами в корпусе для выпуска шлака, для выхода газообразного теплоносителя, снабженная загрузочным устройством [1] Недостатками являются значительное снижение производительности при переработке неподготовленного сырья, например, с высокой влажностью, а также неиспользование в процессе сбросного азота азотно-кислородной станции. A known installation for burning lump fuel with liquid slag removal contains a furnace with tuyeres, with channels in the housing for the release of slag, for the exit of a gaseous coolant, equipped with a loading device [1] The disadvantages are a significant decrease in productivity in the processing of unprepared raw materials, for example, with high humidity, and also the non-use of a nitrogen-oxygen station in the process of waste nitrogen.

Целью изобретения является повышение экономичности комплекса, расширение номенклатуры сырья, решение экологических задач. The aim of the invention is to increase the efficiency of the complex, expanding the range of raw materials, solving environmental problems.

Сущность изобретения состоит в том, что предложена установка, состоящая из кессонированной печи с фурами для подачи кислородсодержащего газа в расплав, каналами в корпусе для выпуска шлака и газа и загрузочных устройств, снабженная печью кипящего слоя. Печи связаны герметичным каналом (трубой) для передачи обработанного материала из печи КС в расплав, снабжены азотно-кислородной станцией, теплообменником для подогрева азота, расположенным над печью с фурмами. Азотнокислородная станция связана трубами, подающими кислород, с печью с фурмами, а трубами, подающими азот, через теплообменник с распределительной коробкой печи КС. The essence of the invention lies in the fact that the proposed installation, consisting of a coffered furnace with wagons for supplying oxygen-containing gas to the melt, channels in the housing for the release of slag and gas and loading devices, equipped with a fluidized bed furnace. The furnaces are connected by a sealed channel (pipe) for transferring the processed material from the KS furnace to the melt, equipped with a nitrogen-oxygen station, a nitrogen heat exchanger located above the tuyeres. The nitrogen-oxygen station is connected by pipes supplying oxygen to the furnace with tuyeres, and by pipes supplying nitrogen through a heat exchanger with the distribution box of the KS furnace.

Отличие предлагаемой установки состоит в снабжении печи с фурмами печью кипящего cлоя (реакора KС). Печь KС может выполнять функции сушильного аппарата, газификатора, десульфуризатора, аппарата для возгонки, выжига веществ с низкой температурой воспламенения, аппарата предварительного окисления или восстановления. The difference of the proposed installation is to supply the furnace with tuyeres with a fluidized bed furnace (KC reactor). The KS furnace can perform the functions of a drying apparatus, gasifier, desulfurizer, apparatus for sublimation, burning of substances with a low flash point, apparatus for pre-oxidation or reduction.

Отличие установки состоит еще и в том, что в конструкции предусмотрен ввод в печь КС азота, нагреваемого в теплообменнике, который устанавливают над расплавом в печи с фурмами. Предусматривается сеть труб высокого давления для использования энергии сжатого азота для кипения слоя материала. The difference of the installation also lies in the fact that the design provides for the introduction into the KS furnace of nitrogen heated in a heat exchanger, which is installed above the melt in a furnace with tuyeres. A network of high pressure pipes is provided for using the energy of compressed nitrogen to boil a layer of material.

На чертеже приведена схема установки. The drawing shows the installation diagram.

Печь 1 представляет cобой шахту с установленной вверху печью КС 2 так, чтобы обеспечить выход обработанного материала из печи 2 в печь 1 самотеком. Установка снабжена азотно-кислородной станцией 3, связанной трубами, подающими азот под давлением, с теплообменником 4, расположенным выше расплава, в газоходной части печи с фурмами 5, и далее с газораспределительной коробкой 8 печи КС. Кислородподающими трубами станция 3 связана с печью 1, куда через фурмы 7 подается кислородсодержащее дутье. Печь 1 снабжена сифоном 6 для непрерывного выпуска расплава (шлака). Печь КС снабжена загрузочным устройством 9, патрубком для выхода газа 10 и связана транспортным каналом 11 с печью 1. По каналу 11 в печь 1 подается обработанный материал из печи 2. Для корректировки состава расплава печь 1 имеет отдельное загрузочное устройство с питателем. Furnace 1 is a mine with a KS 2 furnace installed at the top so that the processed material exits from furnace 2 to furnace 1 by gravity. The installation is equipped with a nitrogen-oxygen station 3, connected by pipes supplying nitrogen under pressure, with a heat exchanger 4 located above the melt, in the gas duct part of the furnace with tuyeres 5, and then with the gas distribution box 8 of the KS furnace. Station 3 is connected to the furnace 1 by oxygen supply pipes, where oxygen-containing blast is supplied through tuyeres 7. The furnace 1 is equipped with a siphon 6 for the continuous release of the melt (slag). The KS furnace is equipped with a charging device 9, a nozzle for the exit of gas 10 and is connected by a transport channel 11 to the furnace 1. Through the channel 11, the processed material from furnace 2 is fed to furnace 1. To adjust the composition of the melt, furnace 1 has a separate charging device with a feeder.

В случае необходимости обработки материала в печи 2 паром печь 1 снабжена испарительным кессоном с патрубком ввода воды 12 и выходом пара 13. Патрубок выхода пара 13 соединен паропроводом с распределительной коробкой печи КС 8. Установка позволяет использовать давление испаряющегося азота для создания кипящего слоя, охлаждения свода печи. Использование азота позволяет:
создать инертную атмосферу, проводить пиролиз, не окисляя продукты пиролиза;
решить задачу значительного обессеривания топлива, перевода соединений серы в легкоулавливаемую форму (Н₂S,SО). Улавливание этих соединений давно освоено промышленностью;
создать регулируемую атмосферу при переработке металлсодержащих материалов и т.п.If it is necessary to process the material in the furnace 2 with steam, the furnace 1 is equipped with an evaporative caisson with a water inlet 12 and a steam outlet 13. The steam outlet 13 is connected by a steam line to the distribution box of the furnace KS 8. The installation allows you to use the pressure of evaporating nitrogen to create a fluidized bed, cooling the roof ovens. Using nitrogen allows you to:
create an inert atmosphere, carry out pyrolysis without oxidizing the pyrolysis products;
to solve the problem of significant desulfurization of fuel, the conversion of sulfur compounds into an easily trapped form (Н ₂ S, СО). The capture of these compounds has long been mastered by industry;
create a controlled atmosphere when processing metal-containing materials, etc.

Установка работает следующим образом. В печи 1 наводится ванна расплава (шлака) известным способом, например заливкой через сифон или направлением твердого шлака. Перед этим подается азот в теплообменник 4. В печь КС загружается материал и производится вывод ее на режимные параметры. Installation works as follows. In the furnace 1, a molten bath (slag) is induced in a known manner, for example by pouring through a siphon or by directing solid slag. Before this, nitrogen is supplied to the heat exchanger 4. Material is loaded into the KS furnace and it is brought to operating parameters.

Обработанный в печи КС продукт в горячем виде непрерывно по каналу 11 поступает в печь 1, где производится его доработка (сжигание, расплавление, газификация). The hot product processed in the KS furnace is continuously fed through the channel 11 to the furnace 1, where it is refined (burning, melting, gasification).

Установка обладает универсальностью, может быть использована для осуществления целого ряда процессов. Например, возможна сушка материалов перед переработкой их в печи с расплавом, удаление летучих и ценных веществ из угля, торфа, дерева перед их сжиганием или газификацией. Установка может решать и различные металлургические задачи. Например, сушки и частичного восстановления железной руды в атмосфере азота в печи КС с добавками торфа или угля и с последующей ее восстановительной плавкой в печи с расплавом, сушки и восстановительно-сульфидирующей обработки окисленных или смешанных руд цветных металлов в печи КС и последующей их плавки на металл или штейн обогатительной плавки титаномагнетитов, отгонки мышьяка из руд. Например, обработка в печи КС мелкозернистой руды гематитовой или магнетитовой в смеси с углем или торфом при 800-900^оС дает возможность осуществить частичное твердофазное восстановление перед плавкой, что в 1,5-2 раза повышает эффективность плавки в расплаве. Это приближает данный процесс по расходу топлива к доменному и будет иметь преимущество в том, что используется уголь. Кроме того, в печи КС будет происходить рафинирование руды и угля от серы, других примесей. Установка позволяет проводить процесс обработки в печи КС под давлением, что ставит на новый уровень, качественно более высокий, ряд процессов.The installation has versatility, can be used to implement a number of processes. For example, it is possible to dry the materials before processing them in a melt furnace, to remove volatile and valuable substances from coal, peat, wood before burning or gasifying them. The installation can solve various metallurgical problems. For example, drying and partial reduction of iron ore in a nitrogen atmosphere in a KS furnace with the addition of peat or coal and its subsequent reduction smelting in a furnace with a melt, drying and reduction-sulphiding treatment of oxidized or mixed non-ferrous ores in a KS furnace and their subsequent smelting metal or matte of enrichment melting of titanomagnetites, distillation of arsenic from ores. For example, processing the CC furnace fine ore hematite or magnetite in admixture with coal or peat at 800-900 ^C gives the possibility to carry out solid-phase partial recovery before melting, which is 1.5-2 times improves the efficiency of melting in the melt. This brings this process closer to the blast furnace and will have the advantage that coal is used. In addition, refining of ore and coal from sulfur and other impurities will occur in the KS furnace. The installation allows the processing process in the KS furnace under pressure, which puts a number of processes at a new level, qualitatively higher.

Claims

1. INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL AND METAL-CONTAINING RAW MATERIAL, containing a furnace with tuyeres, with channels in the body for the discharge of slag, for the exit of the gaseous coolant and with the inlet pipe, characterized in that it is equipped with a fluidized-bed furnace with a loading device, gas, gas distribution box, hermetic channel connecting both furnaces for transferring the processed material, a nitrogen-oxygen station and a nitrogen heat exchanger located above the tuyeres oxygen supply pipes with a nitrogen-oxygen station, which is connected to a fluidized-bed furnace through a gas distribution box through a gas distribution box.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the nitrogen evaporation chamber at the nitrogen-oxygen station or the nitrogen receiver-receiver is connected by a high pressure pipe to the inlet pipe of the heat collector.