RU2001118469A - Устройство для предотвращения нарушения кипящего слоя, предназначенное для восстановительного реактора с кипящим слоем - Google Patents

Claims (27)

1. Восстановительный реактор с кипящим слоем, предназначенный для восстановления измельченной железной руды и подачи восстановленной железной руды в плавильный аппарат-газогенератор и содержащий по меньшей мере две печи с кипящим слоем, последовательно осуществляющие предварительное нагревание, предварительное восстановление и окончательное восстановление загружаемой измельченной железной руды с помощью восстановительного газа, подаваемого из плавильного аппарата-газогенератора, скруббер, в который из печи окончательного восстановления через выпускную трубу поступает отработанный газ и который охлаждает этот газ и очищает его от содержащихся в нем мелкозернистых частиц, по меньшей мере две трубы для выпуска железной руды, соединяющие между собой печи с кипящим слоем, а также печь окончательного восстановления и плавильный аппарат-газогенератор и предназначенные для выпуска загруженной железной руды в последующую печь или в плавильный аппарат-газогенератор, по меньшей мере две трубы для подачи восстановительного газа, соединяющие между собой печи с кипящим слоем, а также печь окончательного восстановления и плавильный аппарат-газогенератор, и предназначенные для подачи восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе, в каждую печь с кипящим слоем, и блок стабилизации кипящего слоя, предназначенный для стабилизации указанного слоя, когда в любой из указанных печей этот слой нарушается из-за нестабильной подачи снизу восстановительного газа.

2. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок подачи отработанного газа, который во время резкого падения давления восстановительного газа внутри восстановительных печей с кипящим слоем, сопровождающегося пиком давления, осуществляет подачу отработанного газа в трубу для подачи восстановительного газа, соединяющую между собой плавильный аппарат-газогенератор и указанные печи.

3. Восстановительный реактор по п.2, в котором блок подачи отработанного газа содержит направляющую трубу для отработанного газа, отводящую некоторую часть отработанного газа из расположенной за скруббером выпускной трубы, компрессор для сжатия отведенного отработанного газа, емкость для хранения сжатого газа, предназначенная для хранения сжатого отработанного газа, клапан регулирования давления, предназначенный для регулирования давления сжатого газа, сопло для подачи газа с регулируемым давлением в трубу для подачи восстановительного газа, соединяющую между собой плавильный аппарат-газогенератор и восстановительные печи с кипящим слоем, и трубу для подачи отработанного газа, соединяющую между собой соответствующие составные части.

4. Восстановительный реактор по п.3, в котором указанный клапан регулирования давления открывается, когда величина изменения давления при пике давления, созданном внутри плавильного аппарата-газогенератора, возрастает до величины более 0,05 бар/с (5 кПа/с), а давление восстановительного газа резко уменьшается, и закрывается, когда величина изменения давления составляет 0,05 бар/с (5 кПа/с) или менее.

5. Восстановительный реактор по п.3, в котором емкость для хранения сжатого газа имеет объем, позволяющий ей вмещать 20-30% от среднего потока восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе.

6. Восстановительный реактор по п.5, в котором емкость для хранения сжатого газа снабжена регуляторами давления, поддерживающими давление в указанной емкости на уровне, превышающем давление в плавильном аппарате-газогенераторе в 1,5-2 раза.

7. Восстановительный реактор по п.3, в котором сопло для подачи сжатого газа содержит кольцевую трубчатую часть, окружающую с внешней стороны трубу для подачи восстановительного газа, которая соединяет между собой плавильный аппарат-газогенератор и плавильный аппарат-газогенератор, и несколько прямых трубчатых частей, отходящих от кольцевой трубчатой части с прохождением во внутреннем направлении через трубу для подачи восстановительного газа и сообщающихся с нею.

8. Восстановительный реактор по п.7, в котором количество отходящих прямых трубчатых частей составляет 6 - 8.

9. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок предотвращения блокирования потока железной руды, который во время резкого возрастания давления внутри плавильного аппарата-газогенератора, сопровождающегося пиком давления, отводит некоторое количество восстановительного газа из каждой трубы для выпуска железной руды, расположенной между соседними печами, непосредственно в скруббер.

10. Восстановительный реактор по п.9, в котором блок предотвращения блокирования потока железной руды содержит по меньшей мере одну обводную трубу, расположенную между каждой трубой для выпуска железной руды, соединяющей соседние печи, и выпускной трубой, присоединенной к скрубберу, и переключающий клапан, расположенный на каждой обводной трубе и предназначенный для регулирования объема отводимого восстановительного газа.

11. Восстановительный реактор по п.10, в котором каждая из обводных труб соединена с соответствующей трубой для выпуска железной руды, расположено в одной плоскости с самой верхней частью кипящего слоя в печи предварительного восстановления или в печи окончательного восстановления или выше этой плоскости.

12. Восстановительный реактор по п.11, в котором каждая обводная труба выполнена из жаропрочной стали, а ее диаметр равен половине (1/2) диаметра соответствующей трубы для выпуска железной руды.

13. Восстановительный реактор по п.11, в котором блок предотвращения блокирования потока железной руды дополнительно содержит манометр, установленный на передней части каждой трубы для выпуска железной руды вблизи печи с кипящим слоем, в которую затем загружается железная руда.

14. Восстановительный реактор по п.13, дополнительно содержащий трубы для продувки газообразным азотом, расположенные перед каждым переключающим клапаном и за ним.

15. Восстановительный реактор по п.14, в котором каждая труба для продувки газообразным азотом снабжена регулирующим клапаном для регулирования количества подаваемого газообразного азота.

16. Восстановительный реактор по п.15, в котором переключающий клапан, расположенный между печью предварительного нагревания и печью предварительного восстановления, открывается, когда скорость изменения давления, определяемая датчиком давления, расположенным на трубе для выпуска железной руды между указанными печами, составляет 0,05 бар/с (5 кПа/с) или более, а переключающий клапан, расположенный между печью предварительного восстановления и печью окончательного восстановления, открывается, когда скорость изменения давления, определяемая датчиком давления, расположенным на трубе для выпуска железной руды между этими печами, составляет 0,03 бар/с (3 кПа/с) или более.

17. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок подачи вспомогательного газа, осуществляющий подачу вспомогательного газообразного азота в нижнюю часть каждой восстановительной печи с кипящим слоем, когда засорено сопло распределительной пластины, расположенной в указанной нижней части этой печи.

18. Восстановительный реактор по п.17, в котором блок подачи вспомогательного газа содержит выпускной регулирующий клапан, установленный на каждой трубе для выпуска железной руды, первый датчик перепада давления для определения перепада давления между входным отверстием и выходным отверстием каждой трубы для выпуска железной руды, второй датчик перепада давления для определения перепада давления между верхней и нижней сторонами каждой распределительной пластины и трубу для подачи вспомогательного газа в нижнюю часть каждой печи с кипящим слоем.

19. Восстановительный реактор по п.18, в котором блок подачи вспомогательного газа дополнительно содержит термометр, расположенный на каждой трубе для выпуска железной руды перед соответствующим выпускным регулирующим клапаном и предназначенный для измерения температуры восстановительного газа, текущего в обратном направлении.

20. Восстановительный реактор по п.19, в котором вспомогательным газом, используемым в блоке подачи вспомогательного газа, является газообразный азот.

21. Восстановительный реактор по п.20, в котором на каждой трубе для подачи восстановительного газа расположена труба для подачи вспомогательного газа с установленным на ней переключающим клапаном для регулирования количества задуваемого газообразного азота.

22. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда перепад давления, измеряемый датчиком перепада давления, составляет 300 мбар или более, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.

23. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда перепад давления, измеряемый датчиком перепада давления, составляет 100 мбар или менее, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.

24. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда температура, измеряемая термометром, составляет 50°С или превышает установленную контрольную температуру, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.

25. Восстановительный реактор по п.2, в котором блок стабилизации кипящего слоя дополнительно содержит блок предотвращения блокирования потока железной руды, который во время резкого возрастания давления внутри плавильного аппарата-газогенератора, сопровождающегося пиком давления, отводит некоторое количество восстановительного газа из каждой трубы для выпуска железной руды, расположенной между соседними печами, непосредственно в скруббер.

26. Восстановительный реактор по п.25, в котором блок стабилизации кипящего слоя дополнительно содержит блок подачи вспомогательного газа, который подает вспомогательный газообразный азот в нижнюю часть каждой восстановительной печи с кипящим слоем, когда засорено сопло распределительной пластины, расположенной в указанной нижней части этой печи.

27. Способ стабилизации кипящего слоя для реактора с кипящим слоем, в котором измельченную железную руду, выпускаемую из загрузочного бункера, загружают в печь предварительного нагревания, подвергают псевдоожижению и восстановлению при прохождении через печь предварительного восстановления и печь окончательного восстановления и загружают в плавильный аппарат-газогенератор, в то время как восстановительный газ, вырабатываемый этим плавильным аппаратом-газогенератором вследствие сжигания угля, подают снизу через трубы для подачи восстановительного газа последовательно в печь окончательного восстановления, печь предварительного восстановления и печь предварительного нагревания для восстановления загруженной в эти печи измельченной железной руды, и который включает перекрытие каждой из труб для выпуска железной руды, соединяющих между собой соседние печи, на начальном этапе рабочего процесса, создание кипящего слоя в каждой печи с кипящим слоем путем подачи в нее снизу восстановительного газа и загрузки измельченной железной руды сверху, увеличение высоты кипящего слоя до такого уровня, при котором самая верхняя часть этого слоя расположена в той же плоскости, что и впускное отверстие соответствующей трубы для выпуска железной руды, и постепенное открытие трубы для выпуска железной руды после стабилизации кипящего слоя.