UA57144C2

UA57144C2 - Method and device for thermally treating agglomerates (variants)

Info

Publication number: UA57144C2
Application number: UA2000116791A
Authority: UA
Inventors: Оскар Паммер; Ханс Стіасні; Ханс Стиасни
Original assignee: Фоест-Альпіне Індустріанлагенбау Гмбх; Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2003-06-16
Also published as: WO1999063122A1; ATA94498A; BR9910831A; AT406780B; WO1999063122A8; RU2218431C2

Abstract

The invention relates to a method for thermally treating agglomerates in a number of successive handling zones in a reactor. According to the invention, the agglomerates are continuously fed to a feeding zone, are dried and heated in a drying and heating zone arranged downstream from the feeding zones, and are combusted in a combustion zone arranged downstream from the heating zone. In addition, the agglomerates are cooled in a cooling zone arranged downstream from the combustion zone, and are withdrawn from the reactor in a withdrawing zone arranged downstream from the cooling zone. A combustible gas mixture is fed into the reactor in a gas delivery zone which is arranged immediately in front of the withdrawing zone in the direction of movement of the agglomerates. Said gas mixture is ignited in a combustion zone and is withdrawn from the reactor as waste gas. The invention also relates to an installation for carrying out the method. Using the inventive method, high-quality agglomerates can be combusted in an especially energy-efficient manner.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до способу термічної обробки агломератів, зокрема, високотемпературного випалення окатишів, які містять оксид заліза, у декількох послідовних зон обробки в реакторі, зокрема, в шахтній печі, по якому агломерати постійно подають в зону завантаження, де вони утворюють шар, висушують і нагрівають в зоні сушіння і нагріву, наступній за зоною завантаження, обпалюють в зоні випалення, наступній за зоною нагріву, охолоджують в зоні охолоджування, наступній за зоною випалення, і вивантажують з реактора в зоні вивантаження, наступній за зоною охолоджування. 70 Відома велика кількість способів термічної обробки агломератів, що включають використання, зокрема, окатише-обпалювальних машин і окатише-обпалювальних шахтних печей, які використовують для високотемпературного випалення окатишів руди.The invention relates to a method of heat treatment of agglomerates, in particular, high-temperature firing of pellets containing iron oxide, in several successive treatment zones in a reactor, in particular, in a shaft furnace, through which agglomerates are constantly fed to the loading zone, where they form a layer, dry and heat in the drying and heating zone following the loading zone, fired in the firing zone following the heating zone, cooled in the cooling zone following the firing zone, and discharged from the reactor in the discharge zone following the cooling zone. 70 A large number of methods of heat treatment of agglomerates are known, including the use, in particular, of pellet-burning machines and pellet-burning mine furnaces, which are used for high-temperature burning of ore pellets.

Високотемпературне випалення окатишів руди на окатише-обпалювальних машинах звичайно здійснюється на пересувних гратках з газовими ковпаками. Окатише-обпалювальні машини мають різні зони обробки у 12 напрямку руху пересувної гратки, а саме - зону сушіння, зону випалення і зону охолоджування. Ці зони можуть бути розділені, наприклад, на різні зони сушіння, зону нагріву, зону випалення і перевипалення і різні зони охолоджування. Необхідне технологічне тепло звичайно вводять в процес головним чином або виключно за рахунок гарячих газів. Ці гарячі гази виробляються в камерах згоряння шляхом спалення твердих видів палива, які знаходяться в рідкій, газоподібній або пилоподібній формі, і потім проходять в газові ковпаки. Оскільки відпрацьовані гази згоряння іноді дуже гарячі, то для того, щоб утилізувати їх тепло, використовують різні системи рециркуляції газу.High-temperature firing of ore pellets on pellet-burning machines is usually carried out on mobile grates with gas caps. Pellet-burning machines have different processing zones in the 12 direction of movement of the movable grating, namely, the drying zone, the firing zone and the cooling zone. These zones can be divided, for example, into different drying zones, a heating zone, a firing and refiring zone, and different cooling zones. The necessary technological heat is usually introduced into the process mainly or exclusively due to hot gases. These hot gases are produced in the combustion chambers by burning solid fuels, which are in liquid, gaseous or dusty form, and then pass into the gas caps. Since the spent combustion gases are sometimes very hot, various gas recirculation systems are used to dispose of their heat.

У іншому способі високотемпературного випалення окатишів руди, способі конвеєрної/карусельної трубчастої печі, потрібні три вузли для окремих фаз термообробки: конвеєрна сушарка з попереднім нагрівом, карусельна трубчаста піч і пристрій охолоджування окатишів. Цей спосіб має ту перевагу, що можливе регулювання окремих с фаз термічної обробки. Однак три пристрої, необхідні для цього способу, зумовлюють високі капіталовкладенняі (9 експлуатаційні витрати. Інший недолік полягає у високому рівні стирання матеріалу руди в карусельній трубчастій печі.Another high-temperature ore pellet firing method, the conveyor/carousel tube furnace method, requires three assemblies for the separate heat treatment phases: a preheat conveyor dryer, a carousel tube furnace, and a pellet cooling unit. This method has the advantage that it is possible to regulate individual c phases of heat treatment. However, the three devices required for this method cause high capital investment and (9) operating costs. Another disadvantage is the high level of attrition of the ore material in the rotary tube furnace.

У окатише-обпалювальній шахтній печі реалізований інший прийнятний варіант способу високотемпературного випалення окатишів руди. У цьому способі гарячі гази згоряння нагнітають у піч або в шар М у верхній частині печі, внаслідок чого відбувається випалення окатишів при високій температурі. Обпалені «Її окатиші охолоджують за рахунок нагнітання охолоджуючого повітря через відвідну область шахтної печі, при цьому охолоджуюче повітря підіймається вгору і проходить крізь шар окатишів в печі і, таким чином, забирає -- тепло від обпалених окатишів. Повітря, яке було нагріте таким чином, вносить свою частку тепла разом з ї- гарячими газами згоряння у випалення окатишів і в сушіння окатишів.Another acceptable variant of the method of high-temperature firing of ore pellets is implemented in the pellet-burning mine furnace. In this method, hot combustion gases are injected into the furnace or into the M layer at the top of the furnace, resulting in pellet firing at high temperature. Burned "Its pellets are cooled by blowing cooling air through the exhaust area of the shaft furnace, while the cooling air rises up and passes through the layer of pellets in the furnace and thus takes away heat from the fired pellets. The air, which has been heated in this way, contributes its share of heat together with its hot combustion gases to the burning of the pellets and to the drying of the pellets.

Зо У окатише-обпалювальних машинах нагрів шару окатишів, розміщеного на гратці, продовжується доти, поки о навіть окатиші, які лежать на самому дні шару, не будуть повністю обпалені.In pellet-burning machines, the heating of the layer of pellets placed on the grid continues until even the pellets lying at the very bottom of the layer are completely burned.

Недолік цього полягає в тому, що окатиші, які знаходяться у верхній частині шару, хоча вони вже повністю обпалені, продовжують нагріватися просто тому, що окатиші в нижніх областях шару ще не нагрілися до « температури випалення або щонайменше не прогрілися протягом достатнього часу. Цей факт неминуче веде до З підвищеного споживання енергії і до обмеження продуктивності пристрою, а також до різної якості окатишів в с різних частинах шару.The disadvantage of this is that the pellets in the upper part of the layer, although they are already completely fired, continue to heat simply because the pellets in the lower regions of the layer have not yet heated up to the "firing temperature" or at least have not heated up for a sufficient time. This fact inevitably leads to C increased energy consumption and to limiting the productivity of the device, as well as to different quality of pellets in c different parts of the layer.

Із» Шахтна піч не має цього недоліку, але в технології шахтних печей, навіть при малих діаметрах шахти, малоймовірне досягнення рівномірного нагріву окатишів газами згоряння, які нагнітають збоку. Отже, продуктивність окатише-обпалювальних шахтних печей вельми обмежена. Найбільші шахтні печі в цей час 42 мають придатну продуктивність близько 500 000 тонн. Таким чином, пристрій для виробництва 2,бмлн.т і-й окатишів/рік вимагає використання п'яти шахтних печей і тільки одного пристрою пересувної гратки. -і Подальше підвищення продуктивності звичайних окатише-обпалювальних шахтних печей малоймовірне через проблему нерівномірності споживання енергії по поперечному перетину. - По тій же причині окатише-обпалювальні шахтні печі придатні лише для випалення окатишів, які містять в ї» 20 основному магнетитові руди, оскільки оксидування магнетиту з утворенням гематиту є екзотермічним процесом і тому має значний енергетичний вплив на процес випалення. Велика кількість енергії, необхідної для випаленняThe mine furnace does not have this drawback, but in the technology of mine furnaces, even with small diameters of the mine, it is unlikely to achieve uniform heating of the pellets with combustion gases that are injected from the side. Therefore, the productivity of pellet-burning mine furnaces is very limited. The largest mine furnaces at this time 42 have a usable capacity of about 500,000 tons. Thus, a device for the production of 2.bmln.t i-th pellets/year requires the use of five mine furnaces and only one mobile grate device. - and Further increase in productivity of conventional pellet-burning mine furnaces is unlikely due to the problem of uneven energy consumption across the cross-section. - For the same reason, pellet-burning mine furnaces are suitable only for burning pellets that contain mainly magnetite ores, since the oxidation of magnetite with the formation of hematite is an exothermic process and therefore has a significant energy impact on the burning process. A large amount of energy required for combustion

Т» окатишів, які містять гематитові руди, не може бути рівномірно розподілена по поперечному перетину шахти.T" of pellets containing hematite ores cannot be evenly distributed across the cross-section of the mine.

Однак ця умова є обов'язковою для виробництва окатишів рівномірно високої якості.However, this condition is mandatory for the production of uniformly high-quality pellets.

У ОБЕ-С 27 00 485 описаний спосіб випалення окатишів залізняку, в якому сірі окатиші висушують і 52 заздалегідь нагрівають в конвеєрній печі, а потім обпалюють в шахтній печі і після цього охолоджують. ДляOBE-S 27 00 485 describes a method of burning iron ore pellets, in which gray pellets are dried and 52 preheated in a conveyor furnace, and then fired in a mine furnace and then cooled. For

ГФ) зниження споживання енергії в технологічному процесі гази, що використовуються для охолоджування обпалених окатишів, пропускають через технологічні етапи випалення, попереднього нагріву і сушіння о протитоком до окатишів. Крім того, частина газів, що використовуються для сушіння сірих окатишів, використовують для охолоджування обпалених гранул. 60 Спосіб, запропонований в ОЕ-С 27 00 485, нічого не вносить у вирішення проблеми низької продуктивності окатише-обпалювальної шахтної печі. Пічний пристрій, згідно з описом, являє собою конвеєрну піч і шість шахтних печей. Тому даний спосіб є негативним відносно необхідних капіталовкладень. Наступна проблема складається в тому, що заздалегідь нагріті або заздалегідь обпалені окатиші повинні бути вивантажені із конвеєрної печі і потім подані в шахтну піч (печі). Як показує досвід, це веде до високого рівня стирання бо окатишів, що також небажано.HF) reduction of energy consumption in the technological process, the gases used to cool the fired pellets are passed through the technological stages of firing, preheating and drying in a countercurrent flow to the pellets. In addition, part of the gases used for drying gray pellets are used to cool the fired pellets. 60 The method proposed in OE-C 27 00 485 contributes nothing to solving the problem of low productivity of the pellet-burning mine furnace. The furnace device, according to the description, is a conveyor furnace and six shaft furnaces. Therefore, this method is negative in relation to the necessary capital investments. The next problem is that the preheated or prefired pellets must be unloaded from the conveyor furnace and then fed into the shaft furnace(s). As experience shows, this leads to a high level of attrition of the pellets, which is also undesirable.

Таким чином, задача даного винаходу складається в створенні способу термічної обробки агломератів, зокрема, високотемпературного випалення окатишів, які містять оксид заліза, в якому усунені недоліки, характерні для відомої технології.Thus, the task of this invention is to create a method of thermal treatment of agglomerates, in particular, high-temperature firing of pellets containing iron oxide, which eliminates the shortcomings characteristic of the known technology.

Зокрема, спосіб по винаходу повинен забезпечити можливість експлуатації окатише-обпалювальних шахтних печей з істотно підвищеною продуктивністю в порівнянні з відомими способами або печами. Крім того, спосіб по винаходу повинен відрізнятися високою ефективністю використання енергії і тому бути дуже економічним. Крім того, спосіб по винаходу також повинен годитися для випалення окатишів, які містять високі рівні гематитових руд. 70 По винаходу, ця задача вирішується тим, що в зоні подачі газу, розташованій безпосередньо перед зоною вивантаження в напрямку руху агломератів, в реактор вводять горючу газову суміш, яка проходить через нього протитоком відносно агломератів, загоряється на переході із зони охолоджування в зону випалення і виводиться з реактора у вигляді відпрацьованого газу в зоні виходу, розташованій безпосередньо перед зоною завантаження в напрямку руху потоку газу.In particular, the method according to the invention should ensure the possibility of operating pellet-burning mine furnaces with significantly increased productivity compared to known methods or furnaces. In addition, the method according to the invention should be characterized by high efficiency of energy use and therefore be very economical. In addition, the method according to the invention should also be suitable for firing pellets that contain high levels of hematite ores. 70 According to the invention, this problem is solved by the fact that in the gas supply zone, located immediately in front of the discharge zone in the direction of the agglomerate movement, a combustible gas mixture is introduced into the reactor, which passes through it in a countercurrent to the agglomerates, ignites at the transition from the cooling zone to the burning zone and is removed from the reactor in the form of spent gas in the exit zone located immediately before the loading zone in the direction of the gas flow.

Спосіб по винаходу вперше забезпечує можливість вирішити проблему нерівномірної подачі енергії в окатише-обпалювальні шахтні печі, оскільки енергія вводиться не зовні шляхом подачі гарячих газів згоряння, а зсередини шару за рахунок згоряння горючої газової суміші, що мимовільно загоряється. У результаті діаметр шахти більше не є обмежуючим чинником для її потужності; з одного боку, можна експлуатувати окатише-обпалювальні шахтні печі з великим діаметром і, відповідно, підвищеною продуктивністю, а з іншого боку, шахтна піч цього типу вже не обмежується випаленням сірих окатишів, які містять в основному магнетитові руди. Вперше також з'являється можливість обпалювати в шахтній печі окатиші, які містять в основному гематитові руди, без відхилення якості обпалених окатишів або недостатньо рівномірного випалення.The method according to the invention for the first time provides an opportunity to solve the problem of uneven supply of energy in pellet-burning mine furnaces, since the energy is not introduced externally by supplying hot combustion gases, but from inside the layer due to the combustion of a combustible gas mixture that ignites spontaneously. As a result, the shaft diameter is no longer a limiting factor for its capacity; on the one hand, it is possible to operate pellet-burning mine furnaces with a large diameter and, accordingly, increased productivity, and on the other hand, a mine furnace of this type is no longer limited to burning gray pellets, which mainly contain magnetite ores. For the first time, it is also possible to burn pellets, which mainly contain hematite ores, in a mine furnace, without deviating the quality of the fired pellets or insufficiently uniform firing.

Крім того, сірі окатиші можуть також містити добавки, звичайні для випалення окатишів, такі як зв'язуючі, твердий вуглець і т.д. сIn addition, the gray pellets may also contain additives common to firing pellets, such as binders, solid carbon, etc. with

Горюча газова суміш нагрівається по мірі підйому по шахтній печі і в ході цього процесу охолоджує вже випалені окатиші, які рухаються протитоком униз. Горюча газова суміш, яка загоряється на переході із зони і) охолоджування в зону випалення, згоряє в зоні випалення в межах області, яка визначена великою кількістю параметрів. Просторові розміри цієї області і температури, які мають перевагу в зоні випалення, можуть бути відрегульовані складом і швидкістю течії горючої газової суміші, таким чином, щоб забезпечити «г зо високотемпературне випалення окатишів, які додатково або головним чином містять гематитові руди.The combustible gas mixture heats up as it rises through the mine furnace and during this process cools the already fired pellets, which move countercurrently down. The combustible gas mixture, which ignites at the transition from zone i) cooling to the combustion zone, burns in the combustion zone within the area defined by a large number of parameters. The spatial dimensions of this area and the temperatures that prevail in the firing zone can be adjusted by the composition and flow rate of the combustible gas mixture in such a way as to ensure high-temperature firing of pellets that additionally or mainly contain hematite ores.

Відповідно до переважного варіанту здійснення способу по винаходу, горючу газову суміш і негорючу газову - суміш по черзі вводять в шахтну піч в зоні подачі газу. «-According to the preferred embodiment of the method according to the invention, a combustible gas mixture and a non-combustible gas mixture are alternately introduced into the shaft furnace in the gas supply zone. "-

Після спалення горючої газової суміші протягом певного часу, необхідного для випалення окатишів в зоні випалення, подачу горючої газової суміші припиняють і в шар нагнітають негорючу газову суміш. Негорюча ї- зв газова суміш, яка також підіймається вгору в шар, охолоджує вже обпалені окатиші. У ході цього процесу шар, ю який знаходиться в зоні випалення і в якому перед цим відбувалося згоряння або переважали температури випалення окатишів, охолоджується нижче за температуру загоряння горючої газової суміші, і велика частина теплової енергії, що міститься в шарі окатишів в зоні випалення, передається окатишам, що знаходяться вище, таким чином нагріваючи ці окатиші щонайменше до температури загоряння горючої газової суміші. «After the combustion of the combustible gas mixture within a certain time required for the burning of pellets in the combustion zone, the supply of the combustible gas mixture is stopped and a non-combustible gas mixture is injected into the layer. A non-combustible gas mixture, which also rises up into the layer, cools already burned pellets. In the course of this process, the layer that is in the combustion zone and in which combustion took place before that or where pellet combustion temperatures prevailed is cooled below the ignition temperature of the combustible gas mixture, and a large part of the thermal energy contained in the pellet layer in the combustion zone is transferred pellets above, thus heating these pellets at least to the ignition temperature of the combustible gas mixture. "

По закінченні цього процесу теплопередачі, тобто, коли шар не повністю обпалених окатишів, який лежить ств) с безпосередньо над обпаленими окатишами, набуває температуру загоряння, горючу газову суміш знов нагнітають у шахтну піч у зоні подачі газу, і ця горюча газова суміш знов мимовільно загоряється ;» безпосередньо над обпаленими окатишами.At the end of this heat transfer process, that is, when the layer of incompletely burned pellets, which lies directly above the burned pellets, reaches the ignition temperature, the combustible gas mixture is again pumped into the shaft furnace in the gas supply zone, and this combustible gas mixture spontaneously ignites again ;" directly above the burnt pellets.

У будь-якому випадку, легко визначити дослідним шляхом, як довго або яку кількість негорючої газової суміші необхідно пропускати крізь шар, щоб отримати температурний розподіл, який описаний вище. с Таке зміцнення окатишів шляхом почергового спалення газової суміші в зоні випалення і передачі тепла до окатишів, які ще не обпалені, здійснюється без перерв, що забезпечує можливість безперервного виробництва.In any case, it is easy to determine experimentally how long or what amount of non-combustible gas mixture must be passed through the bed to obtain the temperature distribution described above. c Such strengthening of the pellets by alternating burning of the gas mixture in the firing zone and heat transfer to the pellets, which have not yet been fired, is carried out without interruption, which ensures the possibility of continuous production.

Ш- Даний варіант способу по винаходу відрізняється особливо низьким споживанням енергії і, отже, незначним - впливом на навколишнє середовище, оскільки повторюване перемикання між операціями згоряння і теплопередачі означає, що енергія, що подається, використовується оптимальним чином. ве Оскільки необхідний період випалення може бути встановлений точно, то обпалені окатиші мають рівномірно ї» високу якість.Sh- This variant of the method according to the invention is characterized by particularly low energy consumption and, therefore, a negligible impact on the environment, since repeated switching between combustion and heat transfer operations means that the supplied energy is used optimally. Since the required firing period can be precisely set, the fired pellets have a uniformly high quality.

Відповідно до інших переважних варіантів способу по винаходу, подача газу в зоні подачі газу і відведення газів в зоні виходу рівномірно розподілені по поперечному перетину шахтної печі. Механізм введення енергії по ов винаходу, який здійснюється більш рівномірно по поперечному перетину шахтної печі, додатково поліпшений за рахунок того, що горючу газову суміш і негорючу газову суміш подають рівномірно по поперечному перетинуAccording to other preferred variants of the method according to the invention, the gas supply in the gas supply zone and the removal of gases in the outlet zone are evenly distributed over the cross-section of the mine furnace. The energy input mechanism according to the invention, which is carried out more evenly across the cross-section of the mine furnace, is additionally improved due to the fact that the combustible gas mixture and the non-combustible gas mixture are fed uniformly across the cross-section

Ф) шахтної печі. Рівномірне по поперечному перетину відведення газів в зоні виходу також забезпечує ефект ка інтенсифікації цього механізму по винаходу.F) mine furnace. Even across the cross-section, the removal of gases in the exit zone also ensures the effect of intensification of this mechanism according to the invention.

Горюча газова суміш може містити як компоненти метан (СН /, низький вміст вищих вуглеводнів) і/або бо Монооксид вуглецю (СО) або водень (Но), якщо необхідно - також мати деякий вміст вищих в порівнянні з метаном вуглеводнів, таких як етан, пропан, етилен або ацетилен. Однак спосіб по винаходу не обмежений використанням перерахованих горючих газів, і можливе використання будь-яких горючих речовин, що знаходяться в даних технологічних умовах в газоподібному стані.The combustible gas mixture can contain as components methane (CH /, low content of higher hydrocarbons) and/or carbon monoxide (CO) or hydrogen (H2), if necessary - also have some content of higher hydrocarbons compared to methane, such as ethane, propane, ethylene or acetylene. However, the method according to the invention is not limited to the use of listed combustible gases, and it is possible to use any combustible substances that are in the given technological conditions in a gaseous state.

Співвідношення компонентів горючої газової суміші повинне бути таким, щоб під час згоряння цієї суміші 65 Ддосягалися температури, необхідні для високотемпературного випалення окатишів.The ratio of the components of the combustible gas mixture should be such that during the combustion of this 65 D mixture, the temperature required for high-temperature burning of pellets is reached.

Що стосується джерел компонентів горючого газу, можливе використання газу з дуже широкого діапазону джерел. Особливо потрібно згадати природний газ (в основному СНі), топковий газ (близько 28 - З395СО, 6 - 1296 205,2 - 495 Но», інше -М»), коксовий газ (близько 6190Н»о, 26956 СНу, 596СО, 295 СО», 295 Мо, З95 вищі вуглеводні), генераторний газ (близько 2995620, 5595 Мо, 1195 Но, 695 СО»), синтез-газ (в основному СО і Нео) і різні інші відновні гази, які утворюються, наприклад, в установках для риформінгу газу або в плавильно-газифікаційних апаратах під час плавлення рідкого чушкового чавуну з губчастого заліза шляхом газифікації вугілля з киснем, або утворюються у вигляді конвертерних відпрацьованих газів, або, після прямого відновлення оксидів металу, у вигляді частково прореагувавшого відновного газу. Частково прореагувавший відновний газ, який утворюється, наприклад, в технологічному процесі СОКЕХ, має приблизно такий склад: 7/0 близько 4595620, 3295 СО», 16905 Но, 296 СНу, 390 Мо.As for the sources of the combustible gas components, it is possible to use gas from a very wide range of sources. It is especially necessary to mention natural gas (mainly SN), fuel gas (about 28 - З395СО, 6 - 1296 205.2 - 495 Но», other -М»), coke gas (about 6190Н»о, 26956 СНу, 596СО, 295 CO", 295 Mo, Z95 higher hydrocarbons), generator gas (about 2995620, 5595 Mo, 1195 No, 695 СО"), synthesis gas (mainly CO and Neo) and various other reducing gases that are formed, for example, in in gas reforming plants or in smelting-gasification apparatus during the melting of liquid pig iron from sponge iron by gasification of coal with oxygen, or are formed in the form of converter waste gases, or, after direct reduction of metal oxides, in the form of partially reacted reducing gas. Partially reacted reducing gas, which is formed, for example, in the SOKEK technological process, has approximately the following composition: 7/0 about 4595620, 3295 СО», 16905 Но, 296 СНу, 390 Мо.

Як компонент, сприяючий згорянню, горюча газова суміш містить газ, в якому є кисень, наприклад, повітря або технічний кисень, що отримується в установці для розділення повітря, або суміш повітря з киснем.As a component contributing to combustion, the combustible gas mixture contains a gas in which there is oxygen, for example, air or industrial oxygen obtained in an air separation unit, or a mixture of air and oxygen.

Щоб забезпечити можливість регулювання ширини фронту випалення і, отже, просторового розміру прошарку, який термічно обробляється згоряючою газовою сумішшю, а також температури згоряння, 7/5 бпіввідношення горючого газу і газу, який містить кисень, в горючій газовій суміші може регулюватися.To provide the ability to adjust the width of the combustion front and, therefore, the spatial size of the layer that is thermally treated by the combustible gas mixture, as well as the combustion temperature, the 7/5 b ratio of the combustible gas to the gas that contains oxygen in the combustible gas mixture can be adjusted.

Переважно, це співвідношення регулюють як функцію температурного профілю, переважаючого по висоті шахтної печі, зокрема, температури в зоні випалення, і/або просторового розміру зони випалення.Preferably, this ratio is regulated as a function of the temperature profile prevailing along the height of the blast furnace, in particular, the temperature in the firing zone, and/or the spatial size of the firing zone.

У способі по винаходу швидкість, при якій горюча газова суміш і негорюча газова суміш протікають крізь шар агломератів, переважно може регулюватися.In the method according to the invention, the speed at which the combustible gas mixture and the non-combustible gas mixture flow through the layer of agglomerates can preferably be adjusted.

Швидкість подавання горючої газової суміші переважно вище або рівна її "швидкості полум'я". Це дає можливість запобігти зворотному удару фронту полум'я в прошарок, який вже обпалений. У іншому випадку прошарок, який вже обпалений, буде знов нагріватися газовою сумішшю, що згоряє всередині неї, і ефективність використання енергії знизиться. Вираз "швидкість полум'я" потрібно розуміти як швидкість поширення фронту полум'я згоряючої газової суміші при даному тиску, даній температурі і при даному складі. счThe supply speed of the combustible gas mixture is preferably higher than or equal to its "flame speed". This makes it possible to prevent the backlash of the flame front into a layer that has already been burned. Otherwise, the interlayer, which has already been burned, will be heated again by the gas mixture burning inside it, and the efficiency of energy use will decrease. The expression "flame speed" should be understood as the speed of propagation of the flame front of a burning gas mixture at a given pressure, a given temperature and a given composition. high school

Швидкість подавання газу негорючої газової суміші повинна бути відрегульована так, щоб під час операції забезпечити оптимальну передачу теплової енергії від обпаленого шару шарові необпалених гранул, які лежать і) над цим обпаленим шаром. Зокрема, необхідно забезпечити, щоб після операції теплопередачі в цьому шарі необпалених гранул по всьому поперечному перетину шахтної печі переважною була щонайменше температура загоряння, і що температура не впаде нижче за цю температуру, так що горюча газова суміш, яка буде введена «Е зо на наступному технологічному етапі, також запалає і згорить при рівномірному розподілі по всьому поперечному перетину шахтної печі. -The gas supply rate of the non-combustible gas mixture must be adjusted so that during the operation, the optimal transfer of thermal energy from the fired layer to the layer of unfired granules lying i) above this fired layer is ensured. In particular, it is necessary to ensure that after the heat transfer operation in this layer of unfired pellets throughout the cross-section of the shaft furnace, at least the ignition temperature is predominant, and that the temperature does not fall below this temperature, so that the combustible gas mixture that will be introduced "E zo on the next technological stage, also ignites and burns with uniform distribution over the entire cross-section of the mine furnace. -

Переважно, швидкість газу знов-таки регулюють як функцію температурного профілю, який переважає по «- висоті шахтної печі, зокрема, температури в зоні випалення, і/або просторового розміру зони випалення.Preferably, the gas velocity is again regulated as a function of the temperature profile that prevails over the height of the blast furnace, in particular, the temperature in the firing zone, and/or the spatial size of the firing zone.

Таким чином, для даної геометрії шахти управління технологічним процесом регулюють великою кількістю ї- параметрів: типом і складом горючого газу, співвідношенням газу і газу, який містить кисень, в горючій ю газовій суміші, швидкістю, при якій горюча газова суміш або негорюча газова суміш проходить крізь шар, часом, за який горюча газова суміш або негорюча газова суміш проходить крізь шар, і складом агломератів.Thus, for a given mine geometry, technological process control is regulated by a large number of parameters: the type and composition of combustible gas, the ratio of gas and gas containing oxygen in the combustible gas mixture, the speed at which the combustible gas mixture or non-combustible gas mixture passes through the layer, the time during which the combustible gas mixture or non-combustible gas mixture passes through the layer, and the composition of the agglomerates.

Спочатку, для того, щоб почати процес необхідно, щоб в зоні випалення встановилися температури, необхідні для подальшого загоряння горючої газової суміші. «First, in order to start the process, it is necessary that the temperatures necessary for further ignition of the combustible gas mixture are established in the combustion zone. "

Відповідно до одного з варіантів здійснення, з цією метою горючу газову суміш запалюють в зоні загоряння, з с розташованій перед зоною виходу в напрямку потоку газу. Для цього горючу газову суміш вводять в шахтну піч в зоні подачі газу як в подальшій операції випалення, запалюють шляхом зовнішньої подачі енергії і виводять з ;» шахтної печі у вигляді відпрацьованого газу в зоні виходу. Запалювання горючої газової суміші необхідне лише при запуску процесу.According to one of the implementation options, for this purpose, the combustible gas mixture is ignited in the ignition zone, with c located in front of the exit zone in the direction of the gas flow. For this, the combustible gas mixture is introduced into the mine furnace in the gas supply zone as in the subsequent firing operation, ignited by external energy supply and removed from the of the mine furnace in the form of waste gas in the exit zone. Ignition of the combustible gas mixture is necessary only at the start of the process.

Згідно з варіантом здійснення, більш переважним в порівнянні з попереднім, зона загоряння розташована між с зоною виходу і наступною зоною випалення. Горюча газова суміш під час запуску процесу проходить крізь шар агломератівAccording to the variant implementation, which is more preferable compared to the previous one, the ignition zone is located between the exit zone and the next burning zone. The combustible gas mixture passes through the layer of agglomerates during the start of the process

Ш- при швидкості, яка нижче за швидкість полум'я горючої газової суміші. У результаті фронт полум'я горючої - газової суміші може мігрувати вниз і по мірі переміщення висушує і нагріває ще необпалені агломерати. Коли 5р фронт полум'я досягає зони випалення, швидкість газу збільшується в достатній мірі, щоб фронт полум'я більше ве не мігрував униз, а залишався на місці. ї» Згідно з іншим варіантом запуску технологічного процесу по винаходу, шахтну піч заповнюють вже обпаленими агломератами приблизно трохи нижче за рівень зони випалення; однак температура цих агломератів нижче за температуру загоряння горючої газової суміші. Потім зону випалення шахтної печі ов заповнюють прошарком обпалених агломератів, температура яких вище за температуру загоряння горючої газової суміші, після чого шахтну піч заповнюють агломератами до рівня зони завантаження. Температура (Ф, агломератів, що подаються в зону випалення, така, що, коли буде подаватися горюча газова суміш, ці ка агломерати все ще будуть мати щонайменше температуру загоряння або навіть вище, так що горюча газова суміш загоряється мимовільно. во Згідно з наступним варіантом запуску технологічного процесу по винаходу, температури, необхідні в зоні випалення, створюються за рахунок того, що в шар, розташований в зоні випалення, введені фурми, через які подають гарячі відпрацьовані гази згоряння. Ці фурми можуть бути введені в зону випалення збоку, через оболонку реактора, або згори, а після нагріву агломератів в зоні випалення вище за температуру загоряння горючої газової суміші їх можна прибрати. Потім починають подачу горючої газової суміші. 65 Звісно, існують і інші варіанти, які можна рекомендувати фахівцю в даній галузі для запуску процесу по винаходу. Як приклад можна згадати наступні варіанти: укладання по всій зоні випалення нагрівального дроту,Sh- at a speed that is lower than the speed of the flame of a combustible gas mixture. As a result, the flame front of the combustible-gas mixture can migrate downward and, as it moves, dries and heats the still unfired agglomerates. When the 5p flame front reaches the burning zone, the gas velocity increases sufficiently so that the flame front no longer migrates down, but remains in place. According to another variant of starting the technological process according to the invention, the mine furnace is filled with already fired agglomerates approximately slightly below the level of the firing zone; however, the temperature of these agglomerates is lower than the ignition temperature of the combustible gas mixture. Then the firing zone of the mine furnace is filled with a layer of burned agglomerates, the temperature of which is higher than the ignition temperature of the combustible gas mixture, after which the mine furnace is filled with agglomerates to the level of the loading zone. The temperature (F) of the agglomerates fed to the firing zone is such that when the combustible gas mixture is fed, these agglomerates will still be at least at or above the ignition temperature, so that the combustible gas mixture ignites spontaneously. According to the following option starting the technological process according to the invention, the temperatures required in the combustion zone are created due to the fact that nozzles are introduced into the layer located in the combustion zone, through which hot exhaust gases are supplied. These nozzles can be introduced into the combustion zone from the side, through the shell of the reactor, or from above, and after heating the agglomerates in the firing zone above the ignition temperature of the combustible gas mixture, they can be removed. Then the supply of the combustible gas mixture begins. 65 Of course, there are other options that can be recommended to a person skilled in the art for starting the process according to the invention . As an example, the following options can be mentioned: laying the heating wire throughout the burning zone,

який потім електрично нагрівається в мірі, достатній для загоряння горючій газовій суміші, що протікає через цю зону, або, як інший варіант, заповнення шахтної печі агломератами до зони випалення включно і пропускання гарячих відпрацьованих газів згоряння крізь шар згори, тобто зовні зони випалення, вниз, поки зона випалення не буде мати необхідну температуру загоряння.which is then electrically heated to an extent sufficient to ignite the combustible gas mixture flowing through this zone, or, alternatively, filling the shaft furnace with agglomerates up to and including the firing zone and passing the hot exhaust gases through the layer from above, that is, outside the firing zone, downwards until the firing zone has the required ignition temperature.

Спосіб по винаходу відрізняється особливо повним використанням тепла, що відходить, і відпрацьованих газів, що формуються.The method according to the invention is characterized by a particularly full use of the outgoing heat and the waste gases that are formed.

Згідно з переважним варіантом здійснення способу, з цією метою негорючу газову суміш, яка проходить крізь шар в фазі теплопередачі, формують з щонайменше частково рециркульованого відпрацьованого газу, 7/о Відведеного з шахтної печі в зоні виходу, або повітря, або суміші відпрацьованого газу і повітря.According to the preferred embodiment of the method, for this purpose, the non-combustible gas mixture that passes through the layer in the heat transfer phase is formed from at least partially recycled waste gas, 7/o removed from the mine furnace in the exit zone, or air, or a mixture of waste gas and air .

У цьому випадку особливо переважна щонайменше часткова рециркуляція відпрацьованого газу з іншого процесу згоряння. Це може бути, наприклад, відпрацьований газ з іншої окатише-обпалювальної шахтної печі, яка, можливо, експлуатується з використанням способу по винаходу, але можна також використати димовий газ з будь-якого бажаного джерела.In this case, at least partial recirculation of waste gas from another combustion process is particularly preferred. This can be, for example, waste gas from another pellet-burning mine furnace, which may be operated using the method according to the invention, but it is also possible to use flue gas from any desired source.

Тому в даному контексті вираз "відпрацьований газ" потрібно розуміти і як негорючу газову суміш, що відводиться в зоні виходу, і як продукти згоряння горючої газової суміші.Therefore, in this context, the expression "waste gas" should be understood both as a non-flammable gas mixture that is discharged in the exit zone, and as products of combustion of a combustible gas mixture.

Згідно з наступним варіантом способу по винаходу, бар'єрний газ, переважно повітря, вводять в шахтну піч після зони подачі газу в напрямку потоку матеріалу. Це повітря, з одного боку, може використовуватися для додаткового охолоджування обпалених агломератів, а з іншого боку, використовується також для ущільнення 2о шахтної печі біля дна, так що інші гази не можуть просочуватися.According to the following variant of the method according to the invention, the barrier gas, preferably air, is introduced into the shaft furnace after the gas supply zone in the direction of the material flow. This air, on the one hand, can be used for additional cooling of the fired agglomerates, and on the other hand, it is also used to seal the 2o shaft furnace near the bottom, so that other gases cannot seep through.

Винахід також відноситься до пристрою для здійснення способу по винаходу.The invention also relates to a device for implementing the method according to the invention.

Пристрій цього типу містить щонайменше один реактор, переважно щонайменше одну шахтну піч. Реактор має верхню зону завантаження, в яку завантажують агломерати за допомогою завантажувального пристрою.A device of this type contains at least one reactor, preferably at least one shaft furnace. The reactor has an upper loading zone into which agglomerates are loaded using a loading device.

Крім того, реактор має нижню зону вивантаження, з якої оброблені агломерати вивантажують за допомогою с 2г5 розвантажувального пристрою. Зона виходу, розташована під зоною завантаження, включає засоби відведення о відпрацьованого газу з реактора, а зона подачі газу, розташована між зоною завантаження і зоною вивантаження, включає засоби подачі газів.In addition, the reactor has a lower unloading zone, from which the processed agglomerates are unloaded with the help of a 2g5 unloading device. The exit zone, located below the loading zone, includes the means of removing spent gas from the reactor, and the gas supply zone, located between the loading zone and the unloading zone, includes the means of gas supply.

Пристрій цього типу відрізняється тим, що гази можуть бути подані розподіленими по суті рівномірно по поперечному перетину реактора з використанням засобів подачі газів, а відпрацьований газ може бути «Е зо Відведений з по суті рівномірним розподілом по поперечному перетину реактора з використанням засобів відведення газів. «A device of this type is distinguished by the fact that the gases can be supplied distributed essentially evenly across the cross-section of the reactor using gas supply means, and the spent gas can be "E zo" removed with an essentially uniform distribution over the cross-section of the reactor using gas removal means. "

Згідно з переважним варіантом здійснення, кожний із засобів рівномірного відведення газів і/або засобів «- рівномірної подачі газів містить щонайменше один, переважно щонайменше два брусоподібних внутрішніх фітинги, які проходять, переважно горизонтально, через зону виходу і зону подачі газу відповідно. ї-According to the preferred embodiment, each of the means of uniform removal of gases and/or means of uniform supply of gases contains at least one, preferably at least two bar-shaped internal fittings that pass, preferably horizontally, through the outlet zone and the gas supply zone, respectively. uh-

Кожний з брусоподібних внутрішніх фітингів проходить Через внутрішню частину реактора від однієї ю внутрішньої стінки реактора до протилежної внутрішньої стінки реактора і прикріплений до відповідної внутрішньої стінки реактора або проходить через оболонку реактора назовні.Each of the bar-shaped internal fittings passes through the interior of the reactor from one inner wall of the reactor to the opposite inner wall of the reactor and is attached to the corresponding inner wall of the reactor or passes through the shell of the reactor to the outside.

При переміщенні шару всередині реактора вниз, безпосередньо під брусоподібними внутрішніми фітингами утворюються канали, не заповнені матеріалом шару. Всередині цих каналів газ може розподілятися рівномірно і «When moving the layer inside the reactor down, directly under the bar-like internal fittings, channels are formed that are not filled with the material of the layer. Inside these channels, the gas can be distributed evenly and "

Може текти вгору в шар по проміжках між внутрішніми фітингами. з с Щоб забезпечити можливість створення під внутрішніми фітингами вільних від матеріалу шару каналів, . доцільно щоб у вертикальному поперечному перетині внутрішній фітинг мав таку форму, щоб його ширина в и?» самому широкому місці складала мінімум п'ять, переважно мінімум десять середніх діаметрів агломерату.Can flow up into the layer through the gaps between internal fittings. з с To ensure the possibility of creating a material-free layer of channels under the internal fittings, . It is advisable that in the vertical cross-section, the internal fitting should have such a shape that its width is у? at the widest point was at least five, preferably at least ten average diameters of the agglomerate.

Особливо переважна ширина від 15 до 25 середніх діаметрів агломерату.A width of 15 to 25 average diameters of the agglomerate is particularly preferred.

Щоб гарантувати, що всі внутрішні фітинги кожного з засобів подачі або відведення газів будуть с забезпечувати проходження достатньої кількості матеріалу, доцільно, щоб внутрішні фітинги були відділені один від одного відстанню, що становить мінімум три, переважно мінімум п'ять максимальних розмірів частинок ш- кускового матеріалу. - Форма вертикального поперечного перетину внутрішнього фітингу може бути загалом прямокутною, або квадратною, або трикутною, або трапецієподібну, або закругленою згори, при цьому особливо переважна о форма, закруглена згори, а також форма з трикутним або трапецієподібним поперечним перетином, вузька ї» сторона або кут якої звернений вгору.In order to ensure that all internal fittings of each of the means of supplying or removing gases will ensure the passage of a sufficient amount of material, it is advisable that the internal fittings are separated from each other by a distance of at least three, preferably at least five of the maximum particle sizes of the material - The shape of the vertical cross-section of the internal fitting can be generally rectangular, or square, or triangular, or trapezoidal, or rounded at the top, while the shape rounded at the top is particularly preferred, as well as the shape with a triangular or trapezoidal cross-section, a narrow side or the corner of which is turned upwards.

Згідно з іншим переважним варіантом здійснення, засоби для рівномірного відведення і/або засоби для рівномірної подачі газів виконані у вигляді газорозподільної основи, яка створена перфорованою пластиною, що проходить через весь поперечний перетин реактора.According to another preferred embodiment, means for uniform removal and/or means for uniform supply of gases are made in the form of a gas distribution base, which is created by a perforated plate passing through the entire cross section of the reactor.

Газорозподільна основа цього типу також кріпиться до внутрішніх стінок реактора або проходить Через (Ф, оболонку реактора назовні. ка Особлива перевага газорозподільної основи цього типу складається в тому, що під цією основою утворюються не тільки окремі, ізольовані канали, а ціла мережа каналів, що перетинають один одного, що бор Забезпечує особливо рівномірний розподіл газу по поперечному перетину реактора. Шар переміщується вниз через вирізи в газорозподільній основі, а газ підіймається вгору всередину шару. У разі розміщення газорозподільної основи в зоні виходу, зниження тиску, діючого у вільних від матеріалу шару каналах, зумовлює рівномірний розподіл відведення газу з реактора по всьому його поперечному перетину.The gas distribution base of this type is also attached to the inner walls of the reactor or passes through (F, the reactor shell to the outside. The special advantage of the gas distribution base of this type consists in the fact that not only separate, isolated channels are formed under this base, but a whole network of intersecting channels each other, which boron Ensures a particularly even distribution of gas across the cross section of the reactor. The layer moves down through the cutouts in the gas distribution base, and the gas rises up inside the layer. In the case of placing the gas distribution base in the exit zone, the pressure acting in the channels free from the layer material is reduced , causes a uniform distribution of gas removal from the reactor over its entire cross-section.

Знов-таки, доцільно, щоб ширина ребер між двома суміжними вирізами у випадку газорозподільної основи 65 складала мінімум п'ять, переважно мінімум десять середніх діаметрів агломерату, особливо переважна ширина від 15 до 25 середніх діаметрів агломерату.Again, it is advisable that the width of the ribs between two adjacent cutouts in the case of the gas distribution base 65 is a minimum of five, preferably a minimum of ten average agglomerate diameters, especially preferably a width of 15 to 25 average agglomerate diameters.

Крім цього, для забезпечення того, щоб шар мав достатню здатність проходити через газорозподільну основу, два суміжних ребра в газорозподільній основі відділені одне від одного відстанню, що становить мінімум три, переважно мінімум п'ять максимальних розмірів частинок кускового матеріалу.In addition, to ensure that the layer has sufficient ability to pass through the gas distribution base, two adjacent edges in the gas distribution base are separated from each other by a distance that is at least three, preferably at least five, of the maximum particle size of the lump material.

Крім того, переважно, щоб вирізи в газорозподільній основі були розташовані рядами, рівномірно віддаленими один від одного, при цьому вирізи всередині одного ряду повинні відстояти один від одного через по суті однакові інтервали, а відстань між рядами і інтервали між вирізами в ряду можуть бути різними.In addition, it is preferable that the cutouts in the gas distribution base are arranged in rows evenly spaced from each other, while the cutouts within the same row must be spaced from each other at essentially the same intervals, and the distance between the rows and the intervals between the cutouts in the row can be different .

Форма вирізів в газорозподільній основі переважно квадратна або прямокутна. Однак інші форми, наприклад, кругла або шестикутна, також прийнятні. 70 Відповідно до переважного варіанту пристрою по винаходу, над засобами подачі газу розташований пристрій для переміщення агломератів і дроблення скупчень.The shape of the cutouts in the gas distribution base is preferably square or rectangular. However, other shapes such as round or hexagonal are also acceptable. 70 According to the preferred version of the device according to the invention, a device for moving agglomerates and crushing clusters is located above the gas supply means.

Пристрій переміщення цього типу створений щонайменше однією, переважно щонайменше двома дробарками скупчень, виконаними у вигляді привідного ролика з дробильними зубцями, розподіленими по його окружності.The moving device of this type is created by at least one, preferably at least two cluster crushers, made in the form of a drive roller with crushing teeth distributed along its circumference.

Для запалювання горючої газової суміші при запуску пристрою можливий варіант розміщення одного або більше пристроїв запалювання під засобами відведення газу, в оболонці реактора. У цьому випадку переважно, щоб множина газових пальників була рівномірно розподілена по окружності реактора, так щоб при запуску пристрою горюча газова суміш могла загорятися по можливості рівномірно.For igniting the combustible gas mixture when starting the device, it is possible to place one or more ignition devices under the gas removal means, in the reactor shell. In this case, it is preferable that the set of gas burners is evenly distributed around the circumference of the reactor, so that when the device is started, the combustible gas mixture can ignite as evenly as possible.

Ряд газоподаючих ліній входить в реактор безпосередньо під засобами рівномірної подачі газів в реактор, 2о так що газ, що подається через газоподаючі лінії, нагнітається безпосередньо у вільні від шару канали.A number of gas supply lines enter the reactor directly below the means of uniform supply of gases into the reactor, 2o so that the gas supplied through the gas supply lines is injected directly into channels free from the layer.

Оскільки тиск, при якому газ нагнітається в канали, більш високий, ніж тиск його відведення з реактора в зоні виходу, то газ буде гарантовано підійматися вгору по шару.Since the pressure at which the gas is injected into the channels is higher than the pressure of its removal from the reactor in the outlet zone, the gas will be guaranteed to rise up through the layer.

Для подачі горючої газової суміші або негорючої газової суміші є головна газоподаюча лінія, яка містить газозмішуючий пристрій, наприклад, статичний змішувач, а потім розгалужується з утворенням газоподаючих сFor the supply of a combustible gas mixture or a non-flammable gas mixture, there is a main gas supply line that contains a gas mixing device, for example, a static mixer, and then branches off to form gas supply c

Ліній.Line.

Так само, як газоподаючі лінії, газовідвідні лінії входять в реактор безпосередньо під засобами (8) рівномірного відведення газів таким чином, що відпрацьований газ відводиться прямо з вільних від матеріалу шару каналів.Just like the gas supply lines, the gas outlet lines enter the reactor directly below the means (8) of uniform removal of gases in such a way that the spent gas is removed directly from the material-free channels of the layer.

Потім газовідвідні лінії сполучаються з утворенням головної газовідвідної лінії, яка сполучена по потоку «г зо З головною газоподаючою лінією, так що, наприклад, під час операції теплопередачі відпрацьований газ може циркулювати через реактор. Головна газовідвідна лінія переважно містить газоочищувальний пристрій, - наприклад, циклон або фільтр, для видалення з відпрацьованого газу пилу, який відводиться разом з «- відпрацьованим газом.The exhaust gas lines are then connected to form the main gas exhaust line, which is flow-connected with the main gas supply line, so that, for example, during a heat transfer operation, waste gas can circulate through the reactor. The main exhaust line preferably contains a gas cleaning device, such as a cyclone or a filter, to remove dust from the exhaust gas, which is removed together with the exhaust gas.

Лінії для подачі газу, що містить кисень, і для подачі горючого газу входять в головну газоподаючу лінію в. з5 перед газозмішувальним пристроєм. юThe lines for the supply of gas containing oxygen and for the supply of combustible gas are included in the main gas supply line in. c5 in front of the gas mixing device. yu

Всі газоподаючі лінії і газовідвідні лінії у відповідних точках оснащені засобами контролю, наприклад, керованими клапанами, і пристроями наддуву газу, наприклад, вентиляторами.All gas supply lines and gas outlet lines are equipped at appropriate points with means of control, for example, controlled valves, and devices for boosting gas, for example, fans.

Може бути доцільно, щоб бар'єрний газ, переважно повітря, нагнітався в шар нижче за зону подачі газу. З цією метою лінія бар'єрного газу входить в реактор нижче за зону подачі газу. Місце подачі бар'єрного газу «It may be appropriate for the barrier gas, preferably air, to be injected into the layer below the gas supply zone. For this purpose, the barrier gas line enters the reactor below the gas supply zone. Place of supply of barrier gas «

Вибирають таким чином, щоб забезпечити достатню відстань від зони подачі газу, так що барєрний газ /7- с переважно тече вниз.It is chosen in such a way as to ensure a sufficient distance from the gas supply zone, so that the barrier gas /7-s mainly flows downwards.

У альтернативі, можливе виконання затвора в зоні вивантаження шахтної печі, за допомогою якого шахтна ;» піч герметизується таким чином, що гази не можуть просочуватися з печі, а по-друге - контролюється вивантаження обпалених агломератів.Alternatively, it is possible to perform a shutter in the unloading area of the mine furnace, with the help of which the mine;" the furnace is sealed in such a way that gases cannot seep out of the furnace, and secondly, the discharge of burnt agglomerates is controlled.

Особливо переважна така конфігурація пристрою по винаходу, яка включає два реактори по винаходу. У с цьому випадку головна газовідвідна лінія першого реактора пов'язана з головною газоподаюючою лінією другого реактора, а головна газовідвідна лінія другого реактора пов'язана з головною газоподаючою лінією першого ш- реактора. - Під час фази випалення одного реактора відпрацьований газ, що відводиться з нього, як негорючу газову 5ор буміш подають в інший реактор, в якому здійснюється операція теплопередачі. Оскільки фаза випалення і пи операція теплопередачі не обов'язково повинні відбуватися за один і той же відрізок часу, для подачі ї» негорючої газової суміші можна в будь-який час перемкнутися на повітря, або припинити подачу відпрацьованого газу і відновити подачу газу, який містить кисень, і горючого газу.Such a configuration of the device according to the invention, which includes two reactors according to the invention, is especially preferred. In this case, the main gas outlet line of the first reactor is connected to the main gas supply line of the second reactor, and the main gas outlet line of the second reactor is connected to the main gas supply line of the first reactor. - During the burning phase of one reactor, the spent gas discharged from it, as a non-combustible gaseous 5or boom, is fed into another reactor, in which the heat transfer operation is carried out. Since the combustion phase and the heat transfer operation do not necessarily have to take place in the same period of time, for the supply of a non-combustible gas mixture, it is possible to switch to air at any time, or to stop the supply of waste gas and restore the supply of gas containing oxygen and combustible gas.

Спосіб по винаходу і варіанти пристрою по винаходу описані більш детально нижче з посиланнями на Фіг.1 -The method according to the invention and variants of the device according to the invention are described in more detail below with reference to Fig. 1 -

З.WITH.

Агломерати, зокрема, сірі окатиші, які містять оксид заліза, подають в реактор 1 або в його зону (Ф, завантаження 2 через завантажувальний пристрій 3. ка Завантажувальний пристрій З виконаний, наприклад, у вигляді звичайного стрічкового транспортера, який може переміщатися по всій ширині реактора 1, так що можливе рівномірне завантаження агломератів по всьому бо поперечному перетину реактора.Agglomerates, in particular, gray pellets that contain iron oxide, are fed to reactor 1 or to its zone (F, loading 2 through loading device 3. ka Loading device C is made, for example, in the form of a conventional belt conveyor that can move along the entire width reactor 1, so that it is possible to load agglomerates evenly over the entire cross section of the reactor.

Шар агломератів мігрує вниз через реактор 1 і вивантажується з реактора 1 у вигляді обпалених агломератів із зони вивантаження 4 через розвантажувальний пристрій 5, при цьому зона вивантаження 4 реактора 1 виконана таким чином, -наприклад, з досить крутими бічними стінками реактора, - щоб виключити центральне витікання шару агломератів. У цьому значенні під центральним витіканням потрібно розуміти таке витікання, при 6в5 якому профіль швидкості витікання агломератів по поперечному перетину реактора має О-подібну форму. Це означає, що коли виникає центральне витікання, ділянки, розташовані в центрі або близько до центру реактора,The layer of agglomerates migrates down through the reactor 1 and is discharged from the reactor 1 in the form of burnt agglomerates from the discharge zone 4 through the discharge device 5, while the discharge zone 4 of the reactor 1 is made in such a way, for example, with rather steep side walls of the reactor, to exclude the central leakage of agglomerates layer. In this sense, the central flow should be understood as such flow, at which the flow rate profile of agglomerates across the reactor cross-section has an O-shaped shape. This means that when core leakage occurs, areas located in or near the center of the reactor

рухаються вниз швидше, ніж ділянки, розташовані ближче до оболонки реактора.move down faster than areas located closer to the reactor shell.

Розвантажувальний пристрій 5 може бути виконаний, наприклад, у вигляді вібраційного стола або стрічкового транспортера.The unloading device 5 can be made, for example, in the form of a vibrating table or a belt conveyor.

У зоні подачі газу б горючу газову суміш подають в реактор і вона розподіляється в шарі за допомогою засобів рівномірної подачі газу 7. Горюча газова суміш підіймається через шар вгору, в зоні охолоджування 8 охолоджує обпалені окатиші, які рухаються вниз, і в ході цього процесу нагрівається, поки не запалає в зоні випалення 9. Гази згоряння підіймаються через зону нагріву 10, в якої сірі окатиші нагріваються і висушуються.In the gas supply zone b, the combustible gas mixture is fed into the reactor and it is distributed in the layer with the help of means of uniform gas supply 7. The combustible gas mixture rises through the layer upwards, in the cooling zone 8 it cools the burned pellets that move down, and during this process it heats up , until it ignites in the combustion zone 9. Combustion gases rise through the heating zone 10, in which the gray pellets are heated and dried.

У зоні виходу 11 відпрацьовані гази рівномірно відводяться з шару за допомогою засобів відведення 7/о Відпрацьованих газів 12.In the outlet zone 11, the exhaust gases are uniformly removed from the layer using means of removal 7/o Exhaust gases 12.

На Фіг.1 засоби подачі 7 і засоби відведення 12 газів виконані у вигляді внутрішніх фітингів, які мають форму прямокутних бруссів, які проходять горизонтально через внутрішню частину реактора. Під кожним з цих фітингів утворюються вільні від матеріалу шару канали 1За, 13Б. Газ нагнітається в канали 13За і відводиться з каналів 135.In Fig. 1, means of supply 7 and means of removal 12 of gases are made in the form of internal fittings, which have the form of rectangular bars, which pass horizontally through the inner part of the reactor. Under each of these fittings, channels 1Za, 13B, free from the material of the layer, are formed. Gas is pumped into channels 13Za and removed from channels 135.

Сприятливе те, що кількість газоподаючих ліній 14 або кількість газовідвідних ліній 15, які входять безпосередньо в один з таких каналів 1За, 130, відповідає кількості внутрішніх фітингів, тобто, наприклад, таке ж або вдвічі більше, якщо газ нагнітається в один канал ІЗа або відводиться з одного каналу 136 з протилежних боків реактора 1 одночасно. На приведеному на Фіг.1 видна лише одна з газоподаючих ліній 14 або газовідвідних ліній 15, що входять у реактор 1.It is advantageous that the number of gas supply lines 14 or the number of gas outlet lines 15, which enter directly into one of such channels 1Za, 130, corresponds to the number of internal fittings, that is, for example, the same or twice as much if the gas is pumped into one channel IZa or diverted from one channel 136 on opposite sides of reactor 1 at the same time. Only one of the gas supply lines 14 or gas outlet lines 15 entering the reactor 1 is visible in Fig. 1.

На Фіг.2 показаний вигляд згори альтернативного варіанту засобів 12 для відведення газу.Fig. 2 shows a top view of an alternative version of means 12 for gas removal.

Газорозподільна основа 16 виконана у вигляді перфорованої пластини і проходить Через весь поперечний перетин реактора 1. Шар рухається вниз через вирізи 17 в газорозподільній основі 16, і в цьому випадку під газорозподільною основою утворюється гратка з каналів, які перетинають один одного. При такому виконанні засобів 12 для відведення газу можливе відведення газу з шару з одного, з декількох або з всіх боків реактора сч 1 через газовідвідні лінії 15. Газовідвідні лінії 15 потім сполучаються і утворюють головну газовідвідну лінію 18. У альтернативі, можлива також конфігурація з кільцевою лінією навколо реактора 1, в яку входять і) газовідвідні лінії 15 і з якої відходить головна газовідвідна лінія 18. Газоочищувальний пристрій 27, наприклад, циклон, розташований в головній газовідвідній лінії 18 для знепилювання відведених відпрацьованих газів. «г зо Форма вирізів 17 в газорозподільній основі 16 не обмежується квадратною, показаною на Фіг.2. Форма вирізів може також, наприклад, залежати від геометрії поперечного перетину реактора, бути прямокутною або - круглою, шестикутною і т.д. «-The gas distribution base 16 is made in the form of a perforated plate and passes through the entire cross-section of the reactor 1. The layer moves down through the cutouts 17 in the gas distribution base 16, and in this case, a grid of channels that intersect each other is formed under the gas distribution base. With such a design of the means 12 for gas removal, it is possible to remove gas from the layer from one, several or all sides of the reactor ch 1 through the gas removal lines 15. The gas removal lines 15 then connect and form the main gas removal line 18. Alternatively, a configuration with an annular line around the reactor 1, which includes i) gas outlet lines 15 and from which the main gas outlet line 18 departs. The shape of the cutouts 17 in the gas distribution base 16 is not limited to the square one shown in Fig.2. The shape of the cutouts can also, for example, depend on the geometry of the cross-section of the reactor, be rectangular or - round, hexagonal, etc. "-

Кожний з варіантів конструкції газорозподільної основи 16, показаної на Фіг.2, однаково придатний як засоби 12 для відведення газу і засобів 7 для подачі газу; в останньому випадку газоподаючі лінії 14 в. відгалужуються від головної газоподаючої лінії 19 і входять у вільні від матеріалу шару канали під засобами ю подачі газу 7.Each of the variants of the design of the gas distribution base 16, shown in Fig. 2, is equally suitable as means 12 for gas removal and means 7 for gas supply; in the latter case, the gas supply lines are 14 in. branch off from the main gas supply line 19 and enter the channels free of layer material under the gas supply means 7.

Лінія 20 для подачі газу, який містить кисень, і лінія 21 для подачі горючого газу підключені до головної газоподаючої лінії 19. Газ, який містить кисень, і горючий газ змішуються в газозмішувальному пристрої 22, який виконаний, наприклад, у вигляді статичного змішувача. «The line 20 for supplying gas containing oxygen and the line 21 for supplying combustible gas are connected to the main gas supply line 19. The gas containing oxygen and combustible gas are mixed in the gas mixing device 22, which is made, for example, in the form of a static mixer. "

Головна газовідвідна лінія 18 сполучена з головною газоподаючою лінією 19 через лінію 23. з с Дробарки скупчень 24, виконані відомим способом у вигляді привідного ролика з дробильними зубцями, розміщеними по окружності ролика, розташовані в зоні охолоджування 8 над засобами подачі газу 7. Дробарки ;» скупчень приводяться в рух ззовні реактора 1 за допомогою двигунів (не показані) і в цій області розпушують шар вже обпалених окатишів, що попали в цю область, або використовуються для дроблення окатишів, що сПеклися. с Лінія бар'єрного газу 25 входить в реактор в зоні вивантаження 4. Бар'єрний газ, звичайно повітря, подається по лінії бар'єрного газу 25 і створює ущільнення реактора таким чином, що інші гази не можуть ш- просочуватися з нього. - На Фіг.З показаний пристрій по винаходу з двома реакторами 1. Опис кожного реактора 1 відповідає опису 5о реактора 1, показаного на Фіг.1. Головна газовідвідна лінія 18 кожного реактора 1 сполучена з головною ве газоподаючою лінією 19 іншого реактора 1, через лінію 26. У результаті відпрацьований газ, що відводиться з ї» реактора 1 під час фази випалення, може бути поданий в інший реактор 1 під час операції теплопередачі.The main gas outlet line 18 is connected to the main gas supply line 19 through the line 23. from c Cluster crushers 24, made in a known way in the form of a drive roller with crushing teeth placed along the circumference of the roller, located in the cooling zone 8 above the gas supply means 7. Crushers;" clusters are set in motion from the outside of the reactor 1 with the help of motors (not shown) and in this area loosen the layer of already burned pellets that have fallen into this area, or are used to crush the pellets that have baked. c The barrier gas line 25 enters the reactor in the discharge zone 4. The barrier gas, usually air, is supplied through the barrier gas line 25 and creates a seal in the reactor in such a way that other gases cannot leak out of it. - Figure 3 shows the device according to the invention with two reactors 1. The description of each reactor 1 corresponds to the description of reactor 1 shown in Figure 1. The main gas outlet line 18 of each reactor 1 is connected to the main gas supply line 19 of the other reactor 1 through line 26. As a result, the spent gas discharged from the reactor 1 during the combustion phase can be fed to the other reactor 1 during the heat transfer operation .

Винахід не обмежений зразковими варіантами, показаними на Фіг.1 - З, а охоплює всі засоби, які відомі фахівцям в даній технології, і можуть бути використані для здійснення винаходу.The invention is not limited to the exemplary variants shown in Fig. 1 - C, but covers all means that are known to specialists in this technology and can be used to implement the invention.

Ф!F!

Claims

The formula of the invention is)

1. A method of heat treatment of agglomerates, in particular, high-temperature firing of pellets containing iron oxide in several successive treatment zones in a reactor, in particular, in a shaft furnace, in which agglomerates are constantly fed into the loading zone and form a layer in the reactor, are dried and heated in the drying and heating zone following the loading zone, - burned in the firing zone following the heating zone, - cooled in the cooling zone following the firing zone, and 65 - discharged from the reactor in the discharge zone following the cooling zone, which differs in that in the gas supply zone, located immediately before the discharge zone in the direction of agglomerate movement, a combustible gas mixture is fed into the reactor, which passes through it in a countercurrent to the agglomerates, ignites at the transition from the cooling zone to the burning zone, and then it is removed from the reactor in the form of waste gas in the exit zone, located immediately before the loading zone in the direction mku of gas flow movement.

2. The method according to claim 1, which differs in that a combustible gas mixture and a non-combustible gas mixture are alternately supplied to the reactor in the gas supply zone.

C. The method according to one of claims 1 or 2, which is characterized by the fact that the gas is supplied in the gas supply zone with a generally uniform distribution over the horizontal cross-section of the reactor. 70

4. The method according to one of claims 1 or 3, which is characterized by the fact that the gases are removed from the exit zone with a generally uniform distribution over the horizontal cross-section of the reactor.

5. The method according to one of claims 1 - 4, which is characterized by the fact that a combustible gas mixture is supplied, which contains such an amount of combustible gas, in particular, SpNopi" and/or CO and/or No, and gas that contains oxygen, in particular, air and/or technical oxygen, which is sufficient to obtain the temperatures that must be obtained during its combustion.

6. The method according to one of claims 1 - 5, which is characterized by the fact that the combustible gas contains natural gas and/or furnace gas, and/or coke gas, and/or generator gas, and/or synthesis gas, and/or reducing gas gas.

7. The method according to one of claims 1 - 6, which is characterized by regulating the ratio of combustible gas and oxygen-containing gas in the combustible gas mixture.

8. The method according to one of claims 1 - 7, which is characterized by the fact that the ratio of combustible gas and oxygen-containing gas in the combustible gas mixture is regulated as a function of the temperature in the combustion zone and/or the spatial size of the combustion zone.

9. The method according to one of claims 1 - 8, which is characterized by regulating the speed at which a combustible gas mixture or a non-combustible gas mixture flows through a layer of agglomerates.

10. The method according to one of claims 1 - 9, which differs in that the speed at which the combustible gas mixture flows through the layer of agglomerates is regulated as a function of the temperature in the firing zone or the spatial size of the firing zone.

11. The method according to one of claims 1 - 10, which is characterized by the fact that the speed at which the combustible gas mixture flows through the layer of agglomerates is chosen greater than or equal to the flame propagation speed of the combustible gas mixture. "g zo

12. The method according to one of claims 2 - 11, which is characterized by the fact that the non-combustible gas mixture is created from at least partially recirculated waste gas removed from the mine furnace in the outlet zone, and/or air. -

13. The method according to one of claims 2 - 11, which is characterized by the fact that the non-combustible gas mixture is formed from at least partially recycled waste gas from another combustion process and/or air.

14. The method according to one of claims 1 - 13, which differs in that a barrier gas, preferably air, is supplied to the discharge zone of the reactor. yu

15. Device for heat treatment of agglomerates, in particular, high-temperature firing of pellets containing iron oxide, including at least one reactor (1), in particular, at least one shaft furnace having an upper loading zone (2) for loading agglomerates using a loading device (3), and the lower unloading zone (4) of the processed agglomerates from the reactor (1) by means of the unloading device (5), which has an outlet zone (11) located below the loading zone (2) and contains means (12) for with exhaust gas removal from the reactor (1), and has a gas supply zone (6) located between the loading zone (2) and the unloading zone (4), and contains means (7) for supplying gases, which is characterized by the fact that;" the combustible gas mixture can be supplied with a generally uniform distribution over the horizontal cross-section of the reactor (1) using means (7) for supplying gases, and the spent gas can be removed with a generally uniform distribution over the horizontal cross-section of the reactor (1) using means c (12) for the removal of gases.

16. The device according to claim 15, which is characterized by the fact that each of the means (12) for the uniform removal of Sh-mMabo gases and the means (7) for the uniform supply of gases contains at least one, preferably at least two, bar-shaped internal fittings that pass, preferably horizontally , through the exit zone (11) and the gas supply zone (6), respectively. ve

17. The device according to one of claims 15 or 16, which is characterized in that the vertical cross-section of one of the internal fittings (7, 12) is selected in such a way that its width at the widest point is at least five, preferably at least ten , especially preferably from 15 to 25 average diameters of the agglomerate.

18. The device according to one of claims 15 - 17, which differs in that the distance between the internal fittings (7, 12) is at least three, preferably at least five maximum diameters of the agglomerate.

19. The device according to one of claims 15 - 18, which differs in that the vertical cross-section F) of the internal fitting (7, 12) has a generally rectangular or square, or triangular, or trapezoidal, or rounded top shape.

20. The device according to claim 15, which differs in that means (12) for uniform removal and/or means (7) for uniform supply of gases are made in the form of a gas distribution base (16), which is formed by a perforated plate passing through the entire transverse cross section of the reactor.

21. The device according to claim 20, which differs in that the width of the ribs between two adjacent cutouts (17) in the gas distribution base is at least five, preferably at least ten, especially preferably from 15 to 25 average diameters of the agglomerate. 65

22. The device according to one of claims 20 or 21, which differs in that the distance between two adjacent edges of the gas distribution base is at least three, preferably at least five maximum diameters of the agglomerate.

23. The device according to one of claims 20 - 22, which is characterized by the fact that the cutouts (17) in the gas distribution base (16) are located in rows that are evenly spaced from each other, while the cutouts (17) within one row are spaced from each other through , in general, the same intervals.

24. The device according to one of claims 20 - 23, which is characterized by the fact that the cutouts (17) in the gas distribution base (16) have, in general, a square or rectangular or round shape.

25. The device according to one of claims 15 - 24, which is characterized by the fact that above the gas supply means (7) there is a moving device (24) for moving agglomerates and crushing clusters.

26. The device according to claim 25, which is characterized by the fact that the moving device (24) is formed by at least one, 7/0 preferably at least two cluster crushers, made in the form of a drive roller with crushing teeth distributed along its circumference.

27. The device according to one of claims 15 - 26, which differs in that the gas supply lines (14) enter the reactor (1) directly below the means (7) for uniform supply of gases.

28. The device according to claim 27, which is characterized by the fact that there is a main gas supply line (19), which branches with /5 to form gas supply lines (14) and contains a gas mixing device (22).

29. The device according to one of claims 15 - 28, which is characterized by the fact that the gas outlet lines (15) enter the reactor (1) directly below the means (12) for uniform removal of gases.

30. The device according to one of claims 15 - 29, which is characterized by the fact that the gas outlet lines (15) are connected to form the main gas outlet line (18).

31. The device according to one of claims 15 - 30, which is characterized by the fact that the main gas outlet line (18) is connected to the main gas supply line (19).

32. The device according to one of claims 15 - 31, which is characterized in that the line (20) for supplying gas containing oxygen is included in the main gas supply line (19).

33. The device according to one of claims 15 - 32, which is characterized by the fact that the line (21) for the supply of combustible gas enters the main gas supply line (19).

34. The device according to one of claims 15 - 33, which differs in that the barrier gas line (25) for supplying i) barrier gas enters the reactor (1) in the discharge zone (4).

35. The device according to one of claims 15 - 34, which is characterized by the fact that there is a shutter in the unloading zone (4).

36. A device containing two reactors (1) one each according to claims 28 - C5, which is characterized by the fact that the main gas outlet line (18) of the first reactor (1) is connected to the main gas supply line (19) of the second reactor (1), and that the main gas outlet line (18) of the second reactor (1) is connected to the main gas supply line - (19) of the first reactor (1). "- cha IS c) shi s . and? 1 -I - sh» s» F) ime) 60 b5