BRMU8903155U2

BRMU8903155U2 - processo e aparelho para a remoção a seco de poeira a partir de e para a limpeza de gás produzido durante a produção de ferro ou gaseificação de carvão

Info

Publication number: BRMU8903155U2
Application number: BRMU8903155-5U
Authority: BR
Inventors: Alexander Fleischanderl; Andreas Hackl
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2013-01-01
Also published as: KR20110006780U; RU111024U1; SK6016Y1; UA65957U; AT12170U1; DE212009000108U1; CN202173873U; WO2010034791A1; PL120022A1; KR200474985Y1; CZ22736U1; UA67105U; SK50162011U1

Abstract

PROCESSO E APARELHO PARA A REMOçãO A SECO DE POEIRA A PARTIR DE E PARA A LIMPEZA DE GáS PRODUZIDO DURANTE A PRODUçãO DE FERRO OU GASEIFICAçãO DE CARVãO. O presente modelo refere-se a um método para remoção de poeira a seco e limpeza a seco de gás carregado com poeira e poluentes, como no gás incidente nos sistemas de produção de ferro gusa na produção de ferro gusa, ou incidentes nos sistemas de produção de ferro na produção de ferro ou em gás produzido nos sistemas de gaseificação de carvão, e a um aparelho para executar o método. No processo, um aditivo compreendendo material reagente e alternativamente absorvente é adicionado à corrente de gás antes do início da remoção de poeira após uma etapa de separação preliminar e após a temperatura da corrente de gás ser ajustada para uma temperatura maior que 60<198>C e menor que a temperatura que provocaria danos ao aparelho que executa a remoção de poeira. Esse aditivo limpa a corrente de gás e é removido da corrente de gás juntamente com as partículas sólidas que estavam presentes na corrente de gás antes da adição do aditivo na remoção da poeira.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Modelo de Utilidade para "PROCESSO E APARELHO PARA A REMOÇÃO A SECO DE POEIRA A PARTIR DE E PARA A LIMPEZA DE GÁS PRODUZIDO DURANTE A PRODUÇÃO DE FERRO OU GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO".

O presente modelo refere-se a um processo para a remoção a seco de poeira de e para a limpeza de gás carregado com poeira e poluen- tes, tais como gás produzido em unidades de produção de ferro gusa duran- te a produção do ferro gusa ou gás produzido nas unidades de produção de ferro durante a produção do ferro ou gás produzido nas plantas de gaseifica- ção de carvão, e também a um aparelho para executar o processo.

Durante a produção de ferro gusa em unidades de produção de ferro gusa, por exemplo, um alto forno, uma planta COREX®, uma planta FINEX® e um fundidor gaseificador, ou a produção de ferro em unidades de produção de ferro, por exemplo, plantas MIDREX®, plantas HYL® e plantas de redução direta (DR) com base em gás de exportação COREX®/FINEX®· são produzidas grandes quantidades de gases. Esses gases transportam uma grande quantidade de poeira com altas proporções de partículas sólidas finas e também um grande número de poluentes gasosos. Primeiramente, durante a operação de estado não sólido, isto e, situações operacionais par- ticulares tais como partida ou parada do processo de produção de ferro gusa ou de ferro ou anomalias de processo espontâneas tais como deslizamento espontâneo da coluna de material, nas unidades, particularmente altas quan- tidades de poeira e poluentes nos gases e também nos picos na temperatura do gás podem aumentar. Antes de os gases serem descarregados no ambi- ente, ou antes de eles serem usados em processos posteriores, a poeira tem que ser separada e o gás tem que ser limpo de poluentes.

Como forma de exemplo, são mostradas as propriedades dos gases produzidos durante a produção de ferro gusa em um alto forno, uma planta COREX® ou uma planta FINEX®.

Alto Forno COREX® FINEX® Quantidade de gás [Nm%] 350000-750000 250 000-400 000 150 000-350 000 Alto Forno COREX® FINEX® Temperatura do 100-200; max. 800 300; max. 600 400-450; max. 600 Hás rei Pressão do gás 250; max. 350 320 220-320; max. 600 [kPal Composição do gás [vol%] Co 20-25 35-40 20-25; max. 75 Co2 20-22 30-35 30-35 H2 2-4 15-20 10-15 N2 50-55 10-15 15-20 Carga de poeira 20 000-25 000 20 000-25 000 12 000-37 000 [mg/Nm3] no gás produzido Poluentes no gás produzido [mg/Nm3] HCI 0,4 7 HF 0,1 <0,2 H2S 70-100 30-100 BTX 150 150 PAH 40; max. 140 40; max. 300

É conhecido remover poeira e poluentes do gás produzido por

meio de processos úmidos, mas tais processos dão origem ao problema de ter de tratar a lama e a água de lavagem que é produzida.

O Pedido de Patente Chinês CN1818080 descreve um processo para a remoção a seco de poeira a partir de uma corrente de gás que emana do alto forno. Nesse aprocesso, a corrente de gás é submetida à remoção de poeira a seco por meio de separadores de filtragem após a separação preliminar em uma câmara de separação. Durante as situações operacionais fora da operação em estado sólido do alto forno, por exemplo, durante a par- tida ou o desligamento, ou no caso de temperaturas de gases de poluição abaixo do ponto de orvalho da umidade presente na corrente de gás, entre- tanto, tais processos podem dar origem ao problema de que o material filtro dos separadores aderem e provocam um entupimento, porque compostos transportados juntamente com o gás, por exemplo umidade aquosa ou com- postos orgânicos, condensam. Isto resulta em uma perda de pressão consi- derável do material filtro e também em uma perda da ação do filtro, e pode tornar necessário trocar o material de filtro, o que é associado a um tempo operacional ocioso. Se o aparelho no qual a remoção de poeira é executada estiver indisponível devido a tais problemas, o gás carregado de poeira tem que ser descarregado no ambiente através de uma derivação sem outra lim- peza. Tais situações de derivação provocam prejuízos ao meio ambiente e não são permissíveis em muitos países industrializados.

Para reduzir o risco de aderência ou entupimento devido ao va- lor baixo do ponto de orvalho pela temperatura do gás e as condensações associadas, a CN1818080 fornece trocadores de calor que, no caso em que a temperatura da corrente de gás que sai da separação preliminar é muito baixa, são atravessados e aumentam a temperatura do gás acima dos pon- tos de orvalho. Nenhuma medida para limpar o gás dos poluentes é tomada na CN1818080.

O presente modelo é baseado no objetivo de fornecer um pro- cesso de remoção a seco de poeiras para o gás de exaustão produzido du- rante a produção de ferro gusa, no caso de cujo processo o risco de aderên- cia e de entupimento dos filtros para a remoção de poeiras seja reduzido e, ao mesmo tempo, o gás de exaustão seja limpo de poluentes. Similarmente, deve ser fornecido um aparelho para executar o processo.

Esse objetivo é alcançado por um processo para a remoção a seco de poeira de e para a limpeza a seco do gás carregado com poeira e poluentes, tais como gás produzido nas unidades de produção de ferro gusa durante a produção de ferro gusa ou gás produzido nas unidades de produ- ção de ferro durante a produção de ferro ou gás produzido nas plantas de gaseificação do carvão, em cujos processos uma corrente de gás que con- siste do mencionado gás é submetida à remoção de poeira após uma sepa- ração preliminar para separar partículas sólidas brutas, durante cuja remo- ção de poeiras as partículas sólidas presentes na corrente de gás que, se adequado, já foi submetida a uma separação preliminar, são separadas da corrente de gás, e a temperatura da corrente de gás antes da remoção de poeira é ajustada de forma que a temperatura da mencionada corrente de gás seja maior que 60°C, preferrvelmente maior que 100"C, e menor que a temperatura que provocaria danos ao aparelho que executa a remoção de poeira.

O processo conforme o modelo é caracterizado pelo fato de que um aditivo contendo reagente e, se adequado, um absorvente é adicionado à corrente de gás antes do inicio da remoção de poeira.

Como exemplo, uma unidade de produção de ferro gusa pode ser um alto forno, um eixo de redução ou um fundidor gaseificador de acordo com o processo COREX® ou FINEX®. Ferro gusa sólido ou fundido ou um produto primário de aço é produzido em tais unidades.

Como exemplo, uma unidade de produção de ferro pode ser uma planta MIDREX®, uma planta HYL® ou uma planta de redução direta com base no gás de exportação COREX®/FINEX®. Ferro esponja ou ferro aglomerado é produzido em tais unidades.

Durante a separação preliminar, que está opcionalmente presen- te, partículas sólidas brutas transportadas junto com a corrente de gás po- dem ser separadas, por exemplo, em câmaras gravitacionais (coletor de pó) ou ciclones. Aqui, partículas sólidas brutas devem ser entendidas como sig- nificando partículas sólidas tendo diâmetros > 10 μιη.

Uma vez que a separação preliminar separa efetivamente ape- nas partículas sólidas brutas até a ordem de grandeza do limite inferior es- pecificado acima, partículas sólidas que sejam menores que esse limite infe- ríor estão ainda presentes na corrente de gás após a mencionada separação preliminar. Tais partículas sólidas incluindo partículas de poeira finas £ 2,5 pm e, se nenhuma separação preliminar for executada, também partículas sólidas brutas são removidas da corrente de gás durante a remoção até concentrações de poeira < 5 mg/Nm3.

Se a separação preliminar for executada, a temperatura da cor- rente de gás antes da remoção da poeira é ajustada, de acordo com uma configuração do processo conforme o modelo, após a separação preliminar.

A temperatura do gás durante a produção de ferro gusa ou a produção de ferro flutua, por exemplo, dependendo do processo usado ou dependendo da ocorrência de estados de estado não sólido do processo, por exemplo, o colapso da coluna de material na redução ou de um eixo fun- didor ou uma situação de partida ou parada.

A remoção da poeira ocorre nos aparelhos de filtração tais como filtros de pano feitos de fibra de vidro ou fibras sintéticas tais como Aramid® ou P84® (fibras de poliimida) tendo um tipo de construção redondo, filtros metálicos ou filtros cerâmicos. Para proteger os aparelhos nos quais a remo- ção de poeira é executada contra problemas de condensação, o que causa a aderência do bolo do filtro separado durante a remoção da poeira, e contra picos de temperatura da corrente de gás, a temperatura da corrente de gás antes da remoção da poeira, após a separação preliminar opcional, é ajusta- da de forma que a temperatura da corrente de gás submetida à remoção de poeiras seja de mais que 60°C, preferível mente maios que 100°C, e menor que uma temperatura que causasse danos ao aparelho que executa a remo- ção de poeira. No caso de filtros de pano, a temperatura deve estar abaixo de 260°C, preferivelmente abaixo de 200°C, uma vez que filtros de pano so- frem decomposição pelo calor induzido do filtro de pano a temperaturas do gás acima de 260°C. No caso de filtros cerâmicos ou filtros metálicos, é pos- sível empregar temperaturas de gás de até 10OO0C.

O gás produzido durante a produção de ferro gusa nas unidades de produção de ferro gusa ou o gás produzido durante a produção de ferro nas unidades de produção de ferro contém, inter alia, sulfeto de hidrogênio, cloreto de hidrogênio, fiuoreto de hidrogênio, metais pesados, poluentes or- gânicos tais como dioxinas/furanos, aromáticos policíclicos, e outros com- postos hidrocarbonetos. Esses componentes de gás de exaustão ambien- talmente prejudiciais devem ser removidos antes do gás de exaustão ser descarregado no ambiente desde que seja economicamente razoável.

De acordo com o modelo, um aditivo na forma de partículas, um aditivo seco ou na forma de suspensão de aditivo em água é adicionado à corrente de gás antes do início da remoção da poeira. O aditivo contém um reagente e, se adequado, um absorvente.

O reagente é selecionado de forma que ele reaja com os poluen- tes presentes no gás de exaustão das plantas de produção de ferro gusa para formar produtos em partículas que possam ser removidos da corrente de gás por meio da remoção de poeira. O reagente usado é, por exemplo, CaCO3, Ca(OH)2, Mg(OH)2 ou bicarbonato de sódio, ou misturas de duas ou mais dessas substâncias. A tarefa principal do reagente é separar os com- ponentes poluentes ácidos tais como H2S, HCI ou HF.

O aditivo pode também conter absorventes orgânicos e/ou inor- gânicos, por exemplo, coque de forno de soleira (HOK)1 carbono ativa- do/coque ou zeólitos finamente moídos. Poluentes presentes no gás de e- xaustão, por exemplo, metais pesados ou poluentes orgânicos, podem ser removidos da corrente de gás pela absorção por meio de absorvente, onde o produto de absorvente carregado de poluentes produzido pela absorção é em partículas e pode, portanto, ser também removido da corrente de gás durante a remoção da poeira.

O aditivo pode ser também uma mistura cai-carbono com adi- ções, como é conhecida, por exemplo, sob o nome comercial de Sorbalit®.

O aditivo em partículas ou produtos da reação em partículas ou aditivos carregados como material absorvente em partículas são removidos da corrente de gás novamente durante a remoção de poeira.

O aditivo pode também ser injetado na corrente de gás na forma de uma suspensão em água, por exemplo, leite de cal. Uma temperatura de gás adequadamente alta > 150°C é necessária para a adição na forma de uma suspensão. Se o aditivo for adicionado à corrente de gás na forma de uma suspensão, o líquido evapora na corrente de gás quente, e portanto, o aditivo pode ser removido pela remoção de poeira como um material em par- tícula, aditivo seco.

Uma vez que o resfriamento do gás também ocorre se o aditivo for adicionado na forma de uma suspensão, esse tipo de adição pode ser acoplado com etapas do processo para ajustar a temperatura do gás.

A adição de aditivo conforme o modelo tem a vantagem de que

poluentes presentes no gás podem ser removidos ao mesmo tempo da re- moção de poeiras da corrente de gás.

Uma outra vantagem é que tanto os reagentes quanto os absor- ventes podem reter a umidade presente na corrente de gás e portanto o ris- co de condensação da umidade da corrente de gás é reduzido. .

É adicionalmente vantajoso que o aditivo, ou os produtos em partículas produzidos na reação com o reagente ou na absorção no absor- vente, seja depositado na filtração e separação dos aparelhos de remoção de poeira, e os mencionados aparelhos são, portanto, revestidos. Por outro lado, esse revestimento do aditivo que contém o bolo do filtro separado con- tribui para a remoção de poeira, uma vez que a corrente de gás tem que passar através dele. Por outro lado, ele protege as peças do aparelho de filtração e separação dos aparelhos de remoção de poeira, uma vez que a corrente de gás de exaustão apenas colide nesse último uma vez que tenha passado através do revestimento. O risco de entupimento ou aderência das peças do aparelho de filtração e separação dos aparelhos de remoção de poeira é, portanto, reduzido, uma vez que os teores gasosos orgânicos da corrente gasosa ou a umidade e/ou as partículas sólidas adesivas finas já podem parcialmente ser separados no bolo do filtro. A proteção das peças do aparelho assim alcançada resulta em

uma vida útil aumentada. O revestimento aditivo é periodicamente removido juntamente com o bolo de poeira do filtro que se forma durante o decurso da remoção da poeira nas peças do aparelho de filtração e separação dos apa- relhos de remoção de poeira; essa remoção é mais barata e menos compli- cada que a remoção de partículas sólidas que tenham penetrado nas peças do aparelho de filtração e separação do aparelho de remoção de poeira.

De acordo com uma configuração, a adição de aditivos é execu- tada dependendo do carregamento do gás com poluentes. Nesse contexto, o teor de poluentes é medido e uma adição adequada de aditivos é desenca- deada ou aumentada se os valores mínimos no gás bruto ou no gás limpo predefinidos pelo operador forem excedidos. Nesse contexto, gás bruto deve ser entendido como significando o gás antes da limpeza, e gás limpo deve ser entendido como significando o gás após a limpeza a seco. É preferível para isso que seja possível considerar tipos individuais de poluentes. De a- cordo com uma configuração preferida, o tipo de reagente no aditivo é sele- cionado com base no poluente considerado. É, portanto, possível adicionar o reagente que seja otimamente adequado para o poluente em questão. Con- sequentemente, os custos para consumo de reagente podem ser minimiza- dos e as quantidades resultantes de partículas sólidas separadas durante a remoção de poeira podem ser reduzidas. Isto simplifica uma utilização ade- quada.

Se a separação preliminar for executada, o aditivo é adicionado à corrente de gás, de acordo com uma configuração do processo conforme o modelo, antes do início da remoção de poeiras após a separação preliminar. A remoção de aditivos da corrente de gás é, portanto, evitada mesmo antes da remoção de poeira. Caso contrário, a duração da permanência do aditivo na corrente de gás seria reduzida se comparado com a separação durante a remoção de poeira, e consequentemente a capacidade de limpeza do aditivo seria explorada em uma menor extensão. Uma vez que o aditivo é apenas adicionado à corrente de gás após a separação preliminar, o material obtido durante a separação preliminar não contém qualquer aditivo. Devido à au- sência de aditivo, o mencionado material é particularmente bem adequado para o uso. Uma vez que o material não contém qualquer aditivo, Não é ne- cessário levar em consideração qualquer aditivo presente no caso de tal uso. Como exemplo, o uso pode ser uma recirculação pelo menos parcial do ma- terial no processo no qual é produzido o gás a ser limpo. Entretanto, o mate- rial pode também ser usado em outros processos. Se o gás a ser limpo é produzido nas unidades de produção de ferro gusa durante a produção de ferro gusa ou em unidades de produção de ferro durante a produção de fer- ro, o material obtido durante a separação preliminar contém poeira contendo ferro - uma matéria prima valiosa que, como exemplo, pode ser recirculada de volta na produção de ferro gusa ou na produção de ferro. Se o gás a ser limpo for produzido em plantas de gaseificação de carvão, o material obtido durante a separação preliminar contém poeira contendo carvão - uma mate- rial prima valiosa que, como exemplo, pode ser recirculada na planta de ga- seificação de carvão.

A separação ρ reliminar tem a vantagem de que as peças da planta através das quais o gás flui após a separação preliminar são submeti- das a menos carga pelo contato com partículas sólidas.

O processo conforme o modelo, portanto, tem um efeito de que a remoção de poeira pode ser executada com menos interrupção em compa- ração com a técnica anterior mesmo em estados operacionais tais como par- tida e parada ou no caso de perturbações operacionais das unidades de produção de ferro gusa ou de ferro, durante as quais o risco de entupimento ou aderência das partes da planta de filtração e separação dos aparelhos de remoção de poeira é particularmente grande devido ao risco de condensa- ção. Uma vez, portanto, que a remoção de poeira e a limpeza de poluentes podem ser executadas mesmo em tais estados operacionais, não é virtual- mente mais necessário descarregar o gás carregado com poeira e poluentes através de uma derivação no ambiente.

De acordo com uma configuração, o aditivo consiste em um ou ambos entre componentes reagentes e absorventes; Isto é porque os consti- tuintes adicionais do aditivo que não agem como reagente ou absorvente reduzem o efeito realizável do aditivo por unidade de massa do aditivo.

Aditivos secos em partículas, que são adicionados, têm um ta- manho de grão de 0,1 a 200 pm. Esse tamanho de grão garante que o aditi- vo seja distribuído homogeneamente na corrente de gás. Se uma proporção significativa de tamanhos de grão ficar acima dessa faixa, a distribuição ho- mogênea na corrente de gás seria difícil, e isso levaria a baixas taxas de separação durante a remoção da poeira. Quanto menor o tamanho de grão do aditivo, maior a sua área de superfície específica. À medida que a área de superfície específica aumenta, torna-se possível para os procedimentos de reação com e absorção de poluentes e também de ligação de umidade para prosseguir mais eficazmente. Entretanto, o preço do aditivo aumenta à medida que o tamanho de grão se torna menor, e portanto, o uso de aditivo tendo um tamanho de grão de menos de 0,1 pm não é mais economicamen- te razoável.

O gás de exaustão das unidades de produção de ferro gusa está geralmente a uma alta pressão. A pressão absoluta dos gases de exaustão das unidades de produção de ferro gusa está entre 2 χ 105 Pa e 6 χ 105 Pa, isto é, entre 2 e 5 bar. Esta pressão tem que ser superada durante a adição do aditivo à corrente de gás. Isto ocorre preferivelmente por meio de injeção de pressão pneumática do aditivo.

Como uma alternativa, aditivos secos podem também ser intro- duzidos através de dosagem gravitacional, em cujo caso deve ser garantido que a pressão em excesso seja lacrada em relação ao exterior, por exemplo, por meio de alimentadores estrela ou fechos giratórios duplos.

Durante a adição do aditivo à corrente de gás, é necessário ga- rantir que o aditivo seja distribuído homogeneamente. Isto pode ser realiza- do, por exemplo, usando-se um assim chamado misturador estático (no caso de dosagem gravitacional) ou um número adequado de lanças de injeção (no caso de injeção de pressão).

Suspensões são introduzidas preferivelmente por bocais de dois fluidos, a suspensão líquida sendo atomizada por meio de gás ou vapor.

As partículas sólidas que são separadas durante a remoção de poeira na filtração e separação dos aparelhos de remoção de poeira são re- movidas periodicamente dos mencionados aparelhos. As partículas sólidas separadas também incluem aditivos que podem ainda reagir com os poluen- tes presentes no gás de exaustão, poluentes absorventes ou ligação de u- midade.

Portanto, de acordo com uma configuração do processo confor- me o modelo, uma quantidade parcial das partículas sólidas separadas du- rante a remoção de poeira como bolo do filtro é adicionada à corrente de gás antes do início da remoção de poeira uma vez que a separação preliminar opcional tenha sido concluída. Essa recircuiaçâo de aditivos na corrente de gás aumenta o efeito realizável por unidade de quantidade de aditivo; isto é porque os potenciais de reação, absorção e ligação de umidade que estão ainda sem uso após a primeira adição de uma quantidade de aditivo pode ser usada após a adição renovada para a corrente de gás. Comparado a um processo sem recircuiaçâo, é, portanto, possível alcançar o mesmo efeito com menos aditivo fresco, e isso reduz automaticamente a quantidade de bolo de filtro a ser removida. Devido à pressão do gás de exaustão, a adição preferivelmente

ocorre por meio de injeção de pressão pneumática, mas pode também ocor- rer, por exemplo, por meio de dosagem gravitacional. As partículas sólidas separadas pela filtração e os aparelhos de remoção de poeira de separação também incluem transportadores de carbono tais como poeira de carvão, coque de forno de soleira (HOK), Sorbalit® e poeira contendo minério e poei- ra contendo ferro.

Para usar esse material na produção de ferro gusa ou na produ- ção de ferro ou na gaseificação de carvão, de acordo com uma configuração vantajosa do processo conforme o modelo, pelo menos uma quantidade par- ciai das partículas sólidas separadas durante a separação preliminar e/ou a remoção da poeira como um bolo de filtro é usada como material de partida para a produção de ferro usa ou para a produção de ferro ou para o gás pro- duzido em plantas de gaseificação de carvão. Isto melhora a sua viabilidade econômica e utiliza as partículas sólidas separadas de uma maneira a qual é mais simples do que seria no caso para descarte. Como exemplo, entretan- to, o material pode também ser utilizado após possíveis etapas de pré- tratamento em um processo de produção de aço (conversor, forno elétrico) ou em um processo de sinterização.

De acordo com uma configuração do processo conforme o mo- delo, a temperatura da corrente de gás submetida à remoção de poeira é ajustada por meio de um resfriador de evaporação. Isto tem a vantagem de que a temperatura pode ser regulada de maneira estável até uma temperatu- ra desejada mesmo por longos períodos de tempo.

De acordo com outra configuração do processo conforme o mo- delo, a temperatura é ajustada por meio de um trocador de calor do tipo chapa. Isso tem a vantagem de que nenhuma injeção adicional de água tem que ser fornecida e a temperatura média do gás ou o calor sensível do gás é maior. Como exemplo, isto aumenta a eficiência energética para o uso sub- sequente em uma turbina de expansão a gás comparado ao ajuste de tem- peratura por meio de um resfriador de evaporação.

Nesse caso, há geralmente duas modalidades variantes. Ou o gás é guiado através de um acumulador de calor apenas quando a tempera- tura máxima de operação dos aparelhos que executam a remoção de poeira (por exemplo, 260°C) é excedida, e é guiado pelo mencionado acumulador de calor novamente quando a mencionada temperatura é reduzida, ou ainda dois trocadores de calor do tipo chapa são conectados em paralelo. Se a temperatura de descarga de um acumulador de calor exceder a temperatura máxima de operação, é feita uma troca para o outro acumulador de calor, o acumulador quente sendo resfriado nesse meio tempo ao ar ambiente, por exemplo. Plantas de gaseificação de carvão, que podem ser designadas, por exemplo,como um gaseificador de leito fixo ou um gaseificador de fluxo ar- rastado, produz um gás comparável em termos de suas propriedades, em particular em relação à carga de poeira e carregamento de poluentes, ao gás das unidades de produção de ferro gusa e de ferro. O gás das plantas de gaseificação de carvão é usado, inter alia, como gás de redução durante a produção de ferro gusa ou de ferro.

De acordo com uma configuração do processo conforme o mo- delo, o gás a ser submetido à remoção de poeira a seco e à limpeza a seco se origina de uma planta de gaseificação de carvão.

O processo conforme o modelo é executado usando-se um apa- relho, compreendendo uma linha de alimentação que conduz uma corrente de gás de uma unidade de produção de ferro gusa ou de uma unidade de produção de ferro ou uma planta de gaseificação de carvão e no qual há um dispositivo de separação preliminar, onde a linha de alimentação se ramifica em um ponto de ramificação em uma linha de derivação e em uma linha de gás primária, compreendendo pelo menos um aparelho de remoção de poei- ra, onde a linha de gás primária é conectada ao aparelho de remoção de poeira através de uma linha de conexão, e onde um aparelho para ajustar a temperatura da corrente de

gás está presente após o aparelho de remoção de poeira na linha de alimen- tação ou na linha de gás primária.

0 mencionado aparelho é caracterizado pelo fato de que

Há um aparelho para adicionar aditivos na linha de gás primária, onde o aparelho para adição de aditivos está localizado entre o ponto de ramificação e a primeira linha de conexão, conforme visto do ponto de rami- ficação.

Como exemplo, a unidade de produção de ferro gusa, cujo gás de exaustão deve ser limpo e liberado de poeira, pode ser um alto forno, um eixo de redução ou um fundidor gaseificador de acordo com o processo COREX® ou FINEX®. Como exemplo, uma unidade de produção de ferro pode ser uma planta MIDREX®, uma planta HYL® ou uma planta de redução direta com base no gás de exportação COREX®/FINEX®.

A linha de alimentação que conduz uma corrente de gás de uma unidade de produção de ferro gusa ou uma unidade de produção de ferro é conectada à unidade de produção de ferro gusa ou à unidade de produção de ferro.

O dispositivo de separação preliminar compreende, por exemplo, uma câmara de assentamento gravitacional, um ciclone, um Hurriclon® ou um filtro eletrostático. Tais aparelhos podem ser usados para separar efeti- vamente partículas sólidas brutas da corrente de gás.

O aparelho de remoção de poeira compreende, por exemplo, um filtro redondo com bolsas de filtro de tecido têxtil, cerâmica ou tecido metáli- co. Tais aparelhos podem ser usados para separar efetivamente partículas sólidas extremamente finas < 10 pm da corrente de gás.

Aparelhos de separação preliminar e aparelhos de remoção de poeira desse tipo são capazes de operar à pressão do gás do qual a poeira deve ser removida.

De acordo com uma modalidade do aparelho conforme o mode- lo, o aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás está localizado entre o dispositivo de separação preliminar e o aparelho de remoção de po- eira.

De acordo com uma configuração da planta conforme o modelo, o aparelho para adicionar aditivos partículados, secos, é um aparelho para injeção de pressão pneumática.

De acordo com outra modalidade da planta conforme a modelo, o aparelho para adicionar aditivos é um aparelho para dosagem gravitacio- nal.

De acordo com uma modalidade do aparelho conforme o mode- lo, o aparelho de remoção de poeira compreende um aparelho para remover partículas sólidas separadas.

De acordo com uma modalidade do aparelho conforme o mode- lo, o dispositivo de separação preliminar compreende um aparelho para re- mover partículas sólidas separadas do dispositivo de separação preliminar. De acordo com outra modalidade do aparelho conforme o modelo, uma li- nha de partículas sólidas emana do aparelho para remover partículas sólidas separadas e lança na linha de gás primária após a primeira linha de cone- xão, como visto na direção do fluxo da corrente de gás ou como visto do ponto de ramificação na linha de derivação e na linha de gás primária. O ponto de lançamento é vantajosamente fornecido com um aparelho para in- jeção de pressão pneumática, por meio do qual as partículas sólidas podem ser introduzidas na linha de gás primária em oposição à pressão da corrente de gás.

De acordo com uma outra modalidade do aparelho conforme o modelo, uma linha de adição emana do aparelho para remover partículas sólidas e/ou do aparelho para remover partículas sólidas separadas do dis- positivo de separação preliminar e lança em um aparelho para adicionar ma- terial à unidade de produção de ferro gusa ou a unidade de produção de fer- ro. De acordo com outra modalidade do aparelho conforme o mode- lo, o apareiho para ajustar a temperatura da corrente de gás compreende um resfriador de evaporação.

De acordo com outra modalidade do aparelho conforme o mode- lo, o aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás compreende um trocador de calor do tipo chapa ou outros tipos de trocadores de calor, tais como feixes de tubos, resfriadores de correntes forçadas e trocadores de calor Ljüngstrom.

De acordo com uma outra modalidade do aparelho conforme o modelo, o aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás compre- ende um maçarico. O maçarico toma possível aumentar rapidamente a tem- peratura da corrente de gás acima do limite inferior de 60°C - e geralmente com aparelho simples e de maneira facilmente controlável.

O combustível fornecido ao maçarico é um gás combustível ou uma mistura de gás combustível. É preferível usar pelo menos parte do gás desempoeirado a seco e limpo a seco obtido no processo conforme o mode- lo como combustível para o maçarico.

De acordo com uma outra modalidade, a linha de alimentação conduz uma corrente de gás de uma planta de gaseificação de carvão a ela conectada. O presente modelo também alcança o objetivo de simplificar o uso da energia presente no gás - por exemplo para gerar eletricidade em uma turbina após o processo de remoção de poeira e limpeza, por exemplo uma turbina de expansão - ou dos constituintes do gás - por exemplo em processos químicos. Tais usos são simplificados pela limpeza e remoção de poeira conforme o modelo, uma vez que as partes da planta empregadas para esses usos são expostas em uma menor extensão a ataques por partí- culas sólidas e poluentes, que podem ter, por exemplo, uma ação abrasiva e corrosiva.

Se o aquecimento - por exemplo, por meio de um maçarico - é necessário ajustar a temperatura da corrente de gás, é vantajoso recuperar a energia térmica fornecida no processo pelo menos parcialmente em um uso da energia térmica do gás após a remoção de poeira e a limpeza. Como exemplo, o gás de topo tem uma capacidade térmica es- pecífica de cerca de 1,4 kJ/Nm3K - aquecimento de cerca de 500 000 Nm3/h requer um poder de aquecimento de cerca de 200 kW/K. Para aquecer de 60°C até 100°C, 200*40 = cerca de 8 MW de poder de aquecimento é ne- cessário, e isso tem que ser aplicado, por exemplo, por um maçarico ou íro- cador de calor. Cerca de 10 MW podem ser recuperados usando-se uma turbina de expansão de gás TRT.

Similarmente, o presente modelo alcança o objetivo de fazer os sólidos presentes no gás e outras substâncias transportadas no gás disponí- vel para uso, desde os materiais obtidos durante a separação preliminar, a remoção de poeira e a limpeza são obtidas separadamente uma do outra.

O presente modelo é ilustrado como exemplo e esquematica- mente na base das figuras anexas e explicada na base da seguinte descri- ção.

A figura 1 mostra um aparelho para executar uma modalidade do processo conforme a modelo.

A figura 2 mostra uma versão modificada do aparelho mostrado

na figura 1.

Uma linha de alimentação 1, mostrada na figura 1, conduz uma corrente de gás produzido em uma unidade de produção de ferro gusa (não mostrado), ao qual a linha de alimentação 1 está conectada, durante a pro- dução de ferro gusa. Um dispositivo de separação preliminar 2, nesse caso um ciclone, está presente na linha de alimentação 1. As partículas sólidas brutas separadas durante a separação preliminar, tendo um tamanho de grão de 10 a 200 pm, podem ser removidas do ciclone, isto sendo mostrado por uma seta que emana do ciclone. O material removido do ciclone não contém qualquer aditivo. Ele contém poeira contendo ferro - uma matéria prima valiosa - que, devido à ausência de aditivos, é particularmente bem adequada para introdução na unidade de produção de ferro gusa (não mos- trada). Uma vez que o material não contém qualquer aditivo, nenhum aditivo é introduzido na unidade de produção de ferro gusa se tal introdução ocorre. A linha de alimentação 1 se ramifica no ponto de ramificação 3 em uma linha de derivação 4, que lança em uma chaminé 5, e em uma linha de gás primá- ria 6. A linha de gás primária 6 é conectada a três linhas de conexão 7,8,9, as quais, por sua parte, se lançam em um aparelho respectivo de remoção de poeira 10, 11, 12. A corrente de gás que já foi submetida à separação preliminar é conduzida através da linha de gás primária 6 e das linhas de conexão 7, 8, 9 no aparelho de remoção de poeira 10,11, 12. Um aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás conduzida fora do dispositivo de separação preliminar, nesse caso um arranjo de trocadores de calor do tipo chapa 21a e 21b conectados em paralelo, está presente entre o disposi- tivo de separação preliminar 2 e o ponto de ramificação 3 na linha de gás primária 6. Se a temperatura de descarga de um trocador de calor do tipo chapa excede a temperatura de gás máxima permissível para os aparelhos de remoção de poeira, é feita uma troca para o outro trocador de calor do tipo chapa, o trocador de calor do tipo chapa quente sendo resfriado também nesse meio tempo com ar ambiente, por exemplo.

Outro aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás conduzida fora do dispositivo de separação preliminar, nesse caso um resfri- ador de evaporação 13 no qual a corrente de gás é tratada com água e/ou suspensão aditiva, está presente entre o dispositivo de separação preliminar 2 e os aparelhos de remoção de poeira 10,11,12 na linha primária de gás 6.

Adicionalmento1 um aparelho para adicionar aditivo sólido seco particulado 14, neste caso um aparelho para injeção de pressão pneumática está presente na linha de gás primária 6 . O mencionado aparelho é arranja- do a jusante do resfriador do tipo chapa e antes do resfriador de evapora- ção. A adição de aditivos é simbolizada por uma seta. Os aparelhos de re- moção de poeira 10, 11, 12 compreendem aparelhos para remover partícu- las sólidas separadas 15,16, 17. Partículas sólidas separadas durante a re- moção de poeira são adicionadas à corrente de gás através da linha de par- tículas sólidas 18, que emana dos mencionados aparelhos e se lançam na linha de gás primária 6 a montante da primeira linha de conexão 7, como visto na direção do fluxo da corrente de gás ou do ponto de ramificação 3. A adição ocorre usando-se um aparelho para injeção de pressão pneumática (não mostrado aqui).

O gás que é produzido rias unidades de produção de ferro gusa durante a produção de ferro gusa ou nas unidades de produção de ferro du- rante a produção de ferro e é desempoeirado e limpo de acordo com o mo- delo pode ser usado termicamente em processos a jusante da remoção da poeira, por exemplo, estufas de alto forno, coquerias, plantas de secagem de matéria prima, por exemplo, uma planta de secagem de carvão ou uma plan- ta de secagem de finos de carvão, plantas térmicas a vapor, ou plantas tér- micas a gás ou vapor. Ele pode ser também usado no processo interno para a produção de ferro gusa ou ferro como uma redução do gás após o trata- mento de gás, por exemplo, por reforma por CO2 com remoção de gás natu- ral ou CO2, e ser recirculado de volta no processo para a produção de ferro gusa ou ferro, na modalidade do modelo mostrada na figura, o gás desem- poeirado e limpo é usado em um processo posterior. O gás de exaustão que foi submetido à remoção de poeira, e está a uma pressão de entre 2-6 χ 10δ Pa, isto é, 2 a 6 bar, é conduzido para uma turbina de expansão de gás (TRT) 20 através da linha de exaustão 19, que lança em todos os aparelhos de remoção de poeira. Na mencionada turbina de expansão de gás, a ener- gia de pressão do gás de exaustão é usada para gerar eletricidade. A cor- rente de gás é conduzida através da linha de derivação 5 apenas no caso de interrupções operacionais para os aparelhos de remoção de poeira.

Afigura 2 mostra um aparelho conforme mostrado na figura 1, com as seguintes diferenças em comparação à figura 1, Não há resfriador de evaporação. Um aparelho para remover partículas sólidas separadas do dispositivo de separação preliminar 22 é mostrado. Por razões de clareza, a figura 2 não mostra o ponto no qual o mencionado aparelho lança em um aparelho para adição de material à unidade de produção de ferro gusa, do qual emana a corrente de gás. A montante do trocador de calor 21a, 21b, conforme visto na direção do fluxo da corrente de gás, há um maçarico 23 na linha de alimentação 1, como parte de um aparelho para ajustar a tempe- ratura da corrente de gás. A energia térmica fornecida pelo maçarico é usa- da até certo ponto na turbina de expansão de gás, a unidade a jusante para usar a energia térmica do gás desempoeirado e limpo, para conversão em eletricidade e para uso energético. Isto tora o processo mais econômico. LISTAGEM DE REFERÊNCIA 1 Linha de alimentação 2 Dispositivo de separação preliminar

3 Ponto de ramificação

4 Linha de derivação

Chaminé

6 Linha de gás primária 7, 8, 9 Linha de conexão

10,11,12 Aparelho de remoção de poeira

13 Aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás

14 Aparelho para adicionar aditivo

15,16,17 Aparelho para remover partículas sólidas separadas 18 Linha de partículas sólidas

19 Linha de exaustão

Turbina de expansão de gás (TRT)

21a e 21b Trocador de calor do tipo chapa

22 Aparelho para remover partículas sólidas separadas do dispositivo de separação preliminar

23 Maçarico

Claims

1. Processo para a remoção a seco de poeira de e para a limpe- za a seco de gás carregado com poeira e poluentes, tais como gás produzi- do em unidades de produção de feiro gusa durante a produção de ferro gusa ou gás produzido em unidades de produção de ferro na produção de ferro, em cujos processos a corrente de gás que consiste em gás sólido é subme- tida à redução de poeira após a separação preliminar para separar partículas sólidas brutas, durante cuja remoção de poeira as partículas sólidas presen- tes na corrente de gás que já foi submetida à separação preliminar são se- paradas da corrente de gás, e a temperatura da corrente de gás antes da remoção de poeira é ajustada de forma que a temperatura da mencionada corrente de gás seja maior que 60°C, preferivelmente maior que 100°C, e menor que a temperatura que provocaria danos aos aparelhos que execu- tam a remoção de poeira, caracterizado pelo fato de que um aditivo conten- do um reagente e, se adequando, um absorvente é adicionado à corrente de gás antes do início da remoção da poeira.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo é adicionado à corrente de gás por meio de injeção pneumática de pressão.

3. Processo, de acordo com a reivindicação"!, caracterizado pe- lo fato de que o aditivo é adicionado à corrente de gás por meio de dosagem gravitacional.

4. Processo, de acordo com as reivindicações precedentes, ca- racterizado pelo fato de que uma quantidade parcial das partículas sólidas separadas durante a remoção de poeira é adicionada à corrente de gás an- tes do início da remoção de poeira desde que a separação preliminar tenha sido concluída, preferivelmente por meio de injeção pneumática de pressão.

5. Processo, de acordo com as reivindicações precedentes, ca- racterizado pelo fato de que pelo menos uma quantidade parcial de partícu- las sólidas separadas durante a separação preliminar e/ou a remoção de poeira é usada como material de partida para a produção de ferro gusa ou para a produção de ferro.

6. Processo, de acordo com as reivindicações precedentes, ca- racterizado pelo fato de que a temperatura da corrente de gás é ajustada antes da remoção da poeira por meio de um resfriador de evaporação.

7. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracteri- zado pelo fato de que a temperatura da corrente de gás é ajustada antes da remoção por meio de um trocador de calor do tipo chapa.

8. Aparelho para executar o processo, como definido nas reivin- dicações precedentes, compreendendo uma linha de alimentação (1) que conduz uma corrente de gás de uma unidade de produção de ferro gusa ou de uma unidade de produção de ferro e no qual há um dispositivo de sepa- ração preliminar (2), em que a linha de alimentação (1) se ramifica em um ponto de ramificação (3) em uma linha de derivação (4) e em uma linha de gás primária (6), compreendendo pelo menos um aparelho de remoção de poeira (10, 11, 12), em que a linha de gás primária (6) está conectada ao aparelho de remoção de poeira (10, 11, 12) através de uma linha de cone- xão (7, 8, 9), e em que um aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás (13) está presente antes do aparelho de remoção de poeira (10, 11, 12) na linha de alimentação (1) ou na linha de gás primária (6), caracterizado pelo fato de que há um aparelho para adicionar aditivos (14) na linha de gás primária, em que o aparelho de adição de aditivos (14) está localizado no ponto de ramificação (3) e a primeira linha de conexão (7, 8, 9), conforme visto a partir do ponto de ramificação (3).

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho para adicionar aditivos (14) é um aparelho para inje- ção de pressão pneumática.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho para adição de aditivo (14) é um aparelho para dosagem gravitacionat.

11. Aparelho, de acordo com as reivindicações 8 a 10, caracte- rizado pelo fato de que o aparelho de remoção de poeira (10, 11, 12) com- preende um aparelho para remover partículas sólidas separadas (15, 16, 17).

12. Aparelho de acordo com as reivindicações 8 a 10, caracteri- zado pelo fato de que o dispositivo de separação preliminar (2) compreende um aparelho para remover as partículas sólidas separadas no dispositivo de separação preliminar (22).

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que uma linha de partículas sólidas (18) emana do aparelho pa- ra remoção de partículas sólidas separadas (15, 16, 17) e lança na linha de gás primária (6) a montante da primeira linha de conexão (7), como visto do ponto de ramificação (3).

14. Aparelho, de acordo com as reivindicações 12 e 13, caracte- rizado pelo fato de que uma linha de adição emana do aparelho para remo- ver partículas sólidas separadas (15, 16, 17) e/ou do aparelho para remover as partículas sólidas separadas do dispositivo de separação preliminar (22) e lança em um aparelho para adição de material à unidade de produção de ferro gusa ou à unidade de produção de ferro.

15. Aparelho, de acordo com as reivindicações 8 a 14, caracteri- zado pelo fato de que o aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás (13) compreende um resfriador de evaporação e/ou um trocador de calor do tipo chapa (21a, 21b).

16. Aparelho, de acordo com as reivindicações 8 a 14, caracteri- zado pelo fato de que o aparelho para ajustar a temperatura da corrente de gás (13) compreende um maçarico (23).