Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ dukcji tlenkowych rud zelaza do zelaza gabczastego metoda okresowa za pomoca redukcyjnego gazu, zawierajacego glównie tlenek wegla i wodór Wytwarzanie gabczastego zelaza droga póleiaglego procesu przy uzyciu ukladu obejmujacego wiele jed¬ nostkowych reaktorów, w których oddzielne partie surowca zawierajacego zelazo traktuje sie równo¬ czesnie, jest znane z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 2900&47., 3423201, 3136623, 3136624 i 3136625. Proces ten polega zasad¬ niczo na redukowaniu rudy do gabczastego zelaza, chlodzeniu zredukowanej rudy i usuwaniu gabczas¬ tego zelaza z reaktora oraz zaladowywaniu reaktora swieza ruda zelaza, przeznaczona do redukcji.Redukcje prowadzi sie za pomoca redukujacego gazu, bedacego zwykle mieszanina tlenku wegla z wodorem. Gaz taki przewaznie wytwarza sie na drodze katalitycznej przemiany pary wodnej i me¬ tanu w tlenek wegla i wodór w znanym reaktorze do katalitycznego reformowania, zgodnie z równa¬ niem: CH4 + H20 • CO+3H2 Gaz odplywajacy z reaktora do reformowania chlodzi sie i prowadzi kolejno przez reaktor do chlodzenia i jeden lub wieksza liczbe reaktorów do redukcji. Z ukladu tych reakltorów w stadiach chlo¬ dzenia i redukcji wydziela sie dodatkowy reaktor, niekiedy zwany reaktorem zaladowczym, zawiera¬ jacy uprzednio zredukowana rude w postaci gab¬ czastej tak, ze gabczaste zelazo moze byc rozlado¬ wywane z tego reaktora i reaktor zaladowywany swieza ruda. 5 Uklad reaktorów jest wyfposazony w odpowied¬ nie zawory rozdzielcze, przy czym pod koniec kaz¬ dego cyklu strumien gazu moze byc kierowany tak, aby reaktor, w którym odbywal sie proces chlodze¬ nia, stal sie reaktorem zaladowczym, reaktor, w 10 którym odbywalo sie ostatnie stadium redukcji, stal sie reaktorem do chlodzenia, a reaktor, który byl zaladowywany, stal sie reaktorem, w którym zachodzi pierwsze stadium redukcji.Poniewaz w takim, ukladzie reaktory stosowane 15 do redukcji sa z punktu widzenia przeplywu gazu polaczone w szeregi, przeto jest rzecza oczywista, ze ilosc swiezego gazu redukujacego, niezbedna do otrzymania okreslonej ilosci zredukowanej rudy, o okreslonym stopniu zredukowania* mozna zmniej- 20 szyc zwiekszajac liczbe reaktorów do redukcji w szeregach. Jednakze spadek cisnienia wystepujacy w miare przeplywu redukujacego gazu przez mase surowca zawierajacego metal w kazdym z reakto¬ rów stanowi w prakftyce granice liczby reaktorów, 25 które moga byc stosowane. Z tego tez powodu urzadzenia stosowane w technice, njp. opisane w po¬ wolanych wyzej opisach patentowych Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki, maja zwykle jeden reaktor do chlodzenia i tylko diwa reaUritloiry do redukcji. Jezeli 30 bowiem do takiego ukladu wfprowadzi sie trzeci 113 935113 935 3 reaktor do redukcji, wówczas przeplyw redukuja¬ cego gazu maleje ponizej wartosci dopuszczalnych w technice, chyba ze zastosuje sie inne zabiegi techniczne lub dodatkowe urzadzenia, które ze swej ' strony daja inne niepozadane skutki.Spadek cisnienia wystepujacy zwykle w znanych urzadzeniach do redukcji, skladajacych sie z jedne¬ go reaktora do chlodzenia i dwóch reaktorów do redukcji, podano w tabieli 1.Tabela 1 Cisnienie gazu u wlotu do reaktora do chlodizenia Cisnienie gazu u wlotu do pierwsze¬ go reaktora do redukcji Cisnienie gazu u wylotu z pierwsze- go reaktora do redukcji Cisnienie gazu u wylotu z drugiego reaktora do redukcji 6&6 kPa 549 kPa 332 kPa 167 kPa 15 20 Stwierdzono równiez, ze w znanych ukladach opisanego typu, w których ochlodzony gaz redu¬ kujacy jest poczatkowo wprowadzany do reaktora do chlodzenia, wystepuje tendencja, zwlaszcza w koncowych stadiach procesu chlodzenia, do cofania sie podanej wyzej reakcji reformowania, a miano¬ wicie do wytwarzania metanu i pary wodnej z tlen¬ ku wegla i wodoru. Poniewaz zas ta odwrotna rea¬ kcja jest egzotermiczna, przeto opóznia chlodzenie gabczastego zelaza w dalszej czesci cyklu chlodze¬ nia. Poza tym, aczkolwiek zredukowana ruda w reaktorze do chlodzenia sklada sie w znacznej mie¬ rze z gabczastego zelaza, to jednak nadal zawiera pewna ilosc nie zredukowanej rudy, a wiec podczas przeplywania chlodzacego gazu przez reaktor do chlodzenia zachodzi w pewnej mierze proces redu¬ kcji, w wyniku czego gaz przeplywajacy do reak¬ tora do redukcji ma nieco mniejsza zdolnosc redu¬ kowania niz gaz odplywajacy z urzadzenia reformu¬ jacego.Jak podano w opisie patentowym Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 3f4j23201, pozadane jest, aby zredukowane gabczaste zelazo zawieralo pewien od¬ setek wegla, wykorzystywanego w procesie wyta¬ piania stali. W ukladzie opisanym w tym opisie patentowym zadane naweglanie uzyskuje sie chlo¬ dzac gabczaste zelazo w reaktorze do chlodzenia dwustopniowo. W pierwszym stadium prowadzi sie redukujacy gaz przez reaktor do chlodzenia z taka sama predkoscia, z jaka wprowadza sie go do pierwszego reaktora do redukcji i w tym pierwszym stadium gorace gabczaste zelazo krakuje czesc gazu zawierajacego wegiel, powodujac osadzanie sie weg¬ la na' powierzchniach czasteczek gabczastego zelaza.Po ochlodzeniu gabczastego zelaza do temperatury nizszej od temperatury krakowania gazu, gaz od¬ plywajacy z reaktora do chlodzenia chlodzi sie i zawraca w celu przyspieszenia chlodzenia gabczas¬ tego zelaza do temperatury zblizonej do pokojowej.Aczkolwiek ta metoda jest skuteczna w odniesieniu do odkladania wegla na czasitkach gabczastego zela¬ za, to jednak ma ona te wade, ze nie umozliwia zmiany ilosci w$gla osadzonego na gabczastym zela- 25 3G 40 45 50 55 60 zie w takim stopniu, w jakim jest to zwykle po¬ zadane.Stwierdzono, ze stosujac urzadzenie wedlug wy¬ nalazku mozna redukowac tlenkowe rudy metali metoda ogólnie biorac podobna do wyzej opisanej, ale równoczesnie mozna hamowac lub tlumic reakcje bedaca odwrotnoscia wspomnianej wyzej reakcji re¬ formowania. Stosujac to urzadzenie unika sie ujem¬ nego wplywu, który obnizenie jakosci redukujacego gazu na skutek redukcji nie zredukowanej rudy w w gabczastym zelazie w raktorze do chlodzenia wy¬ wiera na jakosc gazu redukujacego, wprowadzane¬ go do reaktorów do redukcji. Równoczesnie tez mozna zmniejszac ilosc wegla odkladanego na zre¬ dukowanym metalu w reaktorze do chlodzenia.!W urzadzeniu wedlug wynalazku mozna stosowac wieloreaktlorowy uklad redukujacy, obejmujacy sze¬ regi po trzy lub wieksza liczbe reaktorów do re¬ dukcji, co umozliwia lepsze wykorzystanie swieze¬ go gazu redukujacego, wytwarzanego w urzadzeniu do reformowania.Cecha odrózniajaca urzadzenie wedlug wynalazku od opisanego wyzej znanego urzadzenia do reduko¬ wania tlenkowych rud jest przede wszystkim to, ze reaktor do chlodzenia jest umieszczony „niewspól- osiowo" z glównym przeplywem redukujacego gazu przez reaktory do redukcji, to jest poza ukladem tych reaktorów, Takie niewspólosiowe umieszczenie reaktora do chlodzenia umozliwia stosowanie w praktyce trzech lub nawet wiekszej liczby reakto¬ rów w szeregach, co pozwala na skuteczniejsze wy¬ korzystanie swiezego gazu wytwarzanego w urza¬ dzeniu do reformowania.Przy stosowaniu urzadzenia wedlug wynalazku spadek cisnienia gazu przeplywajacego przez reak¬ tory jest mniejszy niz przy stosowaniu znanych urzadzen, co uwidocznia tabela 2, w której podano cisnienie gazu w poszczególnych reaktorach urza¬ dzenia wedlug wynalazku.Tabela 2 Cisnienie gazu u wlotu do reaktora do chlodzenia Cisnienie gazu u wlotu do pierw¬ szego reaktora do redukcji Cisnienie gazu u wylotu z pierw¬ szego reaktora do redukcji Cisnienie gazu u wylotu z drugiego 1 reaktora do redukcji 636 kPa 686 kPa 519 kPa 304 kPa 65 Z tabeli 2 wynika, ze. po przejsciu przez drugi reaktor do redukcji gaz redukujacy ma jeszcze cisnienie tak duze, ze jak wspomniano wyzej mozna go wprowadzic do dalszego reaktora do redukcji, co w przypadku znanych urzadzen (patrz tabela 1) nie jest praktycznie mozliwe.Dalsza zaleta urzadzenia wedlug wynalazku w po¬ równaniu ze znanymi urzadzeniami jest to, ze przez zastosowanie reaktora do chlodzenia niewspólosio- wego z reaktorami do rediukcji mozna znacznie skuteczniej kontrolowac osadzanie sie wegla na materiale poddawanym procesowi, poniewaz w re¬ aktorze do chlodzenia mozna odpowiednio dostoso-5 wywac sklad gazu redukujacego nie zaklócajac przebiegu procesu redukcji.Stosujac urzadzenie wedlug wynalazku proces prowadzi sie w ten sposób, ze z góry okreslona czesc redukujacego gazu doprowadzanego ze zródla tego gazu kieruje sie przez nieruchome zloze rudy zelaza w reaktorze do chlodzenia, powodujac och¬ lodzenie tego zloza, a pozostala czesc redukujacego gazu ogrzewa sie do temperatury 900^HiaOO°C i nastepnie prowadzi przez zloze rudy w reaktorze lub w reaktorach do redukcji. Gaz redukujacy wprowa¬ dzony do reaktora do chlodzenia chlodzi sie po przejsciu prze/z ten reaktor do temperatury nizszej niz 100°C i zawraca do reaktora do chlodzenia, tworzac zamkniety uklad obiegu gazu chlodzacego.Z ukladu tego odprowadza sie gaz w ilosci w przy¬ blizeniu równej ilosci gaizu doprowadzanego do re¬ aktora do chlodzenia*. W ukladzie tym stosuje sie chlodnice i pompe, i gaz odprowadza sie z tega uk¬ ladu korzystnie w miejscu pomiejd^zy ta pompa i wlotem gazu do reaktora do chlodzenia. Gaz odpro¬ wadzany z ukladu obiegowego gazu chlodzacego kieruje sie do reaktora luib do reaktorów do redu¬ kcji, przy czym gaz ten mozma w calosci kierowac do pierwszego reaktora do redukcji, ewentualnie po zmieszaniu go z ta czescia gazu redukujacego, która wprowadza sie bezposrednio ze zródla gazu redukujacego.W celu zmniejszenia osadzenia sie wejgla na ze¬ lazie wytwarzanym w reaktorach do redukcji moz¬ na do obiegu gazu chlodzacego wprowadzac azot, jak równiez w celu odpowiedniego redukowania skladu gazu mozna do obiegu gazu chlodzacego wp¬ rowadzac dodatkowo tlenek wegla, dwuitllenek/wegla i/albo wodór.Ponizej opisano urzadzenie wedlug wynalazku obejmujace uklad trzech reaktorów do redukowa¬ nia, ale zgodnie z wynalazkiem! niewspólosiowy reaktor do chlodzenia moze byc tez korzystnie sto¬ sowany w ukladach zawierajacych mniej niz trzy reaktory do redukcji, poniewaz mozna go stosowac w takim ukladzie: -' a) do zapobiegania reakcji w kierunku przeciw¬ nym do reakcji reformowania, wystepujacej zwykle w reaktorze do chlodzenia, b) W celu unikniecia pogarszania jakosci gazu redukujacego wprowadzanego do reaktorów do re¬ dukcji na skutek zawartosci nie zredukowanej rudy w chlodzonym materiale i c) do rozszerzania granic, w których mozna zmie¬ nic ilosc Wegla odkladanego na zredukowanej ru¬ dzie.Wynalazek opisano nizej w odniesieniu do rysu¬ nku, przedstawiajacego schemat wieiojednostkowe - -go ukladu reaktorów wedlug wynalazku. Uklad ten sklada sie z reaktora do chlodzenia 10, reaktora 12 do pierwszej redukcji, reaktora 14 do drugiej re¬ dukcji, reaktora 16 do trzeciej redukcji i reaktora zaladowczego 18. Trzy reaktory do redukcji sa po¬ laczone w szereg tak, ze redukujacy gaz -przeplywa przez znajdujacy sie w nich material zawierajacy i zelazo, Jak wspomniano wyzej, proces redukcji ru¬ dy prowadzi sie cyklicznie lufo okresowo.% Zabiegi redukowania rudy i chlodzenia, jak rów¬ niez rozladowywania ochlodzonego zelaza gabcza- 1935 6 stego z reaktora oraz ponowne zaladowywanie go swieza ruda, wykonuje sie równoczesnie, w okreslo¬ nych odstepach czasu, których wielkosc moze byc rózna w zaleznosci od takich czynników jak jakosc 5 i predkosc przeplywu gazu, wielkosc reaktora, pre¬ dkosc zawracania gazu itp. Po zakonczeniu kazdego cyklu pracy zmienia sie reaktory funkcjonalnie tak, ze reaktor zaladowany staje sie reaktorem trzeciej redukcji, reaktor trzeciej redukcji staje sie reakto- 10 rem drugiej redukcji, reaktor drugiej redukcji sta¬ je sie reaktorem pierwszej redukcji, reaktor pierw¬ szej redukcji staje sie reaktorem do chlodzenia, a reaktor do chlodzenia staje sie reaktorem zaladow¬ czym. Te funkcjonalna zamiane reaktorów mozna 15 przeprowadzac za pomoca znanego zestawu zawo¬ rów i przewodów pomiedzy reaktorami, totez w ce¬ lu uproszczenia, zestawu tego nie uwidoczniono ^a rysunku.Redukujacy gaz przeplywa przez reaktory do re- 20 dukcji ogólnie biorac pnzeciwpradowo. Oznacza to, ze swiezy gaz redukujacy wprowadza sie do reakto¬ ra pierwszej redukcji, który miesci material zawie¬ rajacy zelazo juz czesciowo zredukowany w reak¬ torze drugiej redukcji i w reaktorze trzeciej redu- 25 kcji w poprzednich cyklach. Reaktor trzeciej reduk¬ cji, który poczatkowo zawiera swieza rude, jest za¬ silany gazem, który juz przeplynal przez reaktory do pierwszej i drugiej redukcji.Gaz redukcyjny, skladajacy sie glównie z tlenku wegla i wodoru, wytwarza sie w refortnerze 20 znanej budowy, skladajacym sie z ogrzewanej czesci konwertorowej 22 i kolumny 24. Metan, gai ziemny lub inny gaz, weglowodorowy z odpowiedniego zródla doprowadza sie przewodem 26 majacym za- u wór 28 i podgrzewa w wezowndcy 36 w poblizu wierzcholka kolumny 24, wykorzystujac cieplo za¬ warte w goracych gazach przeplywajacych przez kolumne 24. Gaz wegUojwodorowy^ np, metan, wy¬ plywajacy z wezownicy 30 miesza sie z para wodna 10 w stosunku odpowiednim dla katalitycznej pTize- miany w tlenek wegla i wodór, zwykle w stosunku molowym 1:2. Pare wodna doprowadza sie ze zbiór - nika 32 przez przewód 34 z zaworem 36 i mieszani¬ na pary wodnej z metanem plynie przewodem 38 15 do wezownicy 40 w dolnej czesci kolumny 14, w której ulega dalszemu ogrzaniu. Z wezownicy 40 mieszanina pary wodnej z metanem plynie przewo¬ dem 42 do czesci konwertorowej 22 reformera 20, w której przeplywa przez ogrzewane z zewnatrz 60 rury wypelnione katalizatorem i ulega znanemu procesowi przeksztalcania w tlenek wegla i wodór.Z reformera 20 goracy gaz redukujacy plynie prze¬ wodem 44 do kotla 46, w którym ciepk zawarte w gazie wykorzystuje sie do wytwarzania pary wad- 55 nej. Mianowicie, goraca woda ze zbiornika pary 32 splywa w dól przewodem 48 na dno kotla 46 i na¬ stepnie przez umieszczone w nim rurki, w których czesc wody zostaje pod wplywem ciepla zawartego w goracym gazie redukcyjnym. Otrzymana miesza- 60 nine pary i goracej wody zawraca sie do zbiornika 32 przewodem 50.W celu dalszego wykorzystania ciepla zawartego w goracych gazach pfzAplywajacych przez kolumne 24 reforma 20, z dna zbiornika 32 odprowadza sie w goraca wode przewodem 52 i kieruje przez wezów-nice 54 w kolumnie 24 na powrót do zbiornika 32 przewodem 56. Cieplo odzyskiwane w kotle 46 i w wezownicach w kolumnie 24 jest wiecej niz wystar¬ czajace do wytwarzania pary. wodnej, która trzeba .wraz z metanem wprowadzac do reformera 20.Nadmiar pary wodnej mozna odprowadzac ze zbiornika 32 przewodem 58 i wykorzystywac do in¬ nych celów. Wode do wytwarzania pary wodnej do¬ prowadza sie przewodem 60. Stosowanie zbiornika . pary 32, kotla 46 i wezownic 30, 40 i 54 w kolum¬ nie 24 poprawia w znacznej mierze bilans cieplny calego ukladu.Gaz redukcyjny ochlodzony podczas przeplywa¬ nia przez kociol 48 plynie przewodem 62 do chlod¬ nicy 64, w której ulega naglemu ochlodzeniu i od¬ wodnieniu, a nastepnie przeplywa do komory 66 gazu redukcyjnego. Mala czesc redukcyjnego gazu z komory 66 mozna odprowadzac przewodem 68 z zaworem 70 i kierowac do reaktora do chlodzenia, jak opisano nizej. Glówna czesc gazu redukcyjne¬ go plynie przewodem 66 z zaworem 72 do podgrze- wacza 74, w którym jest ogrzewana do temperatu¬ ry 700—8i50°C. Poniewaz temperatura gazu reduk¬ cyjnego u wlotu do reaktora 12 do pierwszej re-. dukcji korzystnie wynosi 900—I1100°C, zwlaszcza okolo 1050°C, przeto gaz odplywajacy z podgrzewa¬ cza 74 ogrzewa sie dalej w komorze do spalan 12a, która jest polaczona z wierzcholkiem reaktora 12 do pierwszej redukcji. Mianowicie, gaz odplywajacy z podgrzewacza 74 plynie przewodem 76 do komory do spalan 12a, w której miesza sie z gazem zawie¬ rajacym tlen, doprowadzanym przewodem 78 z za¬ worem 80. Jako gaz zawierajacy tlen stosuje sie powietrze lub sam tlen albo mieszanine tlenu z po¬ wietrzem, korzystnie jednak sam tlen, aby do ukla¬ du nie wprowadzac azotu.W komorze do spalan czesci goracego gazu re¬ dukujacego spala sie, dajac mieszanine o zadanej stosunkowo wysokiej temperaturze. Komora 12a moze byc zbudowana podobnie do opisanej w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 200O2#7. W razde potrzeby gaz odplywajacy z pod¬ grzewacza 74 moze byc dadej ogrzewany w prze- grzewaczu 82, umieszczonym w przewodzie 76.Stosowanie przegrzewacza jest szczególnie korzy¬ stne w tych przypadkach, gdy do redukcyjnego.ga¬ zu pomiedzy reformerem i reaktorem do pierwszej ' redukcji dodaje sie gaz weglowodorowy, taki jak metan, jak to opisano nizej, poniewaz stosujac przegrzewacz mozna zmniejszyc ilosc gazu zawiera¬ jacego tlen, dodawanego do komory spalan 12a.Objetosc uzytego gazu zawierajacego tlen, jak równiez jego temperatura, zaleza od zawartosci tlenu w tym gazie. Jezeli w tym celu stosuje sie • powietrze, to korzystnie jest podgrzewac je uprzed¬ nio do temperatury okolo 700°C lub wyzszej, pod¬ czas gdy stosuje sie czysty tlen, to mozna uniknac podgrzewania w ogóle lub podgrzewac do znacznie nizszej temperatury.Jezeli jako gaz zawierajacy tlen stosuje sie po¬ wietrze, to stosunek objetosciowy powietrza do re¬ dukcyjnego gazu moze wynosic do 0,4:1, a zwykle wynosi od 0,15:1 do 0,3:1, natomiast przy stosowaniu samego tlenku dobre wyniki uzyskuje sie zwykle przy stosunku od 0,06:1 de O^ISM* 5 935 8 Z komory do spalan 12a goracy gaz redukcyjny plynie do wierzcholka reaktora pierwszej redukcji 12 i nastepnie w dól poprzez material zawierajacy zelazo, powodujac dalsza jego redukcje do gabczas- 5 tego zelaza. Z reaktora 12 gaz odplywa w poblizu jego dna przewodem 84 i wplywa do chlod¬ nicy 86, w której jest nagle chlodzony i odwadnia¬ ny, po czym plynie przewodem 88 z zaworem 90 do podgrzewacza 92, podobnego do podgrzewacza 74. ,ia W podgrzewaczu 92, gaz zostaje ponownie ogrzany do temperatury 700—850°C i nastepnie przewodem 94 wplywa do komory do spalan 14a reaktora dru¬ giej redukcji, podobnej do komory 12a. Do komory 14a wprowadza sie przewodem 96 z zaworem 98 gaz 15 zawierajacy tlen i w komorze tej czesc redukcyj¬ nego gazu ulega spaleniu, dzieki czemu temperatu¬ ra gazu wzrasta do 900—illOO°C. Gaz ten wplywa do reaktora 14 drugiej redukcji i splywa w dól poprzez material zawierajacy zelazo, powodujac je- 20 go czesciowa redukcje. Tak jak i reaktor pierwszej redukcji reaktor drugiej redukcji moze byc wypo¬ sazony w przegrzewacz 100, umieszczony w przewo¬ dzie 94. Gaz odplywajacy z reaktora 14 plynie prze¬ wodem 102 do chlodnicy 104 i dalej przewodem 106 z 25 zaworem 108 do podgrzewacza 110 podobnego do podgrzewaczy 74 i 92. Z podgrzewacza 110 gaz ply¬ nie przewodem 112, ewentualnie wyposazonym w przegrzewacz 114, do komory do spalan 16a, po¬ laczonej z wierzcholkiem reaktora 16 do trzeciej ao redukcji.Komora 16a dziala podobnie jak komory 12a i 14a. Gaz zawierajacy tlen wprowadza sie do komo¬ ry 16a przewodem 116 z zaworem 118. Goracy gaz z komory 16a plynie w dól poprzez material zawie- 35 rajacy zelazo, znajdujacy sie w reaktorze 16, po¬ wodujac jego czesciowa redukcje Z reaktora 16 gaz wpiywa przewodem 120 do chlodnicy 122, w której ulega szybkiemu ochlodzeniu i odwodnieniu. Gaz odplywajacy z chlodnicy 122 zawiera wprawdzie 40 stosunkowo niewielka ilosc skladników redukuja¬ cych, ale nadal nadaje sie jako gaz opalowy.W niektórych przypadkach korzystnie jest rów¬ niez zawracac ten gaz z reaktora trzeciej redukcji do reaktora pierwszej redukcji 12. W tym celu, z 45 góry okreslona ilosc gazu z chlodnicy 127 kieruje sie przewodem 124 z zaworem 126 do pompy 128 i dalej przewodem 130 z przeplywomierzem 132 do komory 66 zawierajacej gaz redukujacy. Jezeli sto¬ suje sie takze zawracanie czesci gazu z reaktora 16, 50 wówczas korzystnie jest poprawiac jakosc gazu do¬ prowadzanego do reaktora 12, dodajac don metanu.Metan mozna doprowadzac przewodem 134 pola¬ czonym z przewodem 26, przez który dostarcza sie metan i z komora 66. 55 Przewód 134 zawiera regulator przeplywu 136, który mozna nastawic tak, aby do komory 66 do¬ plywal metan w z góry okreslonej ilosci. Pozostala czesc gazu odplywajacego z reaktora 16 trzeciej redukcji plynie przez komore 138. Jak uwidocznio- 60 no na rysunku, co najmniej czesc tego gazu moze byc wykorzystana jako gaz opalowy do ogrzewa¬ nia dolnej czesci 22 urzadzenia do reformowania 20 i podgrzewaczy 74, 92 i 110. Mianowicie, gaz mozna odprowadzac z komory 138 przewodem 140 65 z zaworem 142 i wprowadzac do dolnej czesci ZZ9 113 935 10 reformera 20, przewodem 144 z zaworem 146 mozna prowadzic ten gaz do podgrzewacza 74, przewodem 148 z zaworem 150 do podgrzewacza 92 i przewo¬ dem 152 z zaworem 154 do podgrzewacza 110. Jeze¬ li ilosc gazu odplywajacego z reaktora trzeciej re- 5 dukcji jest wieksza od wymaganej do zawracania przewodem 130 i do ogrzewania reformera i pod¬ grzewaczy reaktorów do redukcji, wówczas nad¬ miar gazu mozna 'odprowadzac przewodem 156 do odpowiedniego miejsca skladowania lub wypuszczac io do otaczajacej atmosfery.Reaktor zaladowczy 18 ma budowe podobna do budowy reaktorów 12, 14 i 16 do redukcji i rów¬ niez jest wyposazony w podgrzewacz 158 z prze¬ wodem doprowadzajacym 160 majacym zawór 162. 15 Gaz odplywajacy z podgrzewacza 158 plynie prze¬ wodem 164, ewentualnie wyposazonym w przegrze- wacz 166, do komory spalan 18a. Do komory tej mozna doprowadzac przewodem 168 z zaworem 170 gaz zawierajacy tlen, ale w oplisywanej czesci 20 cyklu zawory 162 i 170 sa zamkniete i reaktor za¬ ladowczy jest odciety od ukladu tak, ze ochlodzone zelazo gabczaste mozna rozladowywac z reaktora i zaladowac reakltor swieza ruda.Jak podano wyzej, cecha urzadzenia wedlug wy- 25 nalazku jest to, ze ma ono reaktor chlodzacy, umie¬ szczony niewspólosiowo. to jest poza ukladem re¬ aktorów do redukcji. Reaktor chlodzacy 10, tak jak reaktory 12, 14 i 16 ma podgrzewacz 172, przewód doprowadzajacy z zaworem 176, przegrzewacz 178 30 i komore spalan lOa, która w opasanej wyzej czesci cyklu pracy jest odcieta przez zamkniecie zaworów 176 i 180. Jak podano wyzej, na poczatku cyklu redukowania reaktor 10 zawiera gorace, zreduko¬ wane zelazo gabczaste z poprzedniego cyklu reduk- 35 eji. Zelazo to chlodzi sie przepuszczajac przez reak¬ tor chlodzacy gaz. Uklad do obiegu tego gazu za¬ wiera pomjpe 182, która pompuje gaz przewodem 184 do wierzcholka reaktora 10, skad przeplywa ku dolowi poprzez mase zredukowanego metalu i chlo- 40 dzi go. Z reaktora 10 gaz chlodizacy odplywa przez przewód 186 do chlodnicy 188, w której ulega chlo¬ dzeniu i odwodnieniu, a nastepnie przewodem 190 jest zawracany do pompy 182.Jezeli gaz redukujacy ma byc stosowany do chlo- 45 dzenia zredukowanej rudy, wówczas gaz ten mozna odprowadzac z komory 66 przewodem 68 z zawo¬ rem odcinajacym 70 i regulatorem przeplywu 192 i okreslona ilosc tego gazu wprowadzac do obiegu gazu reaktora do chlodzenia. 50 IW celu zapobiegania niepozadanemu wzrostowi cisnienia w ukladzie chlodzacym, gaz odprowadza sie z przewodu 184 przez przewód 194 majacy re¬ gulator cisnienia 196, umozliwiajacy utrzymanie w tym ukladzie zadanego cisnienia. Gaz odprowadzany 55 przewodem 194 moze byc przewodem f98 z zawo¬ rem 200 zawracany do komory 66, albo kierowany przewodem 202 z.zaworem 204 do komory 138, za¬ wierajacej zuzyty gaz.Stosowanie niewspólosiowego reaktora do chlo- 60 dzenia zwieksza operacyjna elastycznosc ukladu, gdyz umozliwia niezalezne regulowanie zarówno ilosci jak i skladu gazu w systemie chlodzacym.Jak podano wyzej, czesto pozadane jest stosow- wanie do chlodzenia goracej rudy chlodzacego gazu «s zawierajacego skladniki umozliwiajace osadzanie z góry okreslonej ilosci wegla na .powierzchni zre¬ dukowanego gabczastego zelaza. Z tego tez wzgledu moze byc wskazane stosowanie w ukladzie chlodze¬ nia gazu o skladzie rózniacym sie nieco od skladu gazu wprowadzanego do reaktorów, w których pro¬ wadzi sie redukcje, aby uzyskac mozliwie najlep¬ sze osadzanie wegla na gabczastym zelazie.W celu umozliwienia zmieniania skladu gazu w ukladzie obiegowego chlodzenia reaktora do chlo¬ dzenia, odgaleziony przewód 206 z zaworem 208 laczy sie z przewodem 190, przez który zawracany jest chlodzacy gaz.Jak uwidoczniono na rysunku, do systemu chlo¬ dzacego mozna wprowadzac rózne gazy, np. tlenek wegla, metan, wodór, azot lub dwutlenek wegla, przewodem 206, albo zamiast gazu dostarczanego przez przewód 68 z urzadzania do reformowania, albo tez w uzupelnieniu tego gazu. Stosujac uklad podany na rysunku mozna latwo zmieniac sklad ga¬ zu chlodzacego tak, aby uzyskac zadane osadzanie wegla na czastkach zredukowanego zelaza gabcza¬ stego. Równiez i ilosc gazu chlodzacego przeplywa¬ jacego w jednostce czasu mozna zmieniac w szero¬ kich granicach niezaleznie od predkosci przeplywu gazu redukujacego przez uklad reaktorów do re¬ dukcji.(Korzyscia stosowania niewspólosiowego reaktora do chlodzenia jest równiez to, ze redukujacy gaz z urzadzenia do reformowania mozna wprowadzac bezposrednio do reaktora 12 do pierwszej redukcji bez uprzedniego przepuszczania tego gazu pTzez mase zredukowanego metalu w reaktorze do chlo¬ dzenia,. Poniewaz zas spadek cisnienia wystepujacy przy przeplywaniu gazu przez mase metalu w re^ aktorze do chlodzenia nie sumuje sie ze spadkiem cisnienia gazu podczas przeplywu tego gazu przez uklad kilku reaktorów do redukcji, przeto zamiast dwóch reaktorów do redukcji, stosowanych w zna¬ nych urzadzeniach, mozna korzystnie stosowac trzy lub wieksza liczbe reaktorów do redukcji. Dzieki temu na jednostke objetosci redukujacego gazu mozna wytwarzac wieksza ilosc ochlodzonego i zre¬ dukowanego zelaza gabczastego o okreslonym stop¬ niu redukcji, a wiec uzyskuje sie lepszy stopien wykorzystania redukujacego gazu.Poza tym, w przypadku stosowania „wspólosiowe¬ go" reaktora do chlodzenia, podczas ostatnich sta¬ diów procesu chlodzenia wystepuje tendencja do za¬ chodzenia reakcji bedacej reakcja odwrotna wzgle¬ dem reakcji reformowania, a mianowicie do wyt¬ warzania metanu i wody przez reakcje tlenku weg¬ la z wodorem. Cieplo wytwarzane podczas tej re¬ akcji opóznia proces chlodzenia. Jezeli zas stosuje sie zgodnie z wynalazkiem reaktor do chlodzenia niewspólosiowy, wówczas wprowadzajac do obiegu gazu chlodzacego metan prezwodem 206 hamuje sie te odwrotna reakcje. 1D0 obiegu gazu chlodzacego mozna tez wprowa¬ dzac azot, w celu zmniejszenia ilosci wegla osadzo¬ nego na gabczastym zelazie.Tlenek wegla doprowadzany do obiegu chlodza¬ cego gazu przewodem 206 powoduje zwiekszenie osadzania sie wegla na gabczastym zelazie, podczas gdy dwutlenek wegla zmniejsza to osadzenie. Jezeli11 zawór 70 jest zamkniety i jako czynnik chlodzacy wprowadza sie wodór przewodem 206, wówczas osiaga sie wysoki stopien metalizacji i nie ma wca¬ le osadzania sie wegla. Tak wiec niewspólosiowe umieszczenie reaktora do chlodzenia umozliwia bar¬ dzo elastyczne prowadzenie procesu.Jak wyzej wspomniano, aczkolwiek niewspólosio- wy realktor do chlodzenia wedlug wynalazku jest szczególnie uzyteczny w ukladach zawierajacych 3 lub wiejksza liczbe reaktorów do redukcji pola¬ czonych szeregowo, to jednak moze on byc korzysU nie stosowany równiez w ukladach o jednym lub wieksoej liczbie reakltorów do redukcji. Niezaleznie bowiem od liczby reakltorów do redukcji, reaktor do chlodzenia umieszczony niewspólosiowo umozli¬ wia w szerszych granicach zmiane osadzania wegla w neakorze do chlodzenia i ulaitwia zatrzymywanie w tym reaktorze Teatocji bedacej odwrotnoscia re¬ akcji reformowania.Jest rzecza oczywista, ze podany wyzej opis ma jedynie charakter wyjasniajacy i ze w ramach wy¬ nalazku mozna wjprowadzac szereg zmian. Na przy¬ siad, zamiast dodawac metan przewodem 131 do gazu wprowadzanego do reaktora do redukcji, moz¬ na wprowadzac metan przewodem 206 do obiegu w reaktorze do chlodzenia, wytwarzajac gaz obiegowy wzbogacony w metan i kierowac ten gaz przewo¬ dem 198 i przewodem 66 do podgrzewacza 74 reak¬ tora pierwszej redukcji.IW razie potrzeby, gaz wytwarzany w urzadzeniu do reformowania mozna w calosci kierowac prze¬ wodem 68 do obiegu chlodzacego w reaktorze do chlodzenia i w przyblizeniu taki sam strumien gazu odiprowadzac przewodami 194 i 198 i stosowac go jako gaz zasilajacy Teaktory do redukcji. Aczkol¬ wiek taki sposób pracy nie umozliwia niezaleznej regulacji skladu gazu w reaktorze do chlodzenia i w reaktorach do redukcji, to jednak i on ma zalety w porównaniu ze znanymi sposobami, ponie¬ waz cisnienie u zbiegu .przewodów 198 i 66 mozni zasadniczo zrównac z cisnieniem u zbiegu przewo¬ dów 66 i 68. W ten sposób niweluje sie spadek cis¬ nienia w reaktorze do chlodzenia, totez nie ma on wplywu na spadek cisnienia (pomiedzy wylotem z -!I£ 113 935* 1* urzadzenia do reformowania i wylotem gazu z ostatniego reaktora do redukcji.Zastrzezenia patentowe ii. Urzadzenie do gazowej redukcji tlenkowych rud zelaza do zelaza gabczastego metoda okresowa, obejmujace szereg reaktorów do równoczesnej ob¬ róbki rudy, w tym reaktor dochlodzenia i jeden lub wieksza liczbe reaktorowi do redukcji oraz reaktor za¬ ladowczy, przy czym reaktory te moga po kazdym cyklu operacyjnym zmieniac sie funkcjami, zna¬ mienne tym, ze jest wyposazone w przewód (68) do doprowadzenia gazu redukujacego, laczacy zródlo zimnego gazu redukujacego z ukladem gazu chlo¬ dzacego, skladajacym isie z przewodów t(184, 190) polaczonych z przeciwleglymi koncami reaktora (10) pracujacego jako reaktor do chlodzenia, z chlodnicy (188) do chlodzenia przeplywajacego gazu i z pom¬ py U82) do powodowania przeplywu gazu przez ten uklad, przy czym urzadzenie obejmuje równiez przewód (198) do odprowadzania gazu z ukladu obiegu gazu chlodzacego i doprowadzania tego gazu do reaktora (12) do redukcji rudy oraz komore (66) laczaca bezposrednio przewód (68) doprowadzajacy gaz redukujacy z przewodem (198) do odprowadza¬ nia gazu z ukladu obiegu gazu chlodzacego tak, aby w obu tych przewodach (68, 198) utrzymywane bylo jednakowe cisnienie. 2. Urzadzenie do gazowej redukcji tlenkowych rud zelaza do zelaza gabczastego metoda okresowa, obejmujace szereg reaktorów do równoczesnej ob¬ róbki rudy, w tym reaktor zaladowczy, reaktor do chlodzenia i jeden lub wieksza liczbe reaktorów do redukcji, przez które przeplywa ogrzany gaz redu¬ kujacy, przy czym reaktory te moga po kazdym cyklu operacyjnym zmieniac sie funkcjami, zna¬ mienne tym, ze obejmuje ono równiez przewód (134) do doprowadzania malej ilosci plynnego weglowodo¬ ru do gazu redukujacego przed jego ogrzaniem i doprowadzeniem do co najmniej jednego z reakto¬ rów (12, 14, 16) do redukcji. &. Urzadzenie wedlug zastrz. 12., znamienne tym, ze obejmuje równiez przewód do zawracania gazu odplywajacgo z jednego z reaktorów do redukcji do poprzedzajacego go reaktora do redukcji. 10 15 20 25 30 35 40 LZGraf. Z-d Nr 2 — 378/012 95+20 egz. A4 Cena 100 xl PL