Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / 13606
.txt 658199-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .
. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB658199A
[]
В. . ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 658,199 4| – Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948. 658,199 4| - : . 6, 1948. № 26047/48. . 26047/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке — класс (), N13b. -- (), N13b. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Процесс снижения содержания оксида железа в железорудных материалах. НОМЕР СПЕЦИФИКАЦИИ. 658199 . 658199 Согласно распоряжению, данному в соответствии с разделом 17(1) Закона о патентах 1949 года, эта заявка была подана от имени , корпорации, организованной в соответствии с законодательством штата Миннесота, Ифиббинг, Млиннесота, Соединенные Штаты Америки. 17(1) 0o 1949 , , , , . ПАТЕНТНОЕ БЮРО 8 октября, 1o51 9,5062/1(13)/3580 160 9/S1 , обогащающее низкосортные железные руды и другие железистые материалы, и особенно озабочено усовершенствованным процессом преобразования в магнетит и относительно рудного материала. содержание немагнитного оксида железа (например, ) при облагораживании обработанного таким образом рудного материала путем магнитной сепарации содержащегося в нем магнетита от пустых минералов и других относительно немагнитных компонентов указанного рудного материала. 8th , 1o51 9,5062/1(13)/3580 160 9/S1 , 2i ' - (.., ,) - . Одной из трудностей, с которыми сталкивались в прошлом в связи с таким преобразованием в магнетит, является трудность предотвращения чрезмерного восстановления до или даже до . Ранее предлагалось осуществлять конверсию путем обработки руды в замкнутом контуре смесью и , при этом соотношение этих двух газов регулируется с помощью регенеративного контура таким образом, чтобы при температуре эксплуатации FeO0 – стабильная форма оксида железа, причем газовая смесь является восстановительной по отношению к ,0 и: окислительной по отношению к . - . : ,, 36 FeO0, , ,0, : . Насколько мне известно, это предложение до сих пор не использовалось в коммерческих целях. , . Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, основная часть содержания оксида железа в железистом рудном материале, содержание железа в котором находится главным образом в пи, и добавлении к остатку свежего газа, богатого ОО, при сохранении соотношения к сумме , и в указанной газовой смеси выше указанной линии « », причем количество добавленного таким образом составляет от примерно 0,6 до немного более 1,12 куб. футов на каждый 1 фунт содержания в обрабатываемом рудном материале и поддержание массы рудного материала при температуре между 50 Вт и точкой ликвидуса рудного материала, частично, по крайней мере, за счет тепла, выделяемого реакции восстановления и переносится через указанную массу с помощью указанной газовой смеси, при этом в контур подается дополнительное тепло 76, если необходимо, объем смешанного газа регулируется в пределах от 5 до 30 куб. футов на каждый 1 фунт обработанного рудного материала, чтобы иметь теплоемкость, достаточную для обеспечения адекватной теплопередачи через указанную массу рудного материала. , 0O, , , " ," 65 C0 0.6 1.12 . . 1 , 50W' . , , 76 , , 5 30 . . 1 , 80 . Говоря об объемах газа в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения, я имею в виду объем 8,5, измеренный при 6WO и давлении 29,12 дюйма. рт.ст. , 8.5 6WO . 29.12 . . В случае некоторых железистых руд теплота, выделяющаяся в результате экзотермической реакции: 90 3 , + = 2 Fe304 + C02 ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ , : 90 3 , + = 2 Fe304 + C02 658,199 /@ Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948. 658,199 /@ : . 6, 1948. № 26047/48. . 26047/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке: -Класс 1(), N13b. :- 1(), N13b. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Процесс снижения содержания оксидов железа в железистых рудных материалах , ФРАНСИС ЭРНЕСТ Лорд, дипломированный патентный агент компании , 11, , , , ..2, британский субъект (сообщение от корпорации организованной в соответствии с законодательством штата Миннесота, Соединенных Штатов Америки, Фиббинга, графства Сент-Луис, штата Миннесота, Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о природе настоящего изобретения и о том, каким образом оно применяется. должно быть выполнено, конкретно описано и установлено в следующем заявлении: , , , , 11, , , , ..2, ( , , - , , . , , ), , : - Настоящее изобретение относится к области обогащения низкосортных железных руд и других железистых материалов и, в частности, касается усовершенствованного процесса превращения в магнетит относительно немагнитного оксида железа, содержащегося в руде 2,0 (например, Fe2,). Содержание, связанное с улучшением качества обработанного таким образом рудного материала путем магнитной сепарации содержащегося в нем магнетита от полезных ископаемых 26 и других относительно немагнитных компонентов указанного рудного материала. , - 2,0 ' - (.., Fe2,) - 26 . Одной из трудностей, с которыми сталкивались в прошлом в связи с таким преобразованием в магнетит, является трудность предотвращения чрезмерного восстановления до или даже до . Ранее предлагалось осуществлять конверсию путем обработки руды в замкнутом контуре смесью и CO2, при этом соотношение этих двух газов регулируется с помощью регенеративного контура таким образом, чтобы при температура эксплуатации FeO4 – стабильная форма оксида железа, при этом газовая смесь является восстановительной по отношению к ._% и: окислительной по отношению к . - . , CO2, FeO4 , ._% : . Насколько мне известно, это предложение до сих пор не использовалось в коммерческих целях. - , . Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, основная часть содержания оксида железа в железистом рудном материале находится преимущественно в состоянии трехвалентного железа, которое восстанавливается до магнетита путем многократной циркуляции потока неокисляющей газовой смеси. через возвратный контур, содержащий 60 рудного материала, причем смешанный газ состоит в основном из азота, 1E120 и , причем отношение CO2 к сумме CO2 и в указанном смешанном газе находится на значении, превышающем линия «б а» на диаграмме равновесия 66 тройной системы --, представленной на рис..1 прилагаемого рисунка; во время процесса отбрасывая незначительную часть газовой смеси, которая прошла через рудный материал и 60 обеднела по содержанию , и добавляя к остатку свежий газ, богатый , сохраняя при этом соотношение CO2 к сумме CO2 и в указанной газовой смеси выше указанной линии «», при этом количество , добавленное таким образом, составляет от около 0,6 до немного более 1,12 куб. футов на каждый 1 фунт содержания в обрабатываемом рудном материале и поддержание массы рудного материала при температуре между 500° и точкой ликвидуса рудного материала, частично, по крайней мере, за счет тепла, выделяемого при восстановлении. реакции и переносится через указанную массу с помощью указанной газовой смеси, при этом в контур подается дополнительное тепло 75, если необходимо, объем смешанного газа регулируется в пределах от 5 до 30 куб. футов на каждый 1 фунт обработанного рудного материала, чтобы иметь теплоемкость, достаточную для обеспечения адекватной теплопередачи через указанную массу рудного материала. , - - [-_ 60 , , ,, 1E120 , CO2 CO2 " " 66 -- ..1 ; , 60 , CO2 CO2 " ," 65 0.6 1.12 . . 1 , 500s . , , 75 , , 5, 30 . . 1 , 80 . Говоря об объемах газа в данном описании и прилагаемой формуле изобретения, я имею в виду объем 8,5, измеренный при температуре 60 футов по Фаренгейту и давлении 29,12 дюйма. 11г. , , 8.5 60-' . 29.12 . 11g. В случае некоторых железистых рудных материалов теплота, выделяемая при экзотермической реакции: 90 3 Fe20,+=2- ,04+ . , : 90 3 Fe20,+=2- ,04+ . 6 658,199 может быть достаточно для поддержания рудного материала при повышенной температуре, желательной для осуществления восстановления. В других случаях экзотермического тепла недостаточно, и необходимо подавать тепло к обрабатываемому рудному материалу. 6 658,199 . , . Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемый чертеж, где на фиг. 1 представлена хорошо известная диаграмма равновесия в тройной системе --, причем ординаты этой диаграммы показывают объемное соотношение . . в газовой смеси к сумме СО и СО; и 16. Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение системы устройства, действующей при осуществлении способа настоящего изобретения. , , . 1 - --, . . ; 16 . 2 . Говоря сначала о температурах выше 10300 . ( — критическая температура стабильности ), из рис. 1 видно, что магнетит является равновесной формой оксида железа в присутствии оксидов углерода, когда соотношение (по объем) СО2 к сумме СО, причем СО лежит в области над кривой «а»; (Инжир. 10300 . (, ), . 1 ( ) CO2 ,, ";" (. 1)
. . Аналогично является равновесной формой, когда отношение к сумме . . . и находится между кривыми «а» и «с», тогда как область ниже кривой «с» определяет область стабильности металлического железа. "," " ' "" . Поэтому успешное восстановление до магнетита может быть достигнуто при температуре выше 10300 , когда отношение СО2 к сумме СО2 и СО в газовой смеси лежит выше кривой «а». «ФеО не может образовываться независимо от продолжительности воздействия, близости контакта, характера руды, присутствия или отсутствия инертного газа (например, N2) или количества газа на единицу руды. Предыдущие попытки предотвратить «чрезмерное восстановление» (т. е. преобразование в немагнитный ) предпринимались путем использования ограниченного количества восстановителя, сокращения времени реакции, ограничения близости контакта и других способов. 10300 . CO2 CO2 ". " , , , , (.., N2), . " " (.., - ), , , , . Видно, что FeO3 не появляется на рис. 1. Не существует равновесного количества Fe2O2 в присутствии более чем малейших следов . Ордината 100% в верхней части рис. 1 представляет собой границу области Fe2O, которая слишком микроскопична, чтобы ее можно было нарисовать. FeO3 . 1. Fe2O2 . 100% . 1 Fe2O, , . . При температуре ниже 1030 нестабилен. Чрезмерное восстановление при такой более низкой температуре представляет еще более серьезную трудность. Чрезмерное восстановление в этом температурном диапазоне приводит к образованию металлического железа (см. область под кривой «» на рис. 1), которое более чем в два раза магнитнее магнетита, но для превращения Fe203 в требуется в девять раз больше , чем необходимо перевести равную массу железа 66 из Fe203 в. Фе, 04. 1030 ., . - . - ( "," . 1), , Fe203 66 Fe203 . ,04. На схематическом изображении, рис. 2, изображен а. возвратно-поступательная схема, включающая в замкнутом порядке реверсивный вентилятор 1, основной 2, регенеративную печь 3, основную 4, реактор 5, основную 6, регенеративную печь 7 и главную 70 8. Трубопровод 9 сообщается между источником (не показан) восстановительного газа под давлением и магистралями 2 и 3 через клапанные ответвленные трубопроводы 10 и 11 соответственно, посредством чего газ-восстановитель 71 подается в одну и попеременно в другую из упомянутых магистралей. Магистраль 2 снабжена клапанным отводным трубопроводом 12 для стравливания газа из системы, а магистраль 8 снабжена клапанным отводным трубопроводом 13, имеющим аналогичную функцию. Реактор о, как показано, снабжен двумя клапанными вытяжными воздуховодами 14 и 15 и двумя клапанными газоходами 16 и 17. , . 2, . - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 70 8. 9, ( ) 2 3 10 11, , 71 . 2 ' 12 , 8 13 . , , 14 15 16 17. Реактор 5 также снабжен средствами 18, 85 для подачи в него немагнитного сырья без одновременного прохождения материала в реактор или из реактора, а также средствами 19 для удаления из него магнитно-обожженного продукта без одновременного прохождения материала в реактор или из него. реактор. 5 18 85 - , 19 . В ходе процесса в реактор 5 подается железная руда, изначально в значительной степени немагнитная. Эта часть устройства 95 может быть любого обычного типа, например, многоподовой печи (типа , или ), вращающейся печи, такой как используемая в известковой и цементной промышленности, или вертикальной шахтной печи 101. традиционного противоточного типа. В некоторых случаях можно использовать нагревательную печь, расположенную над охлаждающей печью. Или можно предпочесть использовать группу из двух или более вертикальных печей, в которых используется периодическая загрузка руды и в которых руда поддерживается неподвижной во время реакции. , -, 5. 95 , .., ( , ), , 101 - . . , ( , . Для достижения магнитного обжига необходимо только, чтобы реактор был сконструирован таким образом, чтобы обеспечить достаточный химический контакт между химически активным газом и рудой, вступающей в реакцию. , 110 . Для подачи восстановительного газа по трубопроводу 9, рис. 2, в систему 11У может быть использован доменный газ или другой технический газ, содержащий . При работе вблизи железорудного рудника может оказаться предпочтительным использовать газ, добываемый путем газификации твердого углеродосодержащего топлива в газогенераторе шлакового типа. 9, . 2, 11U , . , - 12( . Топливный газ, подаваемый через 16 или 17, вполне может быть идентичен восстановительному газу, подаваемому по трубопроводу 9, 125 хотя чаще всего углеводороды, например, природный газ и мазут, дешевле на единицу тепла, чем газы с высоким содержанием . 16 17 9, 125 , .., , C0. При осуществлении настоящего процесса с 13C 658 в аппарате, схематически показанном на фиг. 2, сырьевой рудный материал подается в реактор 5 либо непрерывно, либо периодически с подходящей скоростью, эквивалентные количества обработанного рудного материала удаляются через 19, и с помощью реверсивного вентилятора 1 поток рециркулируемого газа-носителя принудительно циркулирует через возвратный контур 2, 3, 4, 5, 16, 6, 7, 8 и 2, последовательно проходя печь 3, реактор 5 и печь 7. В начале описанной операции печь 3 была предварительно нагрета до температуры обжига «Т», которая может составлять от 600 до 20009 или выше. 13C 658, 1n . 2, 5 , equiva6 19, 1 - "" - 2, 3, 4, 5, 16 6, 7, 8, 2, 3, 5, 7. , 3 "" 600 20009 . . Выбор температуры обжига зависит от характера руды, ее состава и конструкции реактора 5. , 5. Для твердой, плотной кусковой руды, относительно непроницаемой для газа, рекомендуется использовать максимально возможную температуру (эта температура должна быть ниже точки ликвидуса, чтобы избежать серьезного плавления обожженного продукта), чтобы обеспечить высокую скорость снижение. , , , ( ) . С пористыми мягкими рудами типа Месаби удобно работать при температуре ниже 161000 и даже ниже 1000 . , , 161000 1000 . Везде, где происходит быстрая диффузия химически активного газа, допустимы чрезвычайно низкие температуры, например всего 500-600 . , , .., 500-600 . Рециркулирующий газ перед входом в печь 3 химически обогащается за счет введения тщательно контролируемого количества восстановительного газа, поступающего через открытый клапанный трубопровод 10 и смешивающегося с рециркулирующим газом, проходящим через трубопровод 2. , 3, 10 2. Количество вводимого восстановительного газа тщательно пропорционально пропорционально фунтам железа, подаваемого в реактор 5. Для того чтобы перевести 1 фунт железа первоначально в форме ,0, в ,04, необходимо 1,12 куб. футов конвертируется в 002. Следовательно, количество , введенное через 10, может быть ограничено цифрой, немного превышающей эту, чтобы достичь разумного подхода к эффективности использования моего восстановительного газа. Весь , превышающий этот показатель 1,12, будет выбрасываться неиспользованным и выбрасываться впустую. На практике при большом количестве руд гораздо меньше 1,12 куб. футов Со на 1 фунт железа можно использовать с эффективностью использования газа, близкой к 100%. 5. 1 .0, ,04, 1.12 . . 002. , - 10 , . 1.12 . , , 1.12 . . 1 , lO0% . Правда, превращение гематита в магнетит в таких случаях не завершается, но магнитные свойства готового продукта достаточно интенсивны, чтобы обеспечить весьма удовлетворительную магнитную сепарацию. Для мелкозернистых руд, слабо связанных с примесью пустой породы, установлено, что от 6,5 до 0,6—0,7 куб. футы на фунт дает продукт, который допускает чистое разделение в магнитном аппарате. Из-за стоимости восстановительного газа обычно экономически нежелательно проводить магнитный обжиг сверх степени, необходимой для достижения желаемого разделения. Начальная концентрация ( в рециркулируемой газовой смеси предпочтительно составляет от примерно 1,4% до примерно 16,0% по объему. , . - , 6.5 0.6--0.7 . . . . , 70 . ( 1.4% '16.0% . Превращение Fe2OQ в FeO4 путем 7-метрового восстановления является весьма экзотермическим, выделяя значительное количество тепла и вызывая повышение на несколько сотен градусов по Фаренгейту массы руды, подвергающейся восстановлению. Fe20Q Fe04 7m - , . . Это тепло выделяется в точке восстановления 80 и должно переноситься с потоком газа через рудную массу, будь то с помощью а. стационарном слое (периодический режим) или в противоточной печи с подвижным слоем. Поэтому предпочтительно регулировать общий объем газоперекачивающего реактора 5 от 5 до 15 куб. 80 , . ( ) - . , 5 5 15 . фут/фунт. руда. Данное требование направлено на обеспечение достаточной теплоемкости для регулирования теплового режима в рудной массе 90. При термически неэффективном реакторе, например вращающейся печи, возможна небольшая близость теплообмена, а общие объемы газа достигают 20-3,0 куб. часто требуются футы/фунты руды. 9,5 В крупномасштабном аппарате, где ежедневно обрабатывается несколько тысяч тонн руды, и когда сырое сырье имеет низкую влажность, может оказаться, что экзотермическое тепло, выделяемое при восстановлении, является или может быть достаточным для поддержания аппарата при желаемом обжиге. температуры и для компенсации потерь тепла через утепленные стены и тепла, уносимого выгружаемой рудой 10.р' и газом, выходящим из печи 7. ./. . 90 . , , , 20-3,0 . ./ . . 9,5 , , , 10.' 7. Однако в большинстве случаев необходимо обеспечить аппарат дополнительным нагревом. , , . Это осуществляется путем подачи топлива через трубопровод 16 и подачи воздуха через трубопровод 110 14. Когда требуется дополнительное тепло, пропорции топлива и вытяжного воздуха соответственно тщательно регулируются для достижения «идеального сгорания», т. е. количество 02 в вытяжном воздухе регулируется 115 до стехиометрического количества, необходимого для полного сгорания горючих материалов в топлива, чтобы ограничить продукты сгорания четырьмя соединениями C02, T12O, и N2, без остаточного избытка 120 O2, I1 или . Трудно указать количество топливного газа, необходимое для поддержания желаемого теплового режима. , поскольку эта потребность в тепле во многом зависит от типа применяемой печи, ее конструкции 1295 и эффективности теплопередачи, а также эффективности двух печей 3 и 7. 16 110 14. , " "-.., 02 115 , C02, T12O , N2, 120 O2, I1, . , , 1295 , 3 7. При использовании правильно спроектированных галечных печей в качестве регенераторов и с реактором типа, описанного в Приложении 4 (58,199, катионный № 230:82147 (серийный № 652,098), объем топлива плюс тяга воздуха, необходимый для поддержания желаемой температуры, может – малая дробная часть объема рециркулируемого газа. Худший случай, с которым можно столкнуться, - это когда печи 8 и 7 имеют традиционную шахматную конструкцию, а реактор 5 - традиционную вращающуюся печь или многоподовую печь. В этом случае количество топлива и тягового воздуха может значительно превысить объем рециркулируемого газа. Поскольку, следовательно, состав рециркулируемого газа, выходящего из печи 7, состоит почти исключительно из , и АО. как и газообразный продукт сгорания топлива из топлива и вытяжного воздуха, относительные количества рециркулируемого газа и дымовых газов мало влияют на состав газа или на химический контроль процесса. 4(58,199 . 230:82147 ( . 652,098), , . 8 7 5 . . , , - 7 , , ,. , . Тщательность при регулировании необходимо проявлять прежде всего только в отношении соотношения топливного газа (канал 16) и тягового воздуха (канал 14). Второй рабочий контроль осуществляется путем пропорционального соотношения объема рециркулируемого газа (трубопровод 2) и газа-восстановителя (трубопровод 10), чтобы обеспечить одновременно необходимый объем СО, необходимого для магнитного обжига FeO0, в сырьевом сырье и для обеспечения соотношение теплоемкости всего газа к теплоемкости руды. ( 16) (.14). ( 2) ( 10), FeO0, . Очевидно, что газ-восстановитель не претерпевает изменения в объеме при взаимодействии с железной рудой, так как объем СО идентичен объему окисленного СО. Когда дополнительный нагрев не требуется, объем газа, отходящего из печи 7, отводится в отходы через отводной трубопровод 13, равный по объему газу-восстановителю, поступающему по трубопроводу 10. При введении дополнительного тепла за счет сжигания топливного газа и тягового воздуха количество отбираемого газа увеличивается в 46 раз, равного объему продуктов сгорания этого топлива. , . . 7 , 13, 10. , 46 . Описанная выше операция называется «прямым потоком». При этом тепло от печи 3 отбирается и подводится к печи 7. Когда температура газа, выходящего из печи 3 в трубопровод 4, падает слишком низко, а температура газа, выходящего из печи 7 в трубопровод , возрастает до неприемлемого уровня, направление потока воздуходувки 1 меняется на противоположное, и рециркулируемый газ газ вынужден пересекать контуры 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 и 1. В этом случае восстановительный газ вводится через трубопровод 11, а отбираемый газ выпускается через трубопровод 12. " . " , 3 7. 3 4 , 7 , 1 , 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1. , 11 12. Тяговый и топливный газ одновременно вводятся через 15 и 17 соответственно, а трубопроводы 14 и 16 закрываются. Эта операция называется «обратный поток». «Продолжительная эксплуатация осуществляется за счет чередования прямого и обратного потоков традиционным способом. 15 17 , 14 16 . " . " . Описанный выше процесс применим для контролируемого восстановительного обжига марганцевой железной руды, посредством которого содержание оксида железа в последней преобразуется по существу в магнетит, а содержание оксида марганца - по существу в ненанганистый оксид. 70 . Этот процесс может быть осуществлен в любом из множества устройств, 75 из которых я могу особо упомянуть две общие категории, а именно: , 75 , .: (1) Пара по существу вертикальных изолированных теплорегенеративных печей, сообщающихся друг с другом через функционально изолированную центральную камеру сгорания (т. е. расположенную «бок о бок») со средствами для поддержания в каждой печи гравитационно нисходящего столба топлива рудный материал и средства для последовательного пропускания восстановительного газа через одну колонну, центральную камеру сгорания и другую колонну. Такое расположение показано, например, в Спецификации № 23082/47 (серийный № 90 (1) , , - 80 (.., "--" ), 85 , . . 23082/47 ( . 90 652,098). 652,098). (2)
«Прямые» устройства, в которых пара печей расположена одна над другой, и заряд гравитационно спускается сверху вниз через относительно суженный соединитель, и в которых предусмотрены средства для непрерывного пропускания потока газа вверх через загружайте в нижнюю плиту, оттуда в . функционально центральная камера сгорания, а оттуда вверх через шихту в верхнюю печь. Эта категория раскрыта, например, в Спецификации №. " " , 95 , . , . . 20635/47 и ТУ № 26048148 105 (серийные № 647 490 и 1658 200). 20635/47 . 26048148 105 ( . 647,490 1658,200). Следует понимать, что в случае устройств, показанных в технических условиях № 23082147 и 20635/47 (серийные номера Т № 652,098 и 647,490), устройство 110 должно быть дополнено необходимыми трубопроводами, клапанами и т. д., чтобы обеспечить закрытое схема; также со средствами для отвода отработанного газа и средствами для подачи газа с высоким содержанием в контур. 115 Теперь, подробно описав и выяснив природу моего упомянутого изобретения и то, каким образом оно должно быть реализовано, . 23082147 20635/47 ( . 652,098 647,490) 110 , , ., ; - . 115 ,
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 19:04:18
: GB658199A-">
: :
658200-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .
. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB658200A
[]
11 -::!,-- ' - -' ---- -7 - - _-,1 11 -::!,-- ' - -' ---- -7 - - _-,1 - р 1,. . : --- 1--:-=' -2 -- --. - 1,. . : --- 1--:-=' -2 -- --. ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 6582( ____ ' Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948, 6582( ____ ' : . 6, 1948, № 26048/48. . 26048/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке: - Классы 1(), N13b; и 51(5), A23(::::::), C13. :- 1(), N13b; 51(5), A23(: : : : : : ), C13. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Улучшения в восстановлении железистых руд или относящиеся к ним , . , дипломированный патентный агент , 111, , , , ..2', британский подданный (сообщение от. , . , , , 111, , , , ..2' , ( . Эри Майнинг Компани, а. Корпорация, учрежденная в соответствии с законодательством штата Миннесота, Соединенные Штаты Америки, имеющая офис в Хиббинге, графство Сент-Луис, штат Миннесота, Соединенные Штаты Америки), настоящим заявляем о сущности настоящего изобретения и в Каков порядок действий, он также подробно описал и установил в следующем утверждении: , . , - , , . , ., ) , , :- 16 Настоящее изобретение относится к восстановлению железистых руд, первоначально содержащих значительные количества относительно немагнитных оксидных соединений железа, посредством чего исходные компоненты оксида железа могут быть превращены в магнетит в качестве предварительного этапа магнитного концентрирования руд. 16 , . Изобретение, в частности, касается усовершенствованного способа, в котором рудный материал обрабатывается при повышенной температуре химически активным газом? при таких условиях, что по существу весь содержащийся оксид железа превращается в магнетит, и устройство для этой цели. ? , . Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа упомянутого типа и устройства для него для термически эффективного и экономичного восстановления железистых руд, содержание железа в которых относительно немагнитно, при этом чрезмерное восстановление, т.е. проведение восстановления до более низкой степени окисления, чем .1O4. избегал. , , 36 , -, -, .. .1O4, . . Используемый здесь термин «железистые руды» включает низкосортные железные руды и другие родственные минералы, например марганцевые железные руды, неметаллургические хромовые руды, т.е. хромсодержащие 46 минералов, которые непригодны для использования непосредственно в плавильных операциях, и другие железные руды, содержание железа в которых относительно немагнитно. " " - , .. , - , .. 46 , , -. Согласно настоящему изобретению улучшенный способ, который представляет собой развитие 60 способа, описанного в одновременно рассматриваемой заявке № 260472/8 (серийный № , , 60 - . 260472/8, ( . 658,1909) включает поддержание массы измельченного рудного материала, спускающегося под действием силы тяжести через первую камеру 55 и вторую камеру последовательно, проходя вверх через массу в указанной первой камере, в которой указанный рудный материал первоначально находится по существу в ненагретом состоянии, поток химически активный газ, который первоначально состоит из CO2 и газообразного восстановителя из группы, состоящей из и , но не содержит свободного кислорода, причем указанный химически активный газ изначально имеет повышенную температуру ниже температуры ликвидуса немагнитного оксида. соединение железа в рудном материале, причем объем указанного химически активного газа на единицу веса обрабатываемого рудного материала таков, что теплоемкость химически активного газа эквивалентна 70 количеству тепла, необходимому для нагрева твердых веществ до повышенной температуры реакции ниже температуры ликвидуса оксида железа, количество газообразного компонента восстановителя реактивного газа 75 на единицу массы содержания железа в рудном материале и относительные доли и газообразного восстановителя в реактивном газе будучи таковым, что при рабочей температуре химически активный газ восстанавливается по отношению к ,03, окисляется соответственно до и и находится в термодинамическом равновесии с Fe2O4, подвергая обработанный рудный материал, который 85 содержание немагнитного оксидного соединения железа в значительной степени превратилось в магнетит под действием восходящего тока по существу ненагретого реактивного газа, имеющего такой состав, что после последующего термического обогащения он такой же, как у исходного химически активного газа, в то время как указанный обработанный рудный материал гравитационно спускается через указанную вторую камеру, отводя химически активный газ, предварительно нагретый таким образом, из верхней части 6.58200 указанной второй камеры, термически обогащая химически активный газ и используя термически обогащенный химически активный газ для обработки дальнейшей рудный материал вводится 6 в указанную первую камеру. 658,1909) 55 , , , 60 .2 ., , - , 70 , 75 , ,03, . , - Fe204, , 85 - , 90 , , 95 - 6.58200 , , 6 . Объем указанного химически активного газа может составлять около 10 кубических футов на один фунт обработанного рудного материала. Газообразный восстановительный компонент реакционноспособного газа может присутствовать в определенном количестве. от 1,0 до 1,374 кубических футов на один фунт железа, содержащегося в рудном материале. Термическое обогащение реакционноспособного газа до повышенной реакционной температуры может быть осуществлено путем сжигания в нем горючего топлива с количеством подаваемого воздуха, регулируемым для обеспечения только того количества кислорода, которое необходимо для осуществления практически полного сгорания топлива. , 10 . . 1.() 1.374 . - . 2
0. Процесс дополнительно включает сброс в атмосферу частичной части газа после того, как он прошел через рудный материал в указанной первой камере, охлаждение остаточного газа, восстановление исходного соотношения и газообразного восстановителя в практически ненагретом реакционном агенте. газа, а также исходный объем реакционноспособного газа на единицу массы рудного материала, обработанного путем добавления к остаточному газу газа-восстановителя, относительно богатого указанными газообразными восстановителями! , , - . , ! агента и введение полученного восстанавливаемого реактивного газа в практически ненагретом состоянии во всю часть массы рудного материала в указанной второй камере. , - . Изобретение также включает в себя устройство для проведения вышеописанного процесса, содержащее первую и вторую камеры! , в котором рудный материал опускается гравитационно последовательно, означает примыкающее к дну каждой камеры нижнее открытое пространство, примыкающее к нижней свободной поверхности массы рудного материала, содержащейся в указанной камере, 4,5 газосборное пространство на - верхняя часть указанной второй камеры, камера сгорания, имеющая входное отверстие, сообщающееся с указанным пространством для сбора, и выходное отверстие, сообщающееся с нижней частью указанной первой камеры, газонепроницаемое средство для подачи свежего рудного материала в указанную первую камеру и для выгрузки рудного материала со дна указанной второй камеры, средства для подачи реакционноспособного газа в нижнюю часть указанной второй камеры для прохода. ! , , 4,5 - - , , ,- , , , . вверх через массу содержащегося в нем рудного материала. средство, связанное с указанной камерой сгорания, для термического обогащения химически активного газа, проходящего из указанной второй камеры сгорания в указанную первую камеру. . < . средства для вывода газа из верхней части первой камеры и средства для восстановления реакционной способности, а также для повторного проникновения в нижнюю часть указанной секоидной камеры. Установка для термического обогащения реакционноспособного газа может содержать вспомогательную камеру, сообщающуюся с камерой сгорания 70 и снабженную регулируемыми впускными отверстиями для горючего топлива и воздуха для сжигания. Средства для восстановления реакционноспособного газа могут содержать замкнутый контур, включающий средства для сброса в атмосферу дробной части реакционноспособного газа, выпущенного из упомянутой первой камеры, и средства для добавления к остаточному газу восстановительного газа для восстановления. исходный состав реактивного газа. 80 Следует принять во внимание, что важная особенность [процесса записи. к! изобретение представляет собой реализацию «термодинамического всеограниченного» восстановления. Оксид железа, содержащийся в минерале 85, не подвергается химическому взаимодействию с химически активным газом, состав которого предпочтительно тщательно контролируется для обеспечения концентраций CO2 (, . , - , - 1] . 70 . - , ( . . 80 [ . ! " - - " . ' 85 ' , .., (, . и Н20 в таких пропорциях, что в четвертичной системе --) только 90 стабильных фаз; Fe2,,,, При соблюдении этих условий, т.е. H20 90 ---0) ; Fe2,,,, , . начиная с оксида железа, восстановительное действие реактивного газа может превратить только 95 FeO0 в Fe2O, а «чрезмерное восстановление» с образованием и химически невозможно (независимо от количества используемого реактивного газа, температура газа или время и близость контакта 10C между и твердым телом. Для достижения желаемого результата. большая часть газа, выходящего из первой или верхней камеры (после последовательного прохождения через камеры ), после 105 удаления взвешенной пыли, конденсации избыточной влаги и охлаждения, вызванных повторным попаданием в систему, примыкающую к нижней части камеры. вторая или нижняя камера. При восстановлении газа (1I3 . 110) часть этого выпускаемого газа отводится в отходы, и (2) в остаточный газ вводится контролируемое количество восстановительного газа, посредством чего получается «обогащенный газ-носитель», который последний вытесняется вверх через нижнюю камеру; (.3) основная часть ГВА удаляется из контакта с рудным материалом после прохода через нижнюю камеру и переносится в камеру сгорания (4), в которой находится. впрыскивается подходящее топливо, например, нефть, природный газ, порошкообразный кокс, доменный газ, коксовый газ или другое промышленное топливо, в то же время (5i) вводится ограниченное количество воздуха для горения, контролируемое в количестве до обеспечить, насколько это возможно, ровно столько кислорода, чтобы преобразовать горючие вещества топлива в ('02 и I20, не вызывая остаточного избыточного остаточного количества 1]30 нижнего периметра плитки ( 1( Образующийся отработавший газ, выходящий из колонны 17, пересекает линию 18 вверху и попадает в открытое пространство 19, поддерживаемое в верхней части 70 камеры 16 и служащее пространством для сбора газа. , 95 FeO0, Fe2O., , " - " ( , 10C ( . . ( ) 105 , - . - (1I3 . 110 , (2) " ( ." . ; (.3) 120 . (4) , .. . , , , - , . (5i 125 , , , ('02 I20 1]30 ( 1(;. ' " 17 18 19 70 , - , 16. Отработанный газ-носитель выводится из пространства 1,9 по вытяжной магистрали 2'; очищается от захваченных твердых частиц (например, 76 пыли и дыма) при прохождении через пылесборник 26; и транспортируется через линию чистого газа 27 в охладитель или скруббер 28, где его температура снижается и избыточная влага удаляется. При обработке 80 руд которые. производят большое количество чрезвычайно мелкой пыли, то целесообразно или может оказаться целесообразным установить электростатический фильтр Коттрелла в контуре возвратного газа 25, 26, 27, 28 и 29. 85 Холодный, чистый, отработанный газ-носитель из скруббера 28 по трубопроводам 29 и 43 подается на вход воздуходувки . Достаточное количество газа. отводится через отводную линию 3(1) из трубопровода 43 для поддержания постоянного равномерного давления во всем закрытом контуре. ( 1,9 2'); (.. 76 ) 26; , - 27 28 . 80 . , , , 25, 26, 27, 28, 29. 85 , , 28 29 43 . . - 3(1 90 43 . Состав отработанного газа, проходящего через холодный газ 95, обычно имеет содержание в пределах от 20 до 295%. После прохождения через камеру 5 газ, выходящий через трубопровод 9 c1, содержит большое количество CO2 и 100, которые имеют тенденцию «удушать» совместное горение в камере 10. При правильно сконструированной горелке, обеспечивающей эффективное сжигание топлива воздухом, подаваемым в камеру сгорания 10, возможно регулярное горение. Однако во многих случаях желательно, чтобы горелка 3.5 располагалась в экранированной части 37. камеры сгорания 10' (при этом: . 95 ( 20 295%. 5, 9 c1ontains CO2 100 " -- 1 0. ' 10, , ', , 3.5 - 37 10' ( : обеспечить возможность сгорания 110 во «вспомогательной камере» 37. - 110 " , " 37. В этом случае воздух для горения подается через трубу 32 в пылепровод 33, из которого дутье по трубопроводам 34, 34 подается во вспомогательную камеру 115 37. Топливо подается во вспомогательную камеру 37 посредством водоохлаждаемой горелки 35. Относительные количества топлива и воздуха для горения, подаваемые во вспомогательный канал 37, 120, тщательно контролируются путем регулирования открытия воздушного регулирующего клапана 41 и топливного регулирующего клапана 43, при этом вводится как можно больше кислорода. создано для обеспечения идеального использования топлива 125. 32 33 34, 34 , 115 " 37. 37 - 35. 37 120 41 - 43 , ( , . ' 125 . Рудный материал, подлежащий переработке, загружается в бункер 23 с двойной колоколообразной загрузкой, расположенный в верхней части камеры 16. Открыв колокольчик 21, 130 -; ()) Этот газ из 11 камеры сгорания повторно вводится в нижнюю часть верхней камеры. 23 -- 16. 21, 130 -; ()) 11the - : . Преимущественно устройство по существу соответствует описанию и показанному в одновременно находящейся на рассмотрении заявке № 20635147 (серийный № 647,490) и содержит расположенные друг над другом камеры, соединенные трубопроводом с ограниченной площадью поперечного сечения, приспособленным для обеспечения гравитационного потока рудного материала из самосвала. камеру в нижнюю камеру. , - . 20635147 ( . 647,490) - . Далее изобретение описано в качестве примера со ссылкой на прилагаемый схематический чертеж, который иллюстрирует, частично в разрезе, устройство, приспособленное для осуществления усовершенствованного процесса. , , , , , . При реализации изобретения и со ссылкой на прилагаемый схематический рисунок рециркулирующий отработанный газ из верхней части верхней или первой камеры 1С нагнетается с помощью вентилятора с приводом от двигателя через впускное отверстие 2М для холодного газа, трубопровод 2, в дымоходную трубу. 3, окружающий вторую или нижнюю камеру 5. Уменьшение количества газа контролируется настройкой клапана 43а. подается во входной трубопровод 2 по трубопроводу 8,1 от источника (не показан) и смешивается с рециркулирующим газом, образуя восстановленный химически активный газ заданного исходного состава перед его поступлением в газоходную трубу 3. . , " 1C , ] 2M 2. 3 5. 43a. 2 8,1 ( ) , -- 3. Множество отверстий, расположенных по окружности вокруг камеры 5, позволяют потоку обогащенного носителя травы из спускной трубы 3 в кольцевое открытое пространство 4 внутри нижней части камеры 5, из которого последняя отделяется. газ поступает в столбчатую массу рудных частиц, спускающуюся через камеру 5, и проходит через нее вверх. Камера 5 сконструирована таким образом, чтобы обеспечить открытое пространство 6 в ее верхней части, причем пространство 6 служит пространством для сбора газа 46 для приема газа, проходящего вверх через рудную колонну, заполняющую камеру 5. Газ течет из пространства 6 через передаточный трубопровод 9 в камеру сгорания 10, где его температура повышается на подходящую величину за счет сгорания топлива в ней. 5 3 4 5, . 5, . ( 5 6 , 6 gas46 , 5. 6 9 10 . для достижения повышенной температуры ниже температуры ликвидуса немагнитного оксидного соединения железа в рудном материале, т.е. температуры, при которой плавится рудный материал, например вверх) до 1i300() . - , .. , .. ) 1i300() . Полученный термически обогащенный газ-носитель выходит из камеры сгорания 10 через кондуктор 11 во входную трубу 12, расположенную вокруг верхней камеры 1(3), примыкающей к нижней части последней. Множество расположенных по окружности теплоизолированных обдувочных трубок 1! 10. 11 12 1(3 . , 1! 3,
13 допускают выход газа из спускной трубы 12 в открытое пространство 114 posi658,2001) шихтовый материал вводится через газовое уплотнение 22, в котором он опирается на большой черт 20. 13 th1e 12 114 posi658,2001) , 22, 20. Через соответствующие промежутки времени раструб 20 опускается, позволяя материалу в газовом уплотнении упасть на опорную линию 18 массы 17 в камере 1(. Области 20, 21 и газовое уплотнение, показанные на чертеже, относятся к типу, обычно используемому в доменной печи. Во многих случаях там он использовал вместо проиллюстрированного устройства подачи шнеков и бункеров любой один или несколько обычных типов загрузки, используемых в газодобывающих предприятиях, таких как цепные конвейеры, ленточные конвейеры, вращающиеся диски, звездные врата и тому подобное. 20 , 18 17 1(. 20, 21 . , -- , ( . , . , -, . При описании массы материала, содержащегося в камерах. и 16 как «непрерывное опускание», последний термин специально истолковывается как подразумевающее движение этих масс вниз, происходящее периодически повторяющимися шагами, поскольку общий эффект такого прерывистого спуска идентичен тому, который наблюдается при непрерывном непрерывном движении. нисходящий поток твердых веществ. . 6 " ' .; , - . Наличие газовой камеры, кармана или пространства 6 над массой в камере 5 является существенной особенностью настоящего способа. Объем пространства 6 должен быть достаточным по отношению к объему газа, выходящего из камеры 5, чтобы обеспечить максимальную однородность потока газа через эту колонну. Такое достаточное пространство может быть обеспечено путем размещения огнеупорного трубопровода 7 в верхней части камеры 5. При этом длина трубопровода 7 является достаточной. поддерживать верхнюю свободную поверхность массы в нижней камере на подходящем расстоянии от ее конической вершины . -, " 6 5 . 6 , .5, . 7 .5 7 . - . Соединительный трубопровод 7, который здесь называется «-перешейком», должен иметь относительно небольшую площадь поперечного сечения по сравнению с площадями поперечного сечения камер 5 и 16, чтобы уменьшить количество газа, текущего вверх из камеру 5 в камеру 16 через этот перешейк, причем большая часть этого газового потока отводится через трубопровод в камеру сгорания 10. 7. " -," - - 5 16 .5 16 , 10. Следует отметить, что если бы существенные количества газа потекли вверх по трубопроводу 7 в камеру 5S 16, то эта порция газа поступила бы в нижнюю часть колонны шихты 17 с газовым составом, который отличался бы от состава газ, поступающий в колонну из кольцевого открытого пространства 1.4. 7 5S 16, 17 1.4. - Если бы такой короткозамкнутый газ просачивался из камеры 5 через перешеек 7 в камеру 16 в относительно большом количестве, то возникла бы нежелательная неравномерность в газовом составе, причем эта неравномерность отрицательно повлияла бы на эффективность восстановления в цепочке 1. (. Степень проявления будет зависеть от размера обрабатываемых частиц руды и от их физических характеристик; Диаметр 70 перешейка 7 должен быть достаточно большим. избегайте некланического джамимино, материала, проходящего через него. - - 5 7 16 , , 1l 1(. ' . ' ; 70 7 } . , . На чертеже показан способ удаления готового твердого продукта 75 со дна камеры. Руда покидает перевернутое коническое дно камеры 5 через разгрузочный трубопровод 38 со скоростью, контролируемой скоростью вращения крыльчатка в звезде 80-оват 40. Эта звездочка предпочтительно приводится в действие двигателем с регулируемой скоростью. Таким образом, скорость, с которой рудный материал перемещается через дуплексную шахтную печь, можно контролировать посредством подходящей регулировки скорости двигателя звездообразного ворот. Удобно предусмотреть запорный клапан 39, расположенный в выпускном трубопроводе 38, благодаря чему поток материала по нему может быть полностью остановлен. 90 Чтобы достичь максимального термического КПД настоящего процесса, важно реализовать максимальную однородность потока как с учетом восходящего потока газа в камерах5 и , так и в i9.5 с учетом нисходящего потока газа. твердые вещества в этих камерах. Поскольку готовый продукт, движущийся через днище бункера 5, имеет относительно низкую температуру, то обычно предпочтительно устанавливать рядом с этим днищем бункера несколько изобретенных усеченных конусов 4,5, 45, изготовленных из листовой стали. или из восточного железа. ) 75 5 38. 80 - 40. - . 85 - . 39 38 1-, . 90 , .5 i9.5 . - 5 , 1bly () - 4.5, 45, . Эти конические перегородки имеют такие размеры и расположены концентрично по отношению к конусу 105 бункера-доттони, благодаря чему они способствуют равномерности потока твердых частиц в эламибре a5. Это устройство давно известно и его применение традиционно. Подобные конические перегородки, расположенные в конусе ' внизу верхнего шамилера 1I, с тех пор не были показаны. Как правило, их использование там не рекомендуется. Правда, повысилась однородность. Такие перегородки способствуют потоку твердого вещества (и, следовательно, потоку газа), но из-за более высокой температуры, преобладающей в нижней части камеры сгорания] r6, иногда возникают трудности при поддержании1 этих перегородок на практике. . 120 Однако использование таких перегородок в верхнем канале 16 не является отказом. , 105 -, a5. . ' 1I- ( . , - . . - ( ) 115 3ales, ] r6, -- maintaining1, . 120 16 , , . Работу настоящего процесса, пожалуй, лучше всего можно описать на конкретных примерах. 125 Материал «-» представляет собой скудный материал; руда, которая представляет собой следующее. в--налиис. ) - . 125 .-' -; . - -. на1 сухом веществе: .58,}(n0 658,200 , P2 -. on1 : .58,}(n0 658,200 , P2 -. СиО. . ,0 ., - Связанная вода Щелочь 6- 67,500 - - 0,22 - 0,08 - - 22,15 -4,43 - - 0,41 - - .18 - 0,47 - 4,48 0,08 и 5860 куб. футов в минуту дутьевого воздуха нагнетается (с помощью воздуходувки, не показанной) через дымоходную трубу 33 и дутьевые трубы 34, 34, 60 во вспомогательную камеру сгорания 37. Продукты сгорания этого топлива смешиваются с газом, поступающим по трубопроводу 9, достигая однородности состава в камере 1{}, и выводятся через трубопровод 11 со следующим анализом: ,0 ., - 6- 67.500 - - 0.22 - 0.08 - - 22.15 -4.43 - - 0.41 - - .18 - 0.47 - 4.48 0.08 5860 . . ' ( , ) 33 34, 34 60 37. 9, 1{}, 11, : Влага при получении 1.5.2.5 Эта руда содержит 1,5,25% влаги в загруженном состоянии. Устройство, как показано на прилагаемом чертеже, имеет следующие размеры: верхняя камера 16 имеет внутренний диаметр 290 футов и диаметр . высота по вертикали между открытым пространством 14 и штоком 18 составляет 16 футов. Руда взимается из расчета 15 590 брутто-тонн (..) за 24 часа 20 часов в сутки. Воздуходувка 1 форсирует 14 430 куб. 1.5.2.5 1.5.25% . : 16 290 . 14 18 16 . 15590 (..) 24'20 . 1 14,430 . футов Джмин. (стандартные условия, 6000 , 2i9,9,2 дюйма рт.ст.) холодного, чистого отработанного газа-носителя через холодный газопровод 2. Этот газ имеет следующий процентный состав: . . ( , 6000 ., 2i9.9,2 ) , 2. : C02 0C 112 11- N21 - 21,68 0,57 _ _ _ - 0,00 4,03 - 73,64 Газ-восстановитель подается через клапанный трубопровод 31 в трубопровод 2. Этот газ имеет следующий процентный состав: C02 0C 112 11- N21 - 21.68 0.57 _ _ _ - 0.00 4.03 - 73.64 31 2. : КО. . 11LO . - 16. Х1. % 4.67%. 11LO . - 16. X1. % 4.67%. - 0,26% - 6,4У% -, 1.! 9i%. Этот термически обогащенный газ-носитель поступает в газопровод 19 со скоростью 23 630 куб. футов/миль, и проходит 75 через выдувные трубы 13, 13 в открытое пространство 14 и оттуда попадает в колонну 17, проходя под изобретенным усеченным концентрическим коническим щитом 1,5. По мере того, как этот газ поднимается через нисходящую 80 рудную колонну 17, в нижней части камеры 16 происходит восстановление, и отработанный газ, образующийся в результате этого восстановления, проходя через руду вблизи линии запаса 1.8, удаляет 85 объединенную воду, связанную с ,0, и испаряет влагу из руды. Удаленная вода в данном случае составляет 9700 куб. футов/мин. (измерено при температуре 600 и 29,92 дюйма). Хгдж. Полученный влажный отработанный газ, выходящий через рабочее пространство 19 и выпускной трубопровод 2'5, имеет следующий анализ: - 0.26% - 6.4U% -, 1.! 9i% 19 23,630 . ./ ., 75 13, 13 14 17 1.5. 80 17 16, " 1.8 85 , ,0, . 9700 . . /. ( 600 . 29.92 . . 19 2'5 : ('02 0. -06 - 34,28 - - - - 1,84 0,36 - 62,80с C100 N0 - - - 14,83% - - - 0,116% - 0,02% - - - 34,48% i50O.,1 %, вышеуказанное снижение газ может быть и предпочтительно производится в газогенераторе шлакового типа. Рециркулирующий газ-носитель и газ-восстановитель смешиваются и поступают в смывную трубу 3 со следующим расходом газа: ('02 0. -06 - 34.28 - - - - 1.84 0.36 - 62.80s C100 N0 - - - 14.83% - - - 0.116% - 0.02% - - - 34.48% i50O.,1 %, , , . , 3 : C02 ., H10 N2 - 18,11% 6,5% - 0,36% 3,46% - 7..,5i1/1 Этот "обогащенный газ-носитель" протекает с расходом 17393 куб. фут-лмин. вверх через камеру 5 и, выбрасываясь через открытое пространство 6, течет через трубопровод 9 в камеру сгорания 10. Топливо пропускается через горелку со скоростью 4,88 галлона в минуту. Этот газ после прохождения через коллектор 26 охлаждается примерно до 850 100 , проходя через скруббер 28 и большое количество топлива. вода, испаренная из руды, конденсируется в ней и удаляется из газа. C02 ., H10 N2 - 18.11% 6.,5% - 0.36% 3.46% - 7..,5i1/1 " " 17,393 . .. 5, , 6, , 9 10. 4.88 , , ] '26, 850 100 ., 28 . . После очистки и охлаждения отработанного газа 105 через отводной трубопровод 30 отводится около 8600 кубических футов в минуту такого газа, а остаток возвращается по трубопроводу 43 в воздуходувку 1. 105 , 30 8600 . 43 1. Испарение влаги из руды и обезвоживание находящегося в ней материала в данном случае поглощают большое количество тепла, т.е. 4535,000 Б.т.у. в минуту. В значительной степени это поглощение тепла компенсируется ». ) производство 310 000 БТЕ. минута тепла, возникающая в результате экзотермического восстановления Fe203 до Fe204 совместным действием ( и 11. 110 ' , , , -. 4535,000 ... . , ) .' ) 310,000 ... ,- Fe203 Fe204 ( 11. Из обогащенного газа-носителя. Однако суммарный тепловой эффект этих двух факторов таков, что 1,45 000 БТЕ. за минуту поглощается тепла. . , , 1.45,000 ... . Потребность в топливе для процесса в значительной степени определяется потерями тепла, возникающими при выпуске отработанного газа через трубопровод 25 и готового твердого продукта через канал 38 при температурах выше атмосферных. 25, , 38, . Отработанный газ выбрасывается из открытого пространства 19 при температуре 395°, неся таким образом 230 000 Б.т.дмин-. Твердые вещества выгружаются через трубопровод 38 при температуре 5100°, что соответствует потерям тепла 151 000 БТЕ/мин: таким образом, тепловые потребности процесса целлюлозы достигают 526 000 БТЕ. '/нин. Наблюдаются значительные потери тепла через кирпичную футеровку двух камер и зоны горения, достигающие 19,0(11 Б.т../мин. Таким образом, общая тепловая мощность, необходимая для поддержания устройства в устойчивом состоянии, составляет 0,545 000 БТЕДж Инл. - 19 395" ., 230,000 ..-. 38 5100_F., 151,000 .../.: 526,000 ... '/. - , 19,0(11 .../. 26 , ,.545,000 ... . Следует отметить, что охлаждающий эффект обогащенного газа-носителя, поднимающегося через массу в реакционной камере 5, недостаточен для охлаждения твердых частиц до температуры, близкой к атмосферной. чем 5l1fY' . . 5 . 5l1fY' . указано выше. из-за избыточной теплоемкости твердых тел выше 17 000 евро. футов 1мим. газа, выходящего через него. Конечно, можно увеличить количество рециркулирующего газа. . 17,000 . . 1mim. . , , . тем самым снижая температуру твердых частиц, выбрасываемых через трубопровод 38, и тем самым уменьшая потери тепла из-за выброса нагретых твердых частиц. 38 . Однако при увеличении объема рециркулируемого газа при том же расходе твердых частиц через аппарат теплоемкость газа, проходящего через верхнюю камеру 16, превышает количество тепла, необходимое для нагрева спускающихся через нее твердых частиц и температуру выходящего через них газа. 'фрой. запас 18 увеличен. Допускается значительная свобода в регулировании количества рециркулируемого гуса на тонну загружаемой руды. Однако предпочтительно объем реакционноспособного газа составляет около 10 кубитов; футов на один фунт обработанной руды. , , 16 ' . 18 . . , , 10 ; . Требования к максимальному термическому кпд заключаются в следующем: (1) количество восстановительного газа, вводимого через трубопровод 31, должно быть пропорционально содержанию железа в загружаемом материале и степени превращения Fe2Q3 в .1, что желательно. посредством чего достичь высокой эффективности использования 6b восстановительного газа; и (2) количество топлива, подаваемого через горелку 3-5, и воздуха для горения через трубу 33 должно быть пропорциональным, чтобы обеспечить полное сгорание топлива без остаточного избытка кислорода или несгоревших горючих материалов. - : (1) 31 - Fe2Q3 .1 . 6b ; (2) 3-5 33
. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB658199A
[]
В. . ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 658,199 4| – Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948. 658,199 4| - : . 6, 1948. № 26047/48. . 26047/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке — класс (), N13b. -- (), N13b. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Процесс снижения содержания оксида железа в железорудных материалах. НОМЕР СПЕЦИФИКАЦИИ. 658199 . 658199 Согласно распоряжению, данному в соответствии с разделом 17(1) Закона о патентах 1949 года, эта заявка была подана от имени , корпорации, организованной в соответствии с законодательством штата Миннесота, Ифиббинг, Млиннесота, Соединенные Штаты Америки. 17(1) 0o 1949 , , , , . ПАТЕНТНОЕ БЮРО 8 октября, 1o51 9,5062/1(13)/3580 160 9/S1 , обогащающее низкосортные железные руды и другие железистые материалы, и особенно озабочено усовершенствованным процессом преобразования в магнетит и относительно рудного материала. содержание немагнитного оксида железа (например, ) при облагораживании обработанного таким образом рудного материала путем магнитной сепарации содержащегося в нем магнетита от пустых минералов и других относительно немагнитных компонентов указанного рудного материала. 8th , 1o51 9,5062/1(13)/3580 160 9/S1 , 2i ' - (.., ,) - . Одной из трудностей, с которыми сталкивались в прошлом в связи с таким преобразованием в магнетит, является трудность предотвращения чрезмерного восстановления до или даже до . Ранее предлагалось осуществлять конверсию путем обработки руды в замкнутом контуре смесью и , при этом соотношение этих двух газов регулируется с помощью регенеративного контура таким образом, чтобы при температуре эксплуатации FeO0 – стабильная форма оксида железа, причем газовая смесь является восстановительной по отношению к ,0 и: окислительной по отношению к . - . : ,, 36 FeO0, , ,0, : . Насколько мне известно, это предложение до сих пор не использовалось в коммерческих целях. , . Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, основная часть содержания оксида железа в железистом рудном материале, содержание железа в котором находится главным образом в пи, и добавлении к остатку свежего газа, богатого ОО, при сохранении соотношения к сумме , и в указанной газовой смеси выше указанной линии « », причем количество добавленного таким образом составляет от примерно 0,6 до немного более 1,12 куб. футов на каждый 1 фунт содержания в обрабатываемом рудном материале и поддержание массы рудного материала при температуре между 50 Вт и точкой ликвидуса рудного материала, частично, по крайней мере, за счет тепла, выделяемого реакции восстановления и переносится через указанную массу с помощью указанной газовой смеси, при этом в контур подается дополнительное тепло 76, если необходимо, объем смешанного газа регулируется в пределах от 5 до 30 куб. футов на каждый 1 фунт обработанного рудного материала, чтобы иметь теплоемкость, достаточную для обеспечения адекватной теплопередачи через указанную массу рудного материала. , 0O, , , " ," 65 C0 0.6 1.12 . . 1 , 50W' . , , 76 , , 5 30 . . 1 , 80 . Говоря об объемах газа в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения, я имею в виду объем 8,5, измеренный при 6WO и давлении 29,12 дюйма. рт.ст. , 8.5 6WO . 29.12 . . В случае некоторых железистых руд теплота, выделяющаяся в результате экзотермической реакции: 90 3 , + = 2 Fe304 + C02 ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ , : 90 3 , + = 2 Fe304 + C02 658,199 /@ Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948. 658,199 /@ : . 6, 1948. № 26047/48. . 26047/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке: -Класс 1(), N13b. :- 1(), N13b. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Процесс снижения содержания оксидов железа в железистых рудных материалах , ФРАНСИС ЭРНЕСТ Лорд, дипломированный патентный агент компании , 11, , , , ..2, британский субъект (сообщение от корпорации организованной в соответствии с законодательством штата Миннесота, Соединенных Штатов Америки, Фиббинга, графства Сент-Луис, штата Миннесота, Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о природе настоящего изобретения и о том, каким образом оно применяется. должно быть выполнено, конкретно описано и установлено в следующем заявлении: , , , , 11, , , , ..2, ( , , - , , . , , ), , : - Настоящее изобретение относится к области обогащения низкосортных железных руд и других железистых материалов и, в частности, касается усовершенствованного процесса превращения в магнетит относительно немагнитного оксида железа, содержащегося в руде 2,0 (например, Fe2,). Содержание, связанное с улучшением качества обработанного таким образом рудного материала путем магнитной сепарации содержащегося в нем магнетита от полезных ископаемых 26 и других относительно немагнитных компонентов указанного рудного материала. , - 2,0 ' - (.., Fe2,) - 26 . Одной из трудностей, с которыми сталкивались в прошлом в связи с таким преобразованием в магнетит, является трудность предотвращения чрезмерного восстановления до или даже до . Ранее предлагалось осуществлять конверсию путем обработки руды в замкнутом контуре смесью и CO2, при этом соотношение этих двух газов регулируется с помощью регенеративного контура таким образом, чтобы при температура эксплуатации FeO4 – стабильная форма оксида железа, при этом газовая смесь является восстановительной по отношению к ._% и: окислительной по отношению к . - . , CO2, FeO4 , ._% : . Насколько мне известно, это предложение до сих пор не использовалось в коммерческих целях. - , . Согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, основная часть содержания оксида железа в железистом рудном материале находится преимущественно в состоянии трехвалентного железа, которое восстанавливается до магнетита путем многократной циркуляции потока неокисляющей газовой смеси. через возвратный контур, содержащий 60 рудного материала, причем смешанный газ состоит в основном из азота, 1E120 и , причем отношение CO2 к сумме CO2 и в указанном смешанном газе находится на значении, превышающем линия «б а» на диаграмме равновесия 66 тройной системы --, представленной на рис..1 прилагаемого рисунка; во время процесса отбрасывая незначительную часть газовой смеси, которая прошла через рудный материал и 60 обеднела по содержанию , и добавляя к остатку свежий газ, богатый , сохраняя при этом соотношение CO2 к сумме CO2 и в указанной газовой смеси выше указанной линии «», при этом количество , добавленное таким образом, составляет от около 0,6 до немного более 1,12 куб. футов на каждый 1 фунт содержания в обрабатываемом рудном материале и поддержание массы рудного материала при температуре между 500° и точкой ликвидуса рудного материала, частично, по крайней мере, за счет тепла, выделяемого при восстановлении. реакции и переносится через указанную массу с помощью указанной газовой смеси, при этом в контур подается дополнительное тепло 75, если необходимо, объем смешанного газа регулируется в пределах от 5 до 30 куб. футов на каждый 1 фунт обработанного рудного материала, чтобы иметь теплоемкость, достаточную для обеспечения адекватной теплопередачи через указанную массу рудного материала. , - - [-_ 60 , , ,, 1E120 , CO2 CO2 " " 66 -- ..1 ; , 60 , CO2 CO2 " ," 65 0.6 1.12 . . 1 , 500s . , , 75 , , 5, 30 . . 1 , 80 . Говоря об объемах газа в данном описании и прилагаемой формуле изобретения, я имею в виду объем 8,5, измеренный при температуре 60 футов по Фаренгейту и давлении 29,12 дюйма. 11г. , , 8.5 60-' . 29.12 . 11g. В случае некоторых железистых рудных материалов теплота, выделяемая при экзотермической реакции: 90 3 Fe20,+=2- ,04+ . , : 90 3 Fe20,+=2- ,04+ . 6 658,199 может быть достаточно для поддержания рудного материала при повышенной температуре, желательной для осуществления восстановления. В других случаях экзотермического тепла недостаточно, и необходимо подавать тепло к обрабатываемому рудному материалу. 6 658,199 . , . Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемый чертеж, где на фиг. 1 представлена хорошо известная диаграмма равновесия в тройной системе --, причем ординаты этой диаграммы показывают объемное соотношение . . в газовой смеси к сумме СО и СО; и 16. Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение системы устройства, действующей при осуществлении способа настоящего изобретения. , , . 1 - --, . . ; 16 . 2 . Говоря сначала о температурах выше 10300 . ( — критическая температура стабильности ), из рис. 1 видно, что магнетит является равновесной формой оксида железа в присутствии оксидов углерода, когда соотношение (по объем) СО2 к сумме СО, причем СО лежит в области над кривой «а»; (Инжир. 10300 . (, ), . 1 ( ) CO2 ,, ";" (. 1)
. . Аналогично является равновесной формой, когда отношение к сумме . . . и находится между кривыми «а» и «с», тогда как область ниже кривой «с» определяет область стабильности металлического железа. "," " ' "" . Поэтому успешное восстановление до магнетита может быть достигнуто при температуре выше 10300 , когда отношение СО2 к сумме СО2 и СО в газовой смеси лежит выше кривой «а». «ФеО не может образовываться независимо от продолжительности воздействия, близости контакта, характера руды, присутствия или отсутствия инертного газа (например, N2) или количества газа на единицу руды. Предыдущие попытки предотвратить «чрезмерное восстановление» (т. е. преобразование в немагнитный ) предпринимались путем использования ограниченного количества восстановителя, сокращения времени реакции, ограничения близости контакта и других способов. 10300 . CO2 CO2 ". " , , , , (.., N2), . " " (.., - ), , , , . Видно, что FeO3 не появляется на рис. 1. Не существует равновесного количества Fe2O2 в присутствии более чем малейших следов . Ордината 100% в верхней части рис. 1 представляет собой границу области Fe2O, которая слишком микроскопична, чтобы ее можно было нарисовать. FeO3 . 1. Fe2O2 . 100% . 1 Fe2O, , . . При температуре ниже 1030 нестабилен. Чрезмерное восстановление при такой более низкой температуре представляет еще более серьезную трудность. Чрезмерное восстановление в этом температурном диапазоне приводит к образованию металлического железа (см. область под кривой «» на рис. 1), которое более чем в два раза магнитнее магнетита, но для превращения Fe203 в требуется в девять раз больше , чем необходимо перевести равную массу железа 66 из Fe203 в. Фе, 04. 1030 ., . - . - ( "," . 1), , Fe203 66 Fe203 . ,04. На схематическом изображении, рис. 2, изображен а. возвратно-поступательная схема, включающая в замкнутом порядке реверсивный вентилятор 1, основной 2, регенеративную печь 3, основную 4, реактор 5, основную 6, регенеративную печь 7 и главную 70 8. Трубопровод 9 сообщается между источником (не показан) восстановительного газа под давлением и магистралями 2 и 3 через клапанные ответвленные трубопроводы 10 и 11 соответственно, посредством чего газ-восстановитель 71 подается в одну и попеременно в другую из упомянутых магистралей. Магистраль 2 снабжена клапанным отводным трубопроводом 12 для стравливания газа из системы, а магистраль 8 снабжена клапанным отводным трубопроводом 13, имеющим аналогичную функцию. Реактор о, как показано, снабжен двумя клапанными вытяжными воздуховодами 14 и 15 и двумя клапанными газоходами 16 и 17. , . 2, . - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 70 8. 9, ( ) 2 3 10 11, , 71 . 2 ' 12 , 8 13 . , , 14 15 16 17. Реактор 5 также снабжен средствами 18, 85 для подачи в него немагнитного сырья без одновременного прохождения материала в реактор или из реактора, а также средствами 19 для удаления из него магнитно-обожженного продукта без одновременного прохождения материала в реактор или из него. реактор. 5 18 85 - , 19 . В ходе процесса в реактор 5 подается железная руда, изначально в значительной степени немагнитная. Эта часть устройства 95 может быть любого обычного типа, например, многоподовой печи (типа , или ), вращающейся печи, такой как используемая в известковой и цементной промышленности, или вертикальной шахтной печи 101. традиционного противоточного типа. В некоторых случаях можно использовать нагревательную печь, расположенную над охлаждающей печью. Или можно предпочесть использовать группу из двух или более вертикальных печей, в которых используется периодическая загрузка руды и в которых руда поддерживается неподвижной во время реакции. , -, 5. 95 , .., ( , ), , 101 - . . , ( , . Для достижения магнитного обжига необходимо только, чтобы реактор был сконструирован таким образом, чтобы обеспечить достаточный химический контакт между химически активным газом и рудой, вступающей в реакцию. , 110 . Для подачи восстановительного газа по трубопроводу 9, рис. 2, в систему 11У может быть использован доменный газ или другой технический газ, содержащий . При работе вблизи железорудного рудника может оказаться предпочтительным использовать газ, добываемый путем газификации твердого углеродосодержащего топлива в газогенераторе шлакового типа. 9, . 2, 11U , . , - 12( . Топливный газ, подаваемый через 16 или 17, вполне может быть идентичен восстановительному газу, подаваемому по трубопроводу 9, 125 хотя чаще всего углеводороды, например, природный газ и мазут, дешевле на единицу тепла, чем газы с высоким содержанием . 16 17 9, 125 , .., , C0. При осуществлении настоящего процесса с 13C 658 в аппарате, схематически показанном на фиг. 2, сырьевой рудный материал подается в реактор 5 либо непрерывно, либо периодически с подходящей скоростью, эквивалентные количества обработанного рудного материала удаляются через 19, и с помощью реверсивного вентилятора 1 поток рециркулируемого газа-носителя принудительно циркулирует через возвратный контур 2, 3, 4, 5, 16, 6, 7, 8 и 2, последовательно проходя печь 3, реактор 5 и печь 7. В начале описанной операции печь 3 была предварительно нагрета до температуры обжига «Т», которая может составлять от 600 до 20009 или выше. 13C 658, 1n . 2, 5 , equiva6 19, 1 - "" - 2, 3, 4, 5, 16 6, 7, 8, 2, 3, 5, 7. , 3 "" 600 20009 . . Выбор температуры обжига зависит от характера руды, ее состава и конструкции реактора 5. , 5. Для твердой, плотной кусковой руды, относительно непроницаемой для газа, рекомендуется использовать максимально возможную температуру (эта температура должна быть ниже точки ликвидуса, чтобы избежать серьезного плавления обожженного продукта), чтобы обеспечить высокую скорость снижение. , , , ( ) . С пористыми мягкими рудами типа Месаби удобно работать при температуре ниже 161000 и даже ниже 1000 . , , 161000 1000 . Везде, где происходит быстрая диффузия химически активного газа, допустимы чрезвычайно низкие температуры, например всего 500-600 . , , .., 500-600 . Рециркулирующий газ перед входом в печь 3 химически обогащается за счет введения тщательно контролируемого количества восстановительного газа, поступающего через открытый клапанный трубопровод 10 и смешивающегося с рециркулирующим газом, проходящим через трубопровод 2. , 3, 10 2. Количество вводимого восстановительного газа тщательно пропорционально пропорционально фунтам железа, подаваемого в реактор 5. Для того чтобы перевести 1 фунт железа первоначально в форме ,0, в ,04, необходимо 1,12 куб. футов конвертируется в 002. Следовательно, количество , введенное через 10, может быть ограничено цифрой, немного превышающей эту, чтобы достичь разумного подхода к эффективности использования моего восстановительного газа. Весь , превышающий этот показатель 1,12, будет выбрасываться неиспользованным и выбрасываться впустую. На практике при большом количестве руд гораздо меньше 1,12 куб. футов Со на 1 фунт железа можно использовать с эффективностью использования газа, близкой к 100%. 5. 1 .0, ,04, 1.12 . . 002. , - 10 , . 1.12 . , , 1.12 . . 1 , lO0% . Правда, превращение гематита в магнетит в таких случаях не завершается, но магнитные свойства готового продукта достаточно интенсивны, чтобы обеспечить весьма удовлетворительную магнитную сепарацию. Для мелкозернистых руд, слабо связанных с примесью пустой породы, установлено, что от 6,5 до 0,6—0,7 куб. футы на фунт дает продукт, который допускает чистое разделение в магнитном аппарате. Из-за стоимости восстановительного газа обычно экономически нежелательно проводить магнитный обжиг сверх степени, необходимой для достижения желаемого разделения. Начальная концентрация ( в рециркулируемой газовой смеси предпочтительно составляет от примерно 1,4% до примерно 16,0% по объему. , . - , 6.5 0.6--0.7 . . . . , 70 . ( 1.4% '16.0% . Превращение Fe2OQ в FeO4 путем 7-метрового восстановления является весьма экзотермическим, выделяя значительное количество тепла и вызывая повышение на несколько сотен градусов по Фаренгейту массы руды, подвергающейся восстановлению. Fe20Q Fe04 7m - , . . Это тепло выделяется в точке восстановления 80 и должно переноситься с потоком газа через рудную массу, будь то с помощью а. стационарном слое (периодический режим) или в противоточной печи с подвижным слоем. Поэтому предпочтительно регулировать общий объем газоперекачивающего реактора 5 от 5 до 15 куб. 80 , . ( ) - . , 5 5 15 . фут/фунт. руда. Данное требование направлено на обеспечение достаточной теплоемкости для регулирования теплового режима в рудной массе 90. При термически неэффективном реакторе, например вращающейся печи, возможна небольшая близость теплообмена, а общие объемы газа достигают 20-3,0 куб. часто требуются футы/фунты руды. 9,5 В крупномасштабном аппарате, где ежедневно обрабатывается несколько тысяч тонн руды, и когда сырое сырье имеет низкую влажность, может оказаться, что экзотермическое тепло, выделяемое при восстановлении, является или может быть достаточным для поддержания аппарата при желаемом обжиге. температуры и для компенсации потерь тепла через утепленные стены и тепла, уносимого выгружаемой рудой 10.р' и газом, выходящим из печи 7. ./. . 90 . , , , 20-3,0 . ./ . . 9,5 , , , 10.' 7. Однако в большинстве случаев необходимо обеспечить аппарат дополнительным нагревом. , , . Это осуществляется путем подачи топлива через трубопровод 16 и подачи воздуха через трубопровод 110 14. Когда требуется дополнительное тепло, пропорции топлива и вытяжного воздуха соответственно тщательно регулируются для достижения «идеального сгорания», т. е. количество 02 в вытяжном воздухе регулируется 115 до стехиометрического количества, необходимого для полного сгорания горючих материалов в топлива, чтобы ограничить продукты сгорания четырьмя соединениями C02, T12O, и N2, без остаточного избытка 120 O2, I1 или . Трудно указать количество топливного газа, необходимое для поддержания желаемого теплового режима. , поскольку эта потребность в тепле во многом зависит от типа применяемой печи, ее конструкции 1295 и эффективности теплопередачи, а также эффективности двух печей 3 и 7. 16 110 14. , " "-.., 02 115 , C02, T12O , N2, 120 O2, I1, . , , 1295 , 3 7. При использовании правильно спроектированных галечных печей в качестве регенераторов и с реактором типа, описанного в Приложении 4 (58,199, катионный № 230:82147 (серийный № 652,098), объем топлива плюс тяга воздуха, необходимый для поддержания желаемой температуры, может – малая дробная часть объема рециркулируемого газа. Худший случай, с которым можно столкнуться, - это когда печи 8 и 7 имеют традиционную шахматную конструкцию, а реактор 5 - традиционную вращающуюся печь или многоподовую печь. В этом случае количество топлива и тягового воздуха может значительно превысить объем рециркулируемого газа. Поскольку, следовательно, состав рециркулируемого газа, выходящего из печи 7, состоит почти исключительно из , и АО. как и газообразный продукт сгорания топлива из топлива и вытяжного воздуха, относительные количества рециркулируемого газа и дымовых газов мало влияют на состав газа или на химический контроль процесса. 4(58,199 . 230:82147 ( . 652,098), , . 8 7 5 . . , , - 7 , , ,. , . Тщательность при регулировании необходимо проявлять прежде всего только в отношении соотношения топливного газа (канал 16) и тягового воздуха (канал 14). Второй рабочий контроль осуществляется путем пропорционального соотношения объема рециркулируемого газа (трубопровод 2) и газа-восстановителя (трубопровод 10), чтобы обеспечить одновременно необходимый объем СО, необходимого для магнитного обжига FeO0, в сырьевом сырье и для обеспечения соотношение теплоемкости всего газа к теплоемкости руды. ( 16) (.14). ( 2) ( 10), FeO0, . Очевидно, что газ-восстановитель не претерпевает изменения в объеме при взаимодействии с железной рудой, так как объем СО идентичен объему окисленного СО. Когда дополнительный нагрев не требуется, объем газа, отходящего из печи 7, отводится в отходы через отводной трубопровод 13, равный по объему газу-восстановителю, поступающему по трубопроводу 10. При введении дополнительного тепла за счет сжигания топливного газа и тягового воздуха количество отбираемого газа увеличивается в 46 раз, равного объему продуктов сгорания этого топлива. , . . 7 , 13, 10. , 46 . Описанная выше операция называется «прямым потоком». При этом тепло от печи 3 отбирается и подводится к печи 7. Когда температура газа, выходящего из печи 3 в трубопровод 4, падает слишком низко, а температура газа, выходящего из печи 7 в трубопровод , возрастает до неприемлемого уровня, направление потока воздуходувки 1 меняется на противоположное, и рециркулируемый газ газ вынужден пересекать контуры 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 и 1. В этом случае восстановительный газ вводится через трубопровод 11, а отбираемый газ выпускается через трубопровод 12. " . " , 3 7. 3 4 , 7 , 1 , 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1. , 11 12. Тяговый и топливный газ одновременно вводятся через 15 и 17 соответственно, а трубопроводы 14 и 16 закрываются. Эта операция называется «обратный поток». «Продолжительная эксплуатация осуществляется за счет чередования прямого и обратного потоков традиционным способом. 15 17 , 14 16 . " . " . Описанный выше процесс применим для контролируемого восстановительного обжига марганцевой железной руды, посредством которого содержание оксида железа в последней преобразуется по существу в магнетит, а содержание оксида марганца - по существу в ненанганистый оксид. 70 . Этот процесс может быть осуществлен в любом из множества устройств, 75 из которых я могу особо упомянуть две общие категории, а именно: , 75 , .: (1) Пара по существу вертикальных изолированных теплорегенеративных печей, сообщающихся друг с другом через функционально изолированную центральную камеру сгорания (т. е. расположенную «бок о бок») со средствами для поддержания в каждой печи гравитационно нисходящего столба топлива рудный материал и средства для последовательного пропускания восстановительного газа через одну колонну, центральную камеру сгорания и другую колонну. Такое расположение показано, например, в Спецификации № 23082/47 (серийный № 90 (1) , , - 80 (.., "--" ), 85 , . . 23082/47 ( . 90 652,098). 652,098). (2)
«Прямые» устройства, в которых пара печей расположена одна над другой, и заряд гравитационно спускается сверху вниз через относительно суженный соединитель, и в которых предусмотрены средства для непрерывного пропускания потока газа вверх через загружайте в нижнюю плиту, оттуда в . функционально центральная камера сгорания, а оттуда вверх через шихту в верхнюю печь. Эта категория раскрыта, например, в Спецификации №. " " , 95 , . , . . 20635/47 и ТУ № 26048148 105 (серийные № 647 490 и 1658 200). 20635/47 . 26048148 105 ( . 647,490 1658,200). Следует понимать, что в случае устройств, показанных в технических условиях № 23082147 и 20635/47 (серийные номера Т № 652,098 и 647,490), устройство 110 должно быть дополнено необходимыми трубопроводами, клапанами и т. д., чтобы обеспечить закрытое схема; также со средствами для отвода отработанного газа и средствами для подачи газа с высоким содержанием в контур. 115 Теперь, подробно описав и выяснив природу моего упомянутого изобретения и то, каким образом оно должно быть реализовано, . 23082147 20635/47 ( . 652,098 647,490) 110 , , ., ; - . 115 ,
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-13 19:04:18
: GB658199A-">
: :
658200-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .
. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB658200A
[]
11 -::!,-- ' - -' ---- -7 - - _-,1 11 -::!,-- ' - -' ---- -7 - - _-,1 - р 1,. . : --- 1--:-=' -2 -- --. - 1,. . : --- 1--:-=' -2 -- --. ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 6582( ____ ' Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: октябрь. 6, 1948, 6582( ____ ' : . 6, 1948, № 26048/48. . 26048/48. Полная спецификация опубликована: октябрь. 3, 1951. : . 3, 1951. Индекс при приемке: - Классы 1(), N13b; и 51(5), A23(::::::), C13. :- 1(), N13b; 51(5), A23(: : : : : : ), C13. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Улучшения в восстановлении железистых руд или относящиеся к ним , . , дипломированный патентный агент , 111, , , , ..2', британский подданный (сообщение от. , . , , , 111, , , , ..2' , ( . Эри Майнинг Компани, а. Корпорация, учрежденная в соответствии с законодательством штата Миннесота, Соединенные Штаты Америки, имеющая офис в Хиббинге, графство Сент-Луис, штат Миннесота, Соединенные Штаты Америки), настоящим заявляем о сущности настоящего изобретения и в Каков порядок действий, он также подробно описал и установил в следующем утверждении: , . , - , , . , ., ) , , :- 16 Настоящее изобретение относится к восстановлению железистых руд, первоначально содержащих значительные количества относительно немагнитных оксидных соединений железа, посредством чего исходные компоненты оксида железа могут быть превращены в магнетит в качестве предварительного этапа магнитного концентрирования руд. 16 , . Изобретение, в частности, касается усовершенствованного способа, в котором рудный материал обрабатывается при повышенной температуре химически активным газом? при таких условиях, что по существу весь содержащийся оксид железа превращается в магнетит, и устройство для этой цели. ? , . Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа упомянутого типа и устройства для него для термически эффективного и экономичного восстановления железистых руд, содержание железа в которых относительно немагнитно, при этом чрезмерное восстановление, т.е. проведение восстановления до более низкой степени окисления, чем .1O4. избегал. , , 36 , -, -, .. .1O4, . . Используемый здесь термин «железистые руды» включает низкосортные железные руды и другие родственные минералы, например марганцевые железные руды, неметаллургические хромовые руды, т.е. хромсодержащие 46 минералов, которые непригодны для использования непосредственно в плавильных операциях, и другие железные руды, содержание железа в которых относительно немагнитно. " " - , .. , - , .. 46 , , -. Согласно настоящему изобретению улучшенный способ, который представляет собой развитие 60 способа, описанного в одновременно рассматриваемой заявке № 260472/8 (серийный № , , 60 - . 260472/8, ( . 658,1909) включает поддержание массы измельченного рудного материала, спускающегося под действием силы тяжести через первую камеру 55 и вторую камеру последовательно, проходя вверх через массу в указанной первой камере, в которой указанный рудный материал первоначально находится по существу в ненагретом состоянии, поток химически активный газ, который первоначально состоит из CO2 и газообразного восстановителя из группы, состоящей из и , но не содержит свободного кислорода, причем указанный химически активный газ изначально имеет повышенную температуру ниже температуры ликвидуса немагнитного оксида. соединение железа в рудном материале, причем объем указанного химически активного газа на единицу веса обрабатываемого рудного материала таков, что теплоемкость химически активного газа эквивалентна 70 количеству тепла, необходимому для нагрева твердых веществ до повышенной температуры реакции ниже температуры ликвидуса оксида железа, количество газообразного компонента восстановителя реактивного газа 75 на единицу массы содержания железа в рудном материале и относительные доли и газообразного восстановителя в реактивном газе будучи таковым, что при рабочей температуре химически активный газ восстанавливается по отношению к ,03, окисляется соответственно до и и находится в термодинамическом равновесии с Fe2O4, подвергая обработанный рудный материал, который 85 содержание немагнитного оксидного соединения железа в значительной степени превратилось в магнетит под действием восходящего тока по существу ненагретого реактивного газа, имеющего такой состав, что после последующего термического обогащения он такой же, как у исходного химически активного газа, в то время как указанный обработанный рудный материал гравитационно спускается через указанную вторую камеру, отводя химически активный газ, предварительно нагретый таким образом, из верхней части 6.58200 указанной второй камеры, термически обогащая химически активный газ и используя термически обогащенный химически активный газ для обработки дальнейшей рудный материал вводится 6 в указанную первую камеру. 658,1909) 55 , , , 60 .2 ., , - , 70 , 75 , ,03, . , - Fe204, , 85 - , 90 , , 95 - 6.58200 , , 6 . Объем указанного химически активного газа может составлять около 10 кубических футов на один фунт обработанного рудного материала. Газообразный восстановительный компонент реакционноспособного газа может присутствовать в определенном количестве. от 1,0 до 1,374 кубических футов на один фунт железа, содержащегося в рудном материале. Термическое обогащение реакционноспособного газа до повышенной реакционной температуры может быть осуществлено путем сжигания в нем горючего топлива с количеством подаваемого воздуха, регулируемым для обеспечения только того количества кислорода, которое необходимо для осуществления практически полного сгорания топлива. , 10 . . 1.() 1.374 . - . 2
0. Процесс дополнительно включает сброс в атмосферу частичной части газа после того, как он прошел через рудный материал в указанной первой камере, охлаждение остаточного газа, восстановление исходного соотношения и газообразного восстановителя в практически ненагретом реакционном агенте. газа, а также исходный объем реакционноспособного газа на единицу массы рудного материала, обработанного путем добавления к остаточному газу газа-восстановителя, относительно богатого указанными газообразными восстановителями! , , - . , ! агента и введение полученного восстанавливаемого реактивного газа в практически ненагретом состоянии во всю часть массы рудного материала в указанной второй камере. , - . Изобретение также включает в себя устройство для проведения вышеописанного процесса, содержащее первую и вторую камеры! , в котором рудный материал опускается гравитационно последовательно, означает примыкающее к дну каждой камеры нижнее открытое пространство, примыкающее к нижней свободной поверхности массы рудного материала, содержащейся в указанной камере, 4,5 газосборное пространство на - верхняя часть указанной второй камеры, камера сгорания, имеющая входное отверстие, сообщающееся с указанным пространством для сбора, и выходное отверстие, сообщающееся с нижней частью указанной первой камеры, газонепроницаемое средство для подачи свежего рудного материала в указанную первую камеру и для выгрузки рудного материала со дна указанной второй камеры, средства для подачи реакционноспособного газа в нижнюю часть указанной второй камеры для прохода. ! , , 4,5 - - , , ,- , , , . вверх через массу содержащегося в нем рудного материала. средство, связанное с указанной камерой сгорания, для термического обогащения химически активного газа, проходящего из указанной второй камеры сгорания в указанную первую камеру. . < . средства для вывода газа из верхней части первой камеры и средства для восстановления реакционной способности, а также для повторного проникновения в нижнюю часть указанной секоидной камеры. Установка для термического обогащения реакционноспособного газа может содержать вспомогательную камеру, сообщающуюся с камерой сгорания 70 и снабженную регулируемыми впускными отверстиями для горючего топлива и воздуха для сжигания. Средства для восстановления реакционноспособного газа могут содержать замкнутый контур, включающий средства для сброса в атмосферу дробной части реакционноспособного газа, выпущенного из упомянутой первой камеры, и средства для добавления к остаточному газу восстановительного газа для восстановления. исходный состав реактивного газа. 80 Следует принять во внимание, что важная особенность [процесса записи. к! изобретение представляет собой реализацию «термодинамического всеограниченного» восстановления. Оксид железа, содержащийся в минерале 85, не подвергается химическому взаимодействию с химически активным газом, состав которого предпочтительно тщательно контролируется для обеспечения концентраций CO2 (, . , - , - 1] . 70 . - , ( . . 80 [ . ! " - - " . ' 85 ' , .., (, . и Н20 в таких пропорциях, что в четвертичной системе --) только 90 стабильных фаз; Fe2,,,, При соблюдении этих условий, т.е. H20 90 ---0) ; Fe2,,,, , . начиная с оксида железа, восстановительное действие реактивного газа может превратить только 95 FeO0 в Fe2O, а «чрезмерное восстановление» с образованием и химически невозможно (независимо от количества используемого реактивного газа, температура газа или время и близость контакта 10C между и твердым телом. Для достижения желаемого результата. большая часть газа, выходящего из первой или верхней камеры (после последовательного прохождения через камеры ), после 105 удаления взвешенной пыли, конденсации избыточной влаги и охлаждения, вызванных повторным попаданием в систему, примыкающую к нижней части камеры. вторая или нижняя камера. При восстановлении газа (1I3 . 110) часть этого выпускаемого газа отводится в отходы, и (2) в остаточный газ вводится контролируемое количество восстановительного газа, посредством чего получается «обогащенный газ-носитель», который последний вытесняется вверх через нижнюю камеру; (.3) основная часть ГВА удаляется из контакта с рудным материалом после прохода через нижнюю камеру и переносится в камеру сгорания (4), в которой находится. впрыскивается подходящее топливо, например, нефть, природный газ, порошкообразный кокс, доменный газ, коксовый газ или другое промышленное топливо, в то же время (5i) вводится ограниченное количество воздуха для горения, контролируемое в количестве до обеспечить, насколько это возможно, ровно столько кислорода, чтобы преобразовать горючие вещества топлива в ('02 и I20, не вызывая остаточного избыточного остаточного количества 1]30 нижнего периметра плитки ( 1( Образующийся отработавший газ, выходящий из колонны 17, пересекает линию 18 вверху и попадает в открытое пространство 19, поддерживаемое в верхней части 70 камеры 16 и служащее пространством для сбора газа. , 95 FeO0, Fe2O., , " - " ( , 10C ( . . ( ) 105 , - . - (1I3 . 110 , (2) " ( ." . ; (.3) 120 . (4) , .. . , , , - , . (5i 125 , , , ('02 I20 1]30 ( 1(;. ' " 17 18 19 70 , - , 16. Отработанный газ-носитель выводится из пространства 1,9 по вытяжной магистрали 2'; очищается от захваченных твердых частиц (например, 76 пыли и дыма) при прохождении через пылесборник 26; и транспортируется через линию чистого газа 27 в охладитель или скруббер 28, где его температура снижается и избыточная влага удаляется. При обработке 80 руд которые. производят большое количество чрезвычайно мелкой пыли, то целесообразно или может оказаться целесообразным установить электростатический фильтр Коттрелла в контуре возвратного газа 25, 26, 27, 28 и 29. 85 Холодный, чистый, отработанный газ-носитель из скруббера 28 по трубопроводам 29 и 43 подается на вход воздуходувки . Достаточное количество газа. отводится через отводную линию 3(1) из трубопровода 43 для поддержания постоянного равномерного давления во всем закрытом контуре. ( 1,9 2'); (.. 76 ) 26; , - 27 28 . 80 . , , , 25, 26, 27, 28, 29. 85 , , 28 29 43 . . - 3(1 90 43 . Состав отработанного газа, проходящего через холодный газ 95, обычно имеет содержание в пределах от 20 до 295%. После прохождения через камеру 5 газ, выходящий через трубопровод 9 c1, содержит большое количество CO2 и 100, которые имеют тенденцию «удушать» совместное горение в камере 10. При правильно сконструированной горелке, обеспечивающей эффективное сжигание топлива воздухом, подаваемым в камеру сгорания 10, возможно регулярное горение. Однако во многих случаях желательно, чтобы горелка 3.5 располагалась в экранированной части 37. камеры сгорания 10' (при этом: . 95 ( 20 295%. 5, 9 c1ontains CO2 100 " -- 1 0. ' 10, , ', , 3.5 - 37 10' ( : обеспечить возможность сгорания 110 во «вспомогательной камере» 37. - 110 " , " 37. В этом случае воздух для горения подается через трубу 32 в пылепровод 33, из которого дутье по трубопроводам 34, 34 подается во вспомогательную камеру 115 37. Топливо подается во вспомогательную камеру 37 посредством водоохлаждаемой горелки 35. Относительные количества топлива и воздуха для горения, подаваемые во вспомогательный канал 37, 120, тщательно контролируются путем регулирования открытия воздушного регулирующего клапана 41 и топливного регулирующего клапана 43, при этом вводится как можно больше кислорода. создано для обеспечения идеального использования топлива 125. 32 33 34, 34 , 115 " 37. 37 - 35. 37 120 41 - 43 , ( , . ' 125 . Рудный материал, подлежащий переработке, загружается в бункер 23 с двойной колоколообразной загрузкой, расположенный в верхней части камеры 16. Открыв колокольчик 21, 130 -; ()) Этот газ из 11 камеры сгорания повторно вводится в нижнюю часть верхней камеры. 23 -- 16. 21, 130 -; ()) 11the - : . Преимущественно устройство по существу соответствует описанию и показанному в одновременно находящейся на рассмотрении заявке № 20635147 (серийный № 647,490) и содержит расположенные друг над другом камеры, соединенные трубопроводом с ограниченной площадью поперечного сечения, приспособленным для обеспечения гравитационного потока рудного материала из самосвала. камеру в нижнюю камеру. , - . 20635147 ( . 647,490) - . Далее изобретение описано в качестве примера со ссылкой на прилагаемый схематический чертеж, который иллюстрирует, частично в разрезе, устройство, приспособленное для осуществления усовершенствованного процесса. , , , , , . При реализации изобретения и со ссылкой на прилагаемый схематический рисунок рециркулирующий отработанный газ из верхней части верхней или первой камеры 1С нагнетается с помощью вентилятора с приводом от двигателя через впускное отверстие 2М для холодного газа, трубопровод 2, в дымоходную трубу. 3, окружающий вторую или нижнюю камеру 5. Уменьшение количества газа контролируется настройкой клапана 43а. подается во входной трубопровод 2 по трубопроводу 8,1 от источника (не показан) и смешивается с рециркулирующим газом, образуя восстановленный химически активный газ заданного исходного состава перед его поступлением в газоходную трубу 3. . , " 1C , ] 2M 2. 3 5. 43a. 2 8,1 ( ) , -- 3. Множество отверстий, расположенных по окружности вокруг камеры 5, позволяют потоку обогащенного носителя травы из спускной трубы 3 в кольцевое открытое пространство 4 внутри нижней части камеры 5, из которого последняя отделяется. газ поступает в столбчатую массу рудных частиц, спускающуюся через камеру 5, и проходит через нее вверх. Камера 5 сконструирована таким образом, чтобы обеспечить открытое пространство 6 в ее верхней части, причем пространство 6 служит пространством для сбора газа 46 для приема газа, проходящего вверх через рудную колонну, заполняющую камеру 5. Газ течет из пространства 6 через передаточный трубопровод 9 в камеру сгорания 10, где его температура повышается на подходящую величину за счет сгорания топлива в ней. 5 3 4 5, . 5, . ( 5 6 , 6 gas46 , 5. 6 9 10 . для достижения повышенной температуры ниже температуры ликвидуса немагнитного оксидного соединения железа в рудном материале, т.е. температуры, при которой плавится рудный материал, например вверх) до 1i300() . - , .. , .. ) 1i300() . Полученный термически обогащенный газ-носитель выходит из камеры сгорания 10 через кондуктор 11 во входную трубу 12, расположенную вокруг верхней камеры 1(3), примыкающей к нижней части последней. Множество расположенных по окружности теплоизолированных обдувочных трубок 1! 10. 11 12 1(3 . , 1! 3,
13 допускают выход газа из спускной трубы 12 в открытое пространство 114 posi658,2001) шихтовый материал вводится через газовое уплотнение 22, в котором он опирается на большой черт 20. 13 th1e 12 114 posi658,2001) , 22, 20. Через соответствующие промежутки времени раструб 20 опускается, позволяя материалу в газовом уплотнении упасть на опорную линию 18 массы 17 в камере 1(. Области 20, 21 и газовое уплотнение, показанные на чертеже, относятся к типу, обычно используемому в доменной печи. Во многих случаях там он использовал вместо проиллюстрированного устройства подачи шнеков и бункеров любой один или несколько обычных типов загрузки, используемых в газодобывающих предприятиях, таких как цепные конвейеры, ленточные конвейеры, вращающиеся диски, звездные врата и тому подобное. 20 , 18 17 1(. 20, 21 . , -- , ( . , . , -, . При описании массы материала, содержащегося в камерах. и 16 как «непрерывное опускание», последний термин специально истолковывается как подразумевающее движение этих масс вниз, происходящее периодически повторяющимися шагами, поскольку общий эффект такого прерывистого спуска идентичен тому, который наблюдается при непрерывном непрерывном движении. нисходящий поток твердых веществ. . 6 " ' .; , - . Наличие газовой камеры, кармана или пространства 6 над массой в камере 5 является существенной особенностью настоящего способа. Объем пространства 6 должен быть достаточным по отношению к объему газа, выходящего из камеры 5, чтобы обеспечить максимальную однородность потока газа через эту колонну. Такое достаточное пространство может быть обеспечено путем размещения огнеупорного трубопровода 7 в верхней части камеры 5. При этом длина трубопровода 7 является достаточной. поддерживать верхнюю свободную поверхность массы в нижней камере на подходящем расстоянии от ее конической вершины . -, " 6 5 . 6 , .5, . 7 .5 7 . - . Соединительный трубопровод 7, который здесь называется «-перешейком», должен иметь относительно небольшую площадь поперечного сечения по сравнению с площадями поперечного сечения камер 5 и 16, чтобы уменьшить количество газа, текущего вверх из камеру 5 в камеру 16 через этот перешейк, причем большая часть этого газового потока отводится через трубопровод в камеру сгорания 10. 7. " -," - - 5 16 .5 16 , 10. Следует отметить, что если бы существенные количества газа потекли вверх по трубопроводу 7 в камеру 5S 16, то эта порция газа поступила бы в нижнюю часть колонны шихты 17 с газовым составом, который отличался бы от состава газ, поступающий в колонну из кольцевого открытого пространства 1.4. 7 5S 16, 17 1.4. - Если бы такой короткозамкнутый газ просачивался из камеры 5 через перешеек 7 в камеру 16 в относительно большом количестве, то возникла бы нежелательная неравномерность в газовом составе, причем эта неравномерность отрицательно повлияла бы на эффективность восстановления в цепочке 1. (. Степень проявления будет зависеть от размера обрабатываемых частиц руды и от их физических характеристик; Диаметр 70 перешейка 7 должен быть достаточно большим. избегайте некланического джамимино, материала, проходящего через него. - - 5 7 16 , , 1l 1(. ' . ' ; 70 7 } . , . На чертеже показан способ удаления готового твердого продукта 75 со дна камеры. Руда покидает перевернутое коническое дно камеры 5 через разгрузочный трубопровод 38 со скоростью, контролируемой скоростью вращения крыльчатка в звезде 80-оват 40. Эта звездочка предпочтительно приводится в действие двигателем с регулируемой скоростью. Таким образом, скорость, с которой рудный материал перемещается через дуплексную шахтную печь, можно контролировать посредством подходящей регулировки скорости двигателя звездообразного ворот. Удобно предусмотреть запорный клапан 39, расположенный в выпускном трубопроводе 38, благодаря чему поток материала по нему может быть полностью остановлен. 90 Чтобы достичь максимального термического КПД настоящего процесса, важно реализовать максимальную однородность потока как с учетом восходящего потока газа в камерах5 и , так и в i9.5 с учетом нисходящего потока газа. твердые вещества в этих камерах. Поскольку готовый продукт, движущийся через днище бункера 5, имеет относительно низкую температуру, то обычно предпочтительно устанавливать рядом с этим днищем бункера несколько изобретенных усеченных конусов 4,5, 45, изготовленных из листовой стали. или из восточного железа. ) 75 5 38. 80 - 40. - . 85 - . 39 38 1-, . 90 , .5 i9.5 . - 5 , 1bly () - 4.5, 45, . Эти конические перегородки имеют такие размеры и расположены концентрично по отношению к конусу 105 бункера-доттони, благодаря чему они способствуют равномерности потока твердых частиц в эламибре a5. Это устройство давно известно и его применение традиционно. Подобные конические перегородки, расположенные в конусе ' внизу верхнего шамилера 1I, с тех пор не были показаны. Как правило, их использование там не рекомендуется. Правда, повысилась однородность. Такие перегородки способствуют потоку твердого вещества (и, следовательно, потоку газа), но из-за более высокой температуры, преобладающей в нижней части камеры сгорания] r6, иногда возникают трудности при поддержании1 этих перегородок на практике. . 120 Однако использование таких перегородок в верхнем канале 16 не является отказом. , 105 -, a5. . ' 1I- ( . , - . . - ( ) 115 3ales, ] r6, -- maintaining1, . 120 16 , , . Работу настоящего процесса, пожалуй, лучше всего можно описать на конкретных примерах. 125 Материал «-» представляет собой скудный материал; руда, которая представляет собой следующее. в--налиис. ) - . 125 .-' -; . - -. на1 сухом веществе: .58,}(n0 658,200 , P2 -. on1 : .58,}(n0 658,200 , P2 -. СиО. . ,0 ., - Связанная вода Щелочь 6- 67,500 - - 0,22 - 0,08 - - 22,15 -4,43 - - 0,41 - - .18 - 0,47 - 4,48 0,08 и 5860 куб. футов в минуту дутьевого воздуха нагнетается (с помощью воздуходувки, не показанной) через дымоходную трубу 33 и дутьевые трубы 34, 34, 60 во вспомогательную камеру сгорания 37. Продукты сгорания этого топлива смешиваются с газом, поступающим по трубопроводу 9, достигая однородности состава в камере 1{}, и выводятся через трубопровод 11 со следующим анализом: ,0 ., - 6- 67.500 - - 0.22 - 0.08 - - 22.15 -4.43 - - 0.41 - - .18 - 0.47 - 4.48 0.08 5860 . . ' ( , ) 33 34, 34 60 37. 9, 1{}, 11, : Влага при получении 1.5.2.5 Эта руда содержит 1,5,25% влаги в загруженном состоянии. Устройство, как показано на прилагаемом чертеже, имеет следующие размеры: верхняя камера 16 имеет внутренний диаметр 290 футов и диаметр . высота по вертикали между открытым пространством 14 и штоком 18 составляет 16 футов. Руда взимается из расчета 15 590 брутто-тонн (..) за 24 часа 20 часов в сутки. Воздуходувка 1 форсирует 14 430 куб. 1.5.2.5 1.5.25% . : 16 290 . 14 18 16 . 15590 (..) 24'20 . 1 14,430 . футов Джмин. (стандартные условия, 6000 , 2i9,9,2 дюйма рт.ст.) холодного, чистого отработанного газа-носителя через холодный газопровод 2. Этот газ имеет следующий процентный состав: . . ( , 6000 ., 2i9.9,2 ) , 2. : C02 0C 112 11- N21 - 21,68 0,57 _ _ _ - 0,00 4,03 - 73,64 Газ-восстановитель подается через клапанный трубопровод 31 в трубопровод 2. Этот газ имеет следующий процентный состав: C02 0C 112 11- N21 - 21.68 0.57 _ _ _ - 0.00 4.03 - 73.64 31 2. : КО. . 11LO . - 16. Х1. % 4.67%. 11LO . - 16. X1. % 4.67%. - 0,26% - 6,4У% -, 1.! 9i%. Этот термически обогащенный газ-носитель поступает в газопровод 19 со скоростью 23 630 куб. футов/миль, и проходит 75 через выдувные трубы 13, 13 в открытое пространство 14 и оттуда попадает в колонну 17, проходя под изобретенным усеченным концентрическим коническим щитом 1,5. По мере того, как этот газ поднимается через нисходящую 80 рудную колонну 17, в нижней части камеры 16 происходит восстановление, и отработанный газ, образующийся в результате этого восстановления, проходя через руду вблизи линии запаса 1.8, удаляет 85 объединенную воду, связанную с ,0, и испаряет влагу из руды. Удаленная вода в данном случае составляет 9700 куб. футов/мин. (измерено при температуре 600 и 29,92 дюйма). Хгдж. Полученный влажный отработанный газ, выходящий через рабочее пространство 19 и выпускной трубопровод 2'5, имеет следующий анализ: - 0.26% - 6.4U% -, 1.! 9i% 19 23,630 . ./ ., 75 13, 13 14 17 1.5. 80 17 16, " 1.8 85 , ,0, . 9700 . . /. ( 600 . 29.92 . . 19 2'5 : ('02 0. -06 - 34,28 - - - - 1,84 0,36 - 62,80с C100 N0 - - - 14,83% - - - 0,116% - 0,02% - - - 34,48% i50O.,1 %, вышеуказанное снижение газ может быть и предпочтительно производится в газогенераторе шлакового типа. Рециркулирующий газ-носитель и газ-восстановитель смешиваются и поступают в смывную трубу 3 со следующим расходом газа: ('02 0. -06 - 34.28 - - - - 1.84 0.36 - 62.80s C100 N0 - - - 14.83% - - - 0.116% - 0.02% - - - 34.48% i50O.,1 %, , , . , 3 : C02 ., H10 N2 - 18,11% 6,5% - 0,36% 3,46% - 7..,5i1/1 Этот "обогащенный газ-носитель" протекает с расходом 17393 куб. фут-лмин. вверх через камеру 5 и, выбрасываясь через открытое пространство 6, течет через трубопровод 9 в камеру сгорания 10. Топливо пропускается через горелку со скоростью 4,88 галлона в минуту. Этот газ после прохождения через коллектор 26 охлаждается примерно до 850 100 , проходя через скруббер 28 и большое количество топлива. вода, испаренная из руды, конденсируется в ней и удаляется из газа. C02 ., H10 N2 - 18.11% 6.,5% - 0.36% 3.46% - 7..,5i1/1 " " 17,393 . .. 5, , 6, , 9 10. 4.88 , , ] '26, 850 100 ., 28 . . После очистки и охлаждения отработанного газа 105 через отводной трубопровод 30 отводится около 8600 кубических футов в минуту такого газа, а остаток возвращается по трубопроводу 43 в воздуходувку 1. 105 , 30 8600 . 43 1. Испарение влаги из руды и обезвоживание находящегося в ней материала в данном случае поглощают большое количество тепла, т.е. 4535,000 Б.т.у. в минуту. В значительной степени это поглощение тепла компенсируется ». ) производство 310 000 БТЕ. минута тепла, возникающая в результате экзотермического восстановления Fe203 до Fe204 совместным действием ( и 11. 110 ' , , , -. 4535,000 ... . , ) .' ) 310,000 ... ,- Fe203 Fe204 ( 11. Из обогащенного газа-носителя. Однако суммарный тепловой эффект этих двух факторов таков, что 1,45 000 БТЕ. за минуту поглощается тепла. . , , 1.45,000 ... . Потребность в топливе для процесса в значительной степени определяется потерями тепла, возникающими при выпуске отработанного газа через трубопровод 25 и готового твердого продукта через канал 38 при температурах выше атмосферных. 25, , 38, . Отработанный газ выбрасывается из открытого пространства 19 при температуре 395°, неся таким образом 230 000 Б.т.дмин-. Твердые вещества выгружаются через трубопровод 38 при температуре 5100°, что соответствует потерям тепла 151 000 БТЕ/мин: таким образом, тепловые потребности процесса целлюлозы достигают 526 000 БТЕ. '/нин. Наблюдаются значительные потери тепла через кирпичную футеровку двух камер и зоны горения, достигающие 19,0(11 Б.т../мин. Таким образом, общая тепловая мощность, необходимая для поддержания устройства в устойчивом состоянии, составляет 0,545 000 БТЕДж Инл. - 19 395" ., 230,000 ..-. 38 5100_F., 151,000 .../.: 526,000 ... '/. - , 19,0(11 .../. 26 , ,.545,000 ... . Следует отметить, что охлаждающий эффект обогащенного газа-носителя, поднимающегося через массу в реакционной камере 5, недостаточен для охлаждения твердых частиц до температуры, близкой к атмосферной. чем 5l1fY' . . 5 . 5l1fY' . указано выше. из-за избыточной теплоемкости твердых тел выше 17 000 евро. футов 1мим. газа, выходящего через него. Конечно, можно увеличить количество рециркулирующего газа. . 17,000 . . 1mim. . , , . тем самым снижая температуру твердых частиц, выбрасываемых через трубопровод 38, и тем самым уменьшая потери тепла из-за выброса нагретых твердых частиц. 38 . Однако при увеличении объема рециркулируемого газа при том же расходе твердых частиц через аппарат теплоемкость газа, проходящего через верхнюю камеру 16, превышает количество тепла, необходимое для нагрева спускающихся через нее твердых частиц и температуру выходящего через них газа. 'фрой. запас 18 увеличен. Допускается значительная свобода в регулировании количества рециркулируемого гуса на тонну загружаемой руды. Однако предпочтительно объем реакционноспособного газа составляет около 10 кубитов; футов на один фунт обработанной руды. , , 16 ' . 18 . . , , 10 ; . Требования к максимальному термическому кпд заключаются в следующем: (1) количество восстановительного газа, вводимого через трубопровод 31, должно быть пропорционально содержанию железа в загружаемом материале и степени превращения Fe2Q3 в .1, что желательно. посредством чего достичь высокой эффективности использования 6b восстановительного газа; и (2) количество топлива, подаваемого через горелку 3-5, и воздуха для горения через трубу 33 должно быть пропорциональным, чтобы обеспечить полное сгорание топлива без остаточного избытка кислорода или несгоревших горючих материалов. - : (1) 31 - Fe2Q3 .1 . 6b ; (2) 3-5 33
Соседние файлы в папке патенты