EA 028492B1 20171130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000028492b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ плавки во взвешенном состоянии, включающий использование печи (1) для плавки во взвешенном состоянии, содержащей реакционную шахту (2) и нижнюю печь (3) в нижней концевой части реакционной шахты (2), а также горелку (5) концентрата в верхней части реакционной шахты (2); использование горелки (5) концентрата, которая содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) и устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2); подачу порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) посредством горелки (5) концентрата для образования суспензии (8) из порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционной шахте (2); накопление суспензии (8) в нижней печи (3) на поверхности (9) расплава (10) в нижней печи (3), так что суспензия (8), которая опускается на поверхность (9), создает зону (14) накопления на поверхности (9) расплава (10) в нижней печи (3), отличающийся подачей дополнительно к порошковому твердому веществу (6) и дополнительно к реакционному газу (7) восстанавливающего агента (13) в печь (1) для плавки во взвешенном состоянии, где восстанавливающий агент (13) подают через суспензию (8) в реакционной шахте (2) на поверхность (9) расплава (10) посредством горелки концентрата при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, и направлении подачи потока восстанавливающего агента (13), по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси (29) струи (28) суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси (29) струи (28) суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из потока восстанавливающего агента (13) с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава, для того чтобы образовать восстановительную зону (15), содержащую восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют горелку (5) концентрата, которая содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) содержит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2); диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19), проходит на расстояние за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21); и устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа (7), который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19) и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа (23), и при этом способ включает подачу порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) через отверстие (20) питающей трубы (19) горелки (5) концентрата; подачу диспергирующего газа (23) в реакционную шахту (2) через отверстия (22) для дисперсионного газа диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата для направления диспергирующего газа (23) к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21) для направления порошкового твердого вещества (6) в сторону посредством диспергирующего газа (23), и подачу реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25) устройства (24) подачи газа горелки (5) концентрата для смешивания реакционного газа (7) с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из середины питающей трубы (19) и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа (23).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют горелку (5) концентрата, содержащую центральную фурму (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2), и при этом способ включает подачу потока восстанавливающего агента (13) через выпускное отверстие (27) центральной фурмы (26) на поверхность (9) расплава (10) для образования восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся использованием восстанавливающего агента (13), который содержит по меньшей мере одно вещество из углерода и сульфида, такое как кокс, порошок кокса, порошкообразную биомассу, порошкообразный древесный уголь, такое же порошковое твердое вещество, которое подают посредством устройства (18) подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, измельченный электронный скрап и/или резанные монтажные платы.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся использованием в качестве реакционного газа (7) обогащенного кислородом газа, который имеет содержание кислорода от примерно 50 до примерно 100%.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся формированием потока восстанавливающего агента путем направления части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства (18) подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, к середине реакционной шахты (2), где содержание реакционного газа является низким, для предотвращения взаимодействия по меньшей мере части указанной части порошкового твердого вещества с реакционным газом.

7. Способ по п.1, в котором для восстановления магнетита в расплаве регулируют количество подаваемого реакционного газа (7) по отношению к количеству подаваемого восстановительного агента (13), чтобы создать субстехиометрические условия в средней части суспензии (8) реакционной шахты (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.

8. Способ по п.1, в котором для регулирования теплового баланса в реакционной шахте (2) печи для плавки во взвешенном состоянии регулируют количество подаваемого реакционного газа (7) по отношению к количеству подаваемого восстановительного агента (13), чтобы создать стехиометрические условия различных степеней в средней части суспензии (8) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.

9. Печь (1) для плавки во взвешенном состоянии порошкового твердого вещества (6) в соответствии со способом по любому из пп.1-8, включающая реакционную шахту (2), имеющую верхнюю и нижнюю концевые части, горелку (5) концентрата, которая содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества (6) и устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) для получения суспензии (8) из порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционной шахте (2), причем горелка (5) концентрата расположена в верхней части реакционной шахты (2), и нижнюю печь (3) для накопления суспензии (8) в нижней печи (3), чтобы образовать расплав (10), имеющий поверхность (9), причем нижняя концевая часть реакционной шахты (2) заканчивается в нижней печи (3), отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата снабжена средством (16) подачи восстанавливающего агента для подачи потока восстанавливающего агента (13) при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, с образованием восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).

10. Печь (1) по п.9, отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) содержит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2); диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19) и проходит на расстояние за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21), и устройство (24) подачи газа для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа (7), который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19).

11. Печь (1) по п.10, отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата содержит средство (16) подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2).

12. Горелка (5) концентрата для подачи реакционного газа (7) и порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии по любому из пп.9-11, для применения в способе по любому из пп.1-8, содержащая устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) содержит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2); диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19) и выходит за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21); и устройство (24) подачи газа для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа (7), который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19), отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата снабжена средством (16) подачи восстанавливающего агента для подачи потока восстанавливающего агента (13) при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, с образованием восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).

13. Горелка (5) концентрата по п.12, отличающаяся тем, что она содержит средство (16) подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2).

14. Горелка (5) концентрата по п.12 или 13, отличающаяся тем, что средство (16) подачи восстанавливающего агента содержит сопло (17), которое открывается внутрь реакционной шахты (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 028492 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201490762
(22) Дата подачи заявки
2011.11.29 (51) Int. Cl. C22B15/00 (2006.01) F27D 3/18 (2006.01)
(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ В ПЕЧИ ДЛЯ ПЛАВКИ ВО
ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ, ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ ВО ВЗВЕШЕННОМ СОСТОЯНИИ И ГОРЕЛКА КОНЦЕНТРАТА
(43) 2014.11.28
(86) PCT/FI2011/051055
(87) WO 2013/079762 2013.06.06
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ОТОТЕК ОЮЙ (FI)
(72) Изобретатель:
Лахтинен Маркку, Песонен Лаури П.,
Ахокайнен Тапио, Бьерклунд Петер
(FI)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) FI-B-100889
JP-A-58221241
WO-A1-0070103
GB-A-1243568
(57) Изобретение относится к способу регулирования суспензии (8) в печи (1) для плавки во взвешенном состоянии, к печи для плавки во взвешенном состоянии и к горелке (5) концентрата. Способ включает подачу в печь (1) для плавки во взвешенном состоянии дополнительно к порошковому твердому веществу (6) и дополнительно к реакционному газу (7) восстанавливающего агента (13), который подают в форме концентрированного потока восстанавливающего агента (13) через суспензию (8) в реакционную шахту (2) на поверхность (9) расплава (10) для образования восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) расплава (10).
Область техники
Изобретение относится к способу регулирования суспензии в печи для плавки во взвешенном состоянии, как определено в ограничительной части независимого п. 1 формулы изобретения.
Изобретение также относится к печи для плавки во взвешенном состоянии порошкового твердого вещества, как определено в ограничительной части независимого п.16 формулы изобретения.
Изобретение также относится к горелке концентрата для подачи реакционного газа и порошкового твердого вещества в реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии, как определено в ограничительной части независимого п.34 формулы изобретения.
Изобретение относится к способу, который происходит в печи для плавки во взвешенном состоянии, такой как печь взвешенной плавки, и к печи для плавки во взвешенном состоянии, такой как печь взвешенной плавки, и к горелке концентрата для подачи реакционного газа и порошкового твердого вещества в реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии, такой как печь взвешенной плавки.
Печь для плавки во взвешенном состоянии обычно включает три основные части: реакционную шахту, нижнюю печь и вертикальный канал. В процессах плавки во взвешенном состоянии порошковый твердый материал, который включает сульфидный концентрат, шлакообразующий материал и другие порошковые компоненты, смешивают с реакционным газом посредством горелки концентрата в верхней части реакционной шахты, чтобы образовать суспензию порошкового твердого вещества и реакционного газа в реакционной шахте. Реакционный газ может представлять собой воздух, кислород или обогащенный кислородом воздух. Суспензия, формируемая в реакционной шахте, падает в нижнюю печь, где образует расплав, имеющий два или три различных слоя фаз. Самый нижний слой может представлять собой слой металла, такой как слой черновой меди, в то время как другие слои представляют собой слой штейна или непосредственно слой шлака, расположенный непосредственно на нем. Обычно самым нижним слоем является слой штейна, непосредственно на котором распложен слой шлака.
При плавке во взвешенном состоянии конечное равновесие фаз между шлаком и штейном возникает только в течение шлаковых реакций, происходящих в нижней печи. Другими словами, потенциально неуравновешенные пере- или недоокисленнные соединения, образующиеся в реакционной шахте, все еще взаимодействуют друг с другом в фазе шлака, в частности в первичной точке выпуска суспензии из шахты, под реакционной шахтой, так что тяжелый шлак и фаза штейна находятся почти в таком составе, который определяется их термодинамическим составом. Дополнительно к ранее отмеченной определяющей равновесие меди, уже растворенной в шлаке, обогащенный медью штейн, не растворимый в шлаке, остается в шлаке в качестве суспензии механических частиц, которые безусловно оседают в слой штейна полностью за реальное время.
Образование магнетита в шлаке увеличивает вязкость шлака и замедляет отделение расплавленных частиц штейна, содержащихся в шлаке.
Известно использование восстанавливающих агентов, таких как кокс, для замедления образования магнетита в шлаке.
В JP 58-221241 описан способ, в котором коксовый шлак или коксовый шлак совместно с порошковым углем загружают в реакционную шахту печи взвешенной плавки через горелку концентрата. Кокс подают в печь таким образом, что вся поверхность расплава в нижней печи равномерно покрывается необожженным порошкообразным коксом. Согласно заявке степень восстановления магнетита снижается, когда зерна имеют ультрамелкий размер, таким образом, используют зерна размером предпочтительно от 44 мкм до 1 мм. Слой шлака, покрытый необожженным коксом, который остается в расплавленной шлаковой ванне, значительно снижает парциальное давление кислорода в фазе шлака. Сильно восстановительная атмосфера, возникающая из-за слоя кокса, вызывает, например, повреждения облицовки печи.
В WO 00/70103 описаны способ и устройство, посредством которых получают одновременно штейн с высоким содержанием цветных металлов и удаляемый шлак в печи для плавки во взвешенном состоянии из сульфидного концентрата цветных металлов. Согласно изоберетнию в нижнюю печь печи для плавки во взвешенном состоянии подают углеродсодержащий восстанавливающий агент через фурмы в часть печи, которая имеет уменьшенную площадь поперечного сечения.
Задачи изобретения
Задачей изобретения является обеспечение улучшенного способа, печи для плавки во взвешенном состоянии и горелки концентрата для ограничения образования магнетита в шлаке в нижней печи для плавки во взвешенном состоянии.
Другой задачей изобретения является обеспечение улучшенного способа, печи для плавки во взвешенном состоянии и горелки концентрата для регулирования температуры суспензии в реакционной шахте.
Сущность изобретения
Способ регулирования суспензии в печи для плавки во взвешенном состоянии по изобретению отличается признаками, указанными в независимом п.1.
Предпочтительные воплощения способа определены в зависимых пп.2-15.
Печь для плавки во взвешенном состоянии порошкового твердого вещества по изобретению соот
ветственно отличается признаками, указанными в независимом п.16.
Предпочтительные воплощения печи для плавки во взвешенном состоянии определены в зависимых пп.17-33.
Горелка концентрата по изобретению соответственно отличается признаками, указанными в независимом п.34.
Предпочтительные воплощения горелки концентрата определены в зависимых пп.35 и 36.
Изобретение также относится к применению способа по любому из пп.1-15, или печи для плавки во взвешенном состоянии по любому из пп.16-33, или горелки концентрата по любому из пп.34-36 для восстановления магнетита в расплаве посредством регулирования количества подаваемого реакционного газа по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента, чтобы создать субстехиомет-рические условия в реакционной шахте печи для взвешенной плавки. Посредством создания субстехио-метрических условий реакционной шахте восстановительный агент служит в качестве восстанавливающего агента, по меньшей мере, частично предотвращая образование магнетита в шлаке.
Изобретение основано на том, что путем подачи восстанавливающего агента в форме концентрированного потока восстанавливающего агента на поверхность расплава, чтобы сформировать восстановительную зону в пределах зоны накопления, концентрированный поток восстанавливающего агента создает волны на поверхности расплава, которые эффективно распространяют восстановительную зону.
При подаче восстанавливающего агента в форме концентрированного потока восстанавливающего агента на поверхность расплава, чтобы сформировать восстановительную зону в пределах зоны накопления, восстанавливающий агент оказывает хороший эффект, поскольку это приводит к тому, что восстанавливающий агент эффективно смешивается с магнетитом, образуя компоненты суспензии, которые добавляются к расплаву.
В предпочтительном воплощении способа порошковое твердое вещество и реакционный газ подают в реакционную шахту посредством горелки концентрата, так что суспензия, создаваемая порошковым твердым веществом и реакционным газом, образует струю суспензии в суспензионной шахте, причем струя суспензии расширяется в реакционной шахте в направлении нижней печи, и при этом струя суспензии имеет воображаемую вертикальную центральную ось. В этом предпочтительном воплощении способа концентрированный поток восстанавливающего агента подают посредством горелки концентрата таким образом, что указанный концентрированный поток восстанавливающего агента подают, по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси струи суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава. В этом воплощении, по меньшей мере, частично предотвращают взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава, поскольку содержание реакционного газа ниже поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси такой струи суспензии, чем снаружи струи суспензии. В этом предпочтительном воплощении способа концентрированный поток восстанавливающего агента подают посредством горелки концентрата при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, чтобы избежать горения во встречном направлении.
В предпочтительном воплощении печи для плавки во взвешенном состоянии горелка концентрата печи для плавки во взвешенном состоянии приспособлена для подачи порошкового твердого вещества и реакционного газа в реакционную шахту таким образом, что суспензия, создаваемая порошковым твердым веществом и реакционным газом, образует струю суспензии в суспензионной шахте, которая расширяется в реакционной шахте в направлении нижней печи и которая имеет воображаемую вертикальную центральную ось. В предпочтительном воплощении горелка концентрата снабжена средством подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента, по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси струи суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси струи суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава, поскольку содержание реакционного газа ниже поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси такой струи суспензии, чем снаружи струи суспензии. В этом предпочтительном воплощении печи для плавки во взвешенном состоянии горелка концентрата предпочтительно снабжена средством подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, чтобы избежать горения во встречном направлении.
Изобретение также относится к применению способа по любому из пп.1-15, или печи для плавки во взвешенном состоянии по любому из пп.16-33, или горелки концентрата по любому из пп.34-36 для регулирования теплового баланса в реакционной шахте печи для плавки во взвешенном состоянии путем регулирования количества подаваемого реакционного газа по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента, чтобы создать сверхстехиометрические условия в реакционной шахте печи для
плавки во взвешенном состоянии. Посредством создания сверхстехиометрических условий в реакционной шахте печи для плавки во взвешенном состоянии восстанавливающий агент вырабатывает тепловую энергию в реакционной шахте, которую можно использовать для регулирования температуры суспензии в реакционной шахте.
Список чертежей
Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на чертежи, где
фиг. 1 представляет собой схематическое изображение печи для плавки во взвешенном состоянии согласно первому предпочтительному воплощению,
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение печи для плавки во взвешенном состоянии согласно второму предпочтительному воплощению,
фиг. 3 представляет собой схематическое изображение печи для плавки во взвешенном состоянии согласно третьему предпочтительному воплощению,
фиг. 4 представляет собой схематическое изображение печи для плавки во взвешенном состоянии согласно четвертому предпочтительному воплощению,
фиг. 5 представляет собой схематическое изображение печи для плавки во взвешенном состоянии согласно пятому предпочтительному воплощению,
фиг. 6 представляет собой схематическое изображение горелки концентрата печи для плавки во взвешенном состоянии согласно первому предпочтительному воплощению, и
фиг. 7 представляет собой схематическое изображение горелки концентрата печи для плавки во взвешенном состоянии согласно второму предпочтительному воплощению.
Подробное описание изобретения
В первую очередь подробно описан способ регулирования суспензии в печи для плавки во взвешенном состоянии, а также предпочтительные и альтернативные воплощения способа.
Способ включает использование печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, содержащей реакционную шахту 2 и нижнюю печь 3 в нижнем конце реакционной шахты 2, а также горелку 5 концентрата наверху реакционной шахты 2. Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанная на фиг. 1-5, также содержит газоход 4.
Способ включает использование горелки 5 концентрата, которая содержит устройство 18 подачи порошкового твердого вещества для подачи порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2 и устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2 для образования суспензии 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2.
Способ включает подачу порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционную шахту 2 посредством горелки 5 концентрата, чтобы образовать суспензию 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2.
Способ включает накопление суспензии 8 в нижней печи 3 на поверхности 9 расплава 10 в нижней печи 3, так что суспензия 8, которая опускается на поверхность 9, создает зону 14 накопления на поверхности 9 расплава 10 в нижней печи 3. На фиг. 1-5 показан расплав 10, содержащий слой 11 штейна и слой 12 шлака сверху слоя штейна.
Принцип работы такой печи для плавки во взвешенном состоянии известен, например, из US
2506577.
Способ включает подачу в печь 1 для плавки во взвешенном состоянии дополнительно к порошковому твердому веществу 6 и дополнительно к реакционному газу 7 восстанавливающего агента 13, при этом восстанавливающий агент 13 подают в форме концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через суспензию 8 в реакционной шахте 2 на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
Способ может включать стадию размещения средства 16 подачи восстанавливающего агента, по меньшей мере, частично внутри печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, при этом средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается внутрь печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, и стадию подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через сопло 17 средства 16 подачи восстанавливающего агента на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
На фиг. 1 концентрированный поток восстанавливающего агента 13 подают изнутри печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, точнее, изнутри нижней печи 3 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10. Способ, проиллюстрированный на фиг. 1, может включать стадию размещения средства 16 подачи восстанавливающего агента, по меньшей мере, частично внутри нижней печи 3 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, при этом средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается внутрь печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, и стадию подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через сопло 17 средства 16 подачи восстанавливающего агента на поверхность 9 расплава 10,
чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
На фиг. 2 концентрированный поток восстанавливающего агента 13 подают изнутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10. Способ, проиллюстрированный на фиг. 2, может включать стадию размещения средства 16 подачи восстанавливающего агента, по меньшей мере, частично внутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, при этом средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается внутрь печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, и стадию подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через сопло 17 средства 16 подачи восстанавливающего агента на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
На фиг. 3 концентрированный поток восстанавливающего агента 13 подают изнутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии таким образом, что концентрированный поток восстанавливающего агента 13 подают из верхней части реакционной шахты 2 на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10. Способ, проиллюстрированный на фиг. 3, может включать стадию размещения средства 16 подачи восстанавливающего агента в верхней части реакционной шахты 2, внутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, при этом средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается внутрь печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, и стадию подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через сопло 17 средства 16 подачи восстанавливающего агента на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
На фиг. 4 концентрированный поток восстанавливающего агента 13 подают посредством горелки 5 концентрата на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10. Способ, проиллюстрированный на фиг. 4, может включать стадию обеспечения горелки 5 концентрата средством 16 подачи восстанавливающего агента, при этом средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается внутрь печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, и стадию подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через сопло 17 средства 16 подачи восстанавливающего агента на поверхность 9 расплава 10, чтобы образовать восстановительную зону 15, содержащую восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
В предпочтительном воплощении способ включает использование горелки 5 концентрата, которая содержит
устройство 18 подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу 19 для подачи порошкового твердого вещества 6, в реакционную шахту 2, при этом питающая труба 19 содержит отверстие 20, открывающееся в реакционную шахту 2;
диспергирующее устройство 21, которое концентрично расположено внутри питающей трубы 19 и проходит на расстояние за пределы отверстия 20 питающей трубы 19 в реакционную шахту 2 и включает отверстия 22 для диспергирующего газа, предназначенные для направления диспергирующего газа 23 вокруг диспергирующего устройства 21 и к порошковому твердому веществу 6, которое проходит вокруг диспергирующего устройства 21, и
устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2, причем устройство 24 подачи газа открывается в реакционную шахту 2 через кольцеобразное выпускное отверстие 25, которое концентрично окружает питающую трубу 19, для смешивания реакционного газа 7, который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия 25, с порошковым твердым веществом 6, которое выходит из отверстия 20 питающей трубы 19, и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа.
В этом предпочтительном воплощении способ включает
подачу порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2 через отверстие 20 питающей трубы 19 горелки 5 концентрата;
подачу диспергирующего газа 23 в реакционную шахту 2 через отверстия 22 для дисперсионного газа диспергирующего устройства 21 горелки 5 концентрата для направления диспергирующего газа 23 к порошковому твердому веществу 6, которое проходит вокруг диспергирующего устройства 21, чтобы направлять порошковое твердое вещество 6 в сторону посредством диспергирующего газа, и
подачу реакционного газа 7 в реакционную шахту 2 через кольцеобразное выпускное отверстие 25 устройства 24 подачи газа горелки 5 концентрата для смешивания реакционного газа 7 с порошковым твердым веществом 6, которое выходит из середины питающей трубы 19 и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа 23, чтобы получить суспензию 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2.
Это предпочтительное воплощение способа может включать использование горелки 5 концентрата,
которая включает средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы 26, которая расположена внутри диспергирующего устройства 21 горелки 5 концентрата, причем центральная фурма 26 содержит выпускное отверстие 27, которое открывается в реакционную шахту 2, и, путем подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через выпускное отверстие 27 центральной фурмы 26 на поверхность 9 расплава 10, образование восстановительной зоны 15, содержащей восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10.
Это предпочтительное воплощение способа может включать использование горелки 5 концентрата, которая включает средство 16 подачи восстанавливающего агента, которое расположено внутри горелки 5 концентрата, причем центральная фурма 26 включает выпускное отверстие 27, которое открывается в реакционную шахту 2; и, путем подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через выпускное отверстие 27 центральной фурмы 26 на поверхность 9 расплава 10, образование восстановительной зоны 15, содержащей восстанавливающий агент 13, в пределах зоны 14 накопления расплава 10. Способ может включать использование восстанавливающего агента 13, который содержит по меньшей мере одно вещество из углерода и сульфида, такое как кокс, порошок кокса, порошкообразную уюбио-массу, порошкообразный древесный уголь, такое же порошковое твердое вещество, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, измельченный электронный скрап и/или резанные монтажные схемы.
Восстанавливающий агент 13 предпочтительно, но необязательно, подают при начальной скорости, которая равна, по меньшей мере, скорости подачи реакционного газа 7, более предпочтительно при начальной скорости, которая по меньшей мере в два раза больше скорости подачи реакционного газа 7.
В способе,предпочтительно, но необязательно, используют реакционный газ 7 в форме обогащенного кислородом газа, который имеет содержание кислорода от примерно 50 до примерно 100%.
В способе порошковое твердое вещество 6 и реакционный газ 7 предпочтительно, но необязательно, подают в реакционную шахту 2 посредством горелки 5 концентрата, так что суспензия 8, получаемая из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7, образует струю 28 суспензии в суспензионной шахте 2, причем струя 28 суспензии расширяется в реакционной шахте 2 в направлении нижней печи 3, причем струя 28 суспензии имеет воображаемую вертикальную центральную ось 29. Если порошковое твердое вещество 6 и реакционный газ 7 подают посредством горелки 5 концентрата так, что образуется такая струя 28 суспензии, способ может включать направление концентрированного потока восстанавливающего агента 13, по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси 29 струи 28 суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси 29 струи 28 суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента 13 с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава. В этом воплощении, по меньшей мере, частично предотвращают взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента 13 с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава, поскольку содержание реакционного газа ниже поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси 29 такой струи 28 суспензии, чем снаружи струи суспензии.
Способ может включать образование концентрированного потока восстанавливающего агента путем направления части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата к середине реакционной шахты 2, где содержание реакционного газа ниже, чтобы предотвратить взаимодействие по меньшей мере части указанной части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата и направляют к середине реакционной шахты 2, где содержание реакционного газа является низким для взаимодействия с реакционным газом прежде, чем оно опустится на поверхность расплава.
Способ может включать регулирование количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать субстехиометрические условия в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии. Это выполняют предпочтительно таким образом, что сначала определяют подаваемое количество восстанавливающего агента 13, а после этого подбирают подаваемое количество реакционного газа 7, чтобы создать субстехиометрические условия в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Способ может включать регулирование количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать субстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии. Это выполняют предпочтительно таким образом, что сначала определяют подаваемое количество восстанавливающего агента 13, а после этого подбирают подаваемое количество реакционного газа 7, чтобы создать субстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Способ может включать регулирование количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать сверхстехиометрические условия в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии. Это выполняют предпочтительно
таким образом, что сначала определяют подаваемое количество восстанавливающего агента 13, а после этого подбирают подаваемое количество реакционного газа 7, чтобы создать сверхстехиометрические условия в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Способ может включать регулирование количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать сверхстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии. Это выполняют предпочтительно таким образом, что сначала определяют подаваемое количество восстанавливающего агента 13, а после этого подбирают подаваемое количество реакционного газа 7, чтобы создать сверхстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Далее более подробно описана печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, предназначенная для плавки во взвешенном состоянии порошкового твердого вещества 6, а также предпочтительные и альтернативные воплощения печи 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии включает реакционную шахту 2, имеющую верхнюю и нижнюю концевые части.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии дополнительно включает горелку 5 концентрата, которая содержит устройство 18 подачи порошкового твердого вещества для подачи порошкового твердого вещества 6 и устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2 для получения суспензии 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2, причем горелка 5 концентрата расположена в верхней части реакционной шахты 2.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии дополнительно включает нижнюю печь 3 для накопления суспензии 8 в нижней печи 3, чтобы образовать расплав 10, имеющий поверхность 9, причем нижняя часть реакционной шахты 2 заканчивается в нижней печи 3, и при этом, когда печь 1 для плавки во взвешенном состоянии находится в эксплуатации, суспензия 8, которая образуется в реакционной шахте и опускается на поверхность 9 расплава 10 в нижней печи 3, сформирована так, чтобы создать зону 14 накопления на поверхности 9 расплава 10 в нижней печи 3.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанная на фиг. 1-5, дополнительно содержит газоход 4.
Принцип работы такой печи для плавки во взвешенном состоянии известен, например, из US
2506577.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи дополнительно к порошковому твердому веществу 6 и дополнительно к реакционному газу 7 восстанавливающего агента 13 в печь 1 для плавки во взвешенном состоянии. Средство 16 подачи восстанавливающего агента выполнено таким образом, чтобы, когда печь 1 для плавки во взвешенном состоянии находится в эксплуатации, подавать восстанавливающий агент 13 в форме концентрированного потока восстанавливающего агента 13 через суспензию 8, образованную в реакционной шахте 2 на поверхности 9 расплава 10 в нижней печи 3, для образования восстановительной зоны 15, содержащей восстанавливающий агент 13, в зоне 14 накопления расплава 10 в нижней печи 3.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может включать средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, расположенного, по меньшей мере, частично внутри печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, причем средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается в печь 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанная на фиг. 1, содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 изнутри печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, более точно, средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 изнутри нижней печи 3 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии. Возможно, печь 1 для плавки во взвешенном состоянии содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, расположенного, по меньшей мер, частично внутри нижней печи 3 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, причем средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается в нижнюю печь 3 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанная на фиг. 2, содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 изнутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии. Возможно, печь 1 для плавки во взвешенном состоянии содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, расположенного, по меньшей мере, частично внутри реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, причем средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается в реакционную шахту 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанная на фиг. 3, содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13 внутри печи 1 для плавки во взвешенном состоянии из верхней части реакционной шахты 2 печи 1 для
плавки во взвешенном состоянии. Возможно, печь 1 для плавки во взвешенном состоянии содержит средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, расположенного в верхней части реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, причем средство 16 подачи восстанавливающего агента включает сопло 17, которое открывается в реакционную шахту 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии в верхней части реакционной шахты 2.
В печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, показанной на фиг. 4, горелка 5 концентрата снабжена средством 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13.
В предпочтительном воплощении печи 1 для плавки во взвешенном состоянии горелка 5 концентрата содержит
устройство 18 подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу 19 для подачи порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2, при этом питающая труба 19 содержит отверстие 20, обращенное к реакционной шахте 2;
диспергирующее устройство 21, которое концентрично расположено внутри питающей трубы 19 и проходит на расстояние за пределы отверстия 20 питающей трубы 19 в реакционную шахту 2 и включает отверстия 22 для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа 23 вокруг диспергирующего устройства 21 и к порошковому твердому веществу 6, которое проходит вокруг диспергирующего устройства 21, и
устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2, причем устройство 24 подачи газа открывается в реакционную шахту 2 через кольцеобразное выпускное отверстие 25, которое концентрично окружает питающую трубу 19, для смешивания реакционного газа 7, который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия 25, с порошковым твердым веществом 6, которое выходит из отверстия 20 питающей трубы 19, и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа 23, для образования суспензии 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2. В этом предпочтительном воплощении печи 1 для плавки во взвешенном состоянии горелка 5 концентрата может содержать средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы 26, которая расположена внутри диспергирующего устройства 21 горелки 5 концентрата,
причем центральная фурма 26 содержит выпускное отверстие 27, которое открывается в реакционную шахту 2.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13, который содержит по меньшей мере одно вещество из углерода и сульфида, такое как кокс, порошок кокса, порошкообразную биомассу, порошкообразный древесный уголь, такое же порошковое твердое вещество, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, измельченный электронный скрап и/или резанные монтажные схемы.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи восстанавливающего агента 13 при начальной скорости, которая, по меньшей мере, равна скорости подачи реакционного газа 7, предпочтительно при начальной скорости, которая по меньшей мере в два раза больше, чем скорость подачи реакционного газа 7.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать устройство 24 подачи газа для подачи в качестве реакционного газа 7 обогащенного кислородом газа, который имеет содержание кислорода от примерно 50 до примерно 100%.
Горелка 5 концентрата печи для плавки во взвешенном состоянии может быть приспособлена для подачи порошкового материала 6 и реакционного газа 7 в реакционную шахту 2 таким образом, что суспензия 8, создаваемая порошковым твердым веществом 6 и реакционным газом 7, образует струю 28 суспензии в суспензионной шахте 2, которая расширяется в реакционной шахте 2 в направлении нижней печи 3 и имеет воображаемую вертикальную центральную ось 29. В этом случае печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13, по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси 29 струи 28 суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси 29 струи 28 суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из концентрированного потока восстанавливающего агента с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средство 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента путем формирования концентрированного потока восстанавливающего агента посредством направления части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, к середине реакционной шахты 2, где содержание реакционного газа низкое, чтобы предотвратить взаимодействие по меньшей мере части указанной части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства 18 подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата к середине реакционной шахты 2, где содержание реакционного газа низкое, с реакционным
газом, прежде, чем оно опустится на поверхность расплава.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средства регулирования для регулирования количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать субстехиометрические условия в печи для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средства регулирования для регулирования количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать субстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средства регулирования для регулирования количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать сверхстехиометрические условия в печи для плавки во взвешенном состоянии.
Печь 1 для плавки во взвешенном состоянии может содержать средства регулирования для регулирования количества подаваемого реакционного газа 7 по отношению к количеству подаваемого восстанавливающего агента 13, чтобы создать сверхстехиометрические условия в средней части суспензии 8 в реакционной шахте 2 печи для плавки во взвешенном состоянии.
Далее более подробно описана горелка 5 концентрата для подачи реакционного газа 7 и порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии, а также предпочтительные и альтернативные воплощения горелки 5 концентрата.
Горелка 5 концентрата содержит устройство 18 подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу 19 для подачи порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2, при этом питающая труба 19 содержит отверстие 20, открывающееся в реакционную шахту 2.
Горелка 5 концентрата дополнительно содержит диспергирующее устройство 21, которое концен-трично расположено внутри питающей трубы 19 и проходит на расстояние за пределы отверстия 20 питающей трубы 19 в реакционную шахту 2 и включает отверстия 22 для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа 23 вокруг диспергирующего устройства 21 и к порошковому твердому веществу 6, которое проходит вокруг диспергирующего устройства 21.
Горелка 5 концентрата дополнительно содержит устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2, причем устройство 24 подачи газа открывается в реакционную шахту 2 через кольцеобразное выпускное отверстие 25, которое концентрично окружает питающую трубу 19, для смешивания реакционного газа 7, который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия 25, с порошковым твердым веществом 6, которое выходит из отверстия 20 питающей трубы 19 и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа 23, чтобы получить суспензию 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2.
Горелка 5 концентрата снабжена средством 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13.
Горелка 5 концентрата может содержать, как показано на фиг. 7, средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы 26, которая расположена внутри диспергирующего устройства 21 горелки 5 концентрата, причем центральная фурма 26 содержит выпускное отверстие 27, которое открывается в реакционную шахту 2.
Горелка 5 концентрата может содержать, как показано на фиг. 8, средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, где средство 16 подачи восстанавливающего агента содержит сопло 17, которое открывается внутрь реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Изобретение также относится к горелке 5 концентрата для применения в способе по изобретению или в печи 1 для плавки во взвешенном состоянии по изобретению.
Горелка 5 концентрата содержит устройство 18 подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу 19 для подачи порошкового твердого вещества 6 в реакционную шахту 2, при этом питающая труба 19 содержит отверстие 20, открывающееся в реакционную шахту.
Горелка 5 концентрата дополнительно содержит диспергирующее устройство 21, которое концен-трично расположено внутри питающей трубы 19 и проходит на расстояние за пределы отверстия 20 питающей трубы 19 в реакционную шахту 2 и включает отверстия 22 для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа 23 вокруг диспергирующего устройства 21 и к порошковому твердому веществу 6, которое проходит вокруг диспергирующего устройства 21.
Горелка 5 концентрата дополнительно содержит устройство 24 подачи газа для подачи реакционного газа 7 в реакционную шахту 2, причем устройство 24 подачи газа открывается в реакционную шахту 2 через кольцеобразное выпускное отверстие 25, которое концентрично окружает питающую трубу 19 для смешивания реакционного газа 7, который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия 25, с порошковым твердым веществом 6, которое выходит из отверстия 20 питающей трубы 19 и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа 23, чтобы получить суспензию 8 из порошкового твердого вещества 6 и реакционного газа 7 в реакционной шахте 2.
Горелка 5 концентрата снабжена средством 16 подачи восстанавливающего агента для подачи концентрированного потока восстанавливающего агента 13.
Горелка 5 концентрата может содержать, как показано на фиг. 7, средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы 26, которая расположена внутри диспергирующего устройства 21 горелки 5 концентрата, причем центральная фурма 26 содержит выпускное отверстие 27, которое открывается в реакционную шахту 2.
Горелка 5 концентрата может содержать, как показано на фиг. 8, средство 16 подачи восстанавливающего агента в форме средства 16 подачи восстанавливающего агента, где средство 16 подачи восстанавливающего агента содержит сопло 17, которое открывается внутрь реакционной шахты 2 печи 1 для плавки во взвешенном состоянии.
Для специалиста в данной области техники очевидно, что по мере развития технологии основная идея изобретения может быть реализована различными путями. Поэтому изобретение и его воплощения не ограничены приведенными выше примерами, и их можно изменять в пределах объема формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ плавки во взвешенном состоянии, включающий
использование печи (1) для плавки во взвешенном состоянии, содержащей реакционную шахту (2) и нижнюю печь (3) в нижней концевой части реакционной шахты (2), а также горелку (5) концентрата в верхней части реакционной шахты (2);
использование горелки (5) концентрата, которая содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) и устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2);
подачу порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) посредством горелки (5) концентрата для образования суспензии (8) из порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционной шахте (2);
накопление суспензии (8) в нижней печи (3) на поверхности (9) расплава (10) в нижней печи (3), так что суспензия (8), которая опускается на поверхность (9), создает зону (14) накопления на поверхности (9) расплава (10) в нижней печи (3),
отличающийся подачей дополнительно к порошковому твердому веществу (6) и дополнительно к реакционному газу (7) восстанавливающего агента (13) в печь (1) для плавки во взвешенном состоянии, где восстанавливающий агент (13) подают через суспензию (8) в реакционной шахте (2) на поверхность (9) расплава (10) посредством горелки концентрата при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, и направлении подачи потока восстанавливающего агента (13), по существу, в направлении воображаемой вертикальной центральной оси (29) струи (28) суспензии и поблизости от воображаемой вертикальной центральной оси (29) струи (28) суспензии, чтобы, по меньшей мере, частично предотвратить взаимодействие восстанавливающего агента из потока восстанавливающего агента (13) с реакционным газом прежде, чем он опустится на поверхность расплава, для того чтобы образовать восстановительную зону (15), содержащую восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют горелку (5) концентрата, которая содержит
устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для по-
дачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) со-
держит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2);
диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19), проходит на расстояние за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21); и
устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа (7), который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19) и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа (23), и
при этом способ включает
подачу порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) через отверстие (20) питающей трубы (19) горелки (5) концентрата;
подачу диспергирующего газа (23) в реакционную шахту (2) через отверстия (22) для дисперсионного газа диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата для направления диспергирующего газа (23) к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства
(21) для направления порошкового твердого вещества (6) в сторону посредством диспергирующего газа
(23), и
подачу реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25) устройства (24) подачи газа горелки (5) концентрата для смешивания реакционного газа (7) с порошковым твердым веществом (6), которое выходит из середины питающей трубы (19) и которое направлено в сторону посредством диспергирующего газа (23).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют горелку (5) концентрата, содержащую центральную фурму (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2), и при этом способ включает подачу потока восстанавливающего агента (13) через выпускное отверстие (27) центральной фурмы (26) на поверхность (9) расплава (10) для образования восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся использованием восстанавливающего агента (13), который содержит по меньшей мере одно вещество из углерода и сульфида, такое как кокс, порошок кокса, порошкообразную биомассу, порошкообразный древесный уголь, такое же порошковое твердое вещество, которое подают посредством устройства (18) подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, измельченный электронный скрап и/или резанные монтажные платы.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся использованием в качестве реакционного газа (7) обогащенного кислородом газа, который имеет содержание кислорода от примерно 50 до примерно
100%.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся формированием потока восстанавливающего агента путем направления части порошкового твердого вещества, которое подают посредством устройства (18) подачи порошкового твердого вещества горелки концентрата, к середине реакционной шахты (2), где содержание реакционного газа является низким, для предотвращения взаимодействия по меньшей мере части указанной части порошкового твердого вещества с реакционным газом.
7. Способ по п.1, в котором для восстановления магнетита в расплаве регулируют количество подаваемого реакционного газа (7) по отношению к количеству подаваемого восстановительного агента (13), чтобы создать субстехиометрические условия в средней части суспензии (8) реакционной шахты (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.
8. Способ по п.1, в котором для регулирования теплового баланса в реакционной шахте (2) печи для плавки во взвешенном состоянии регулируют количество подаваемого реакционного газа (7) по отношению к количеству подаваемого восстановительного агента (13), чтобы создать стехиометрические условия различных степеней в средней части суспензии (8) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.
9. Печь (1) для плавки во взвешенном состоянии порошкового твердого вещества (6) в соответствии со способом по любому из пп.1-8, включающая
реакционную шахту (2), имеющую верхнюю и нижнюю концевые части,
горелку (5) концентрата, которая содержит устройство (18) подачи порошкового твердого вещества
(6) и устройство (24) для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2) для получения суспен-
зии (8) из порошкового твердого вещества (6) и реакционного газа (7) в реакционной шахте (2), причем
горелка (5) концентрата расположена в верхней части реакционной шахты (2), и
нижнюю печь (3) для накопления суспензии (8) в нижней печи (3), чтобы образовать расплав (10), имеющий поверхность (9), причем нижняя концевая часть реакционной шахты (2) заканчивается в нижней печи (3),
отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата снабжена средством (16) подачи восстанавливающего агента для подачи потока восстанавливающего агента (13) при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, с образованием восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).
10. Печь (1) по п.9, отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата содержит
устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) содержит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2);
диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19) и проходит на расстояние за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21), и
устройство (24) подачи газа для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа
(7) , который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом
(6) , которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19).
11. Печь (1) по п.10, отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата содержит средство (16) подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2).
12. Горелка (5) концентрата для подачи реакционного газа (7) и порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии по любому из пп.9-11, для применения в способе по любому из пп.1-8, содержащая
устройство (18) подачи порошкового твердого вещества, содержащее питающую трубу (19) для подачи порошкового твердого вещества (6) в реакционную шахту (2), при этом питающая труба (19) содержит отверстие (20), открывающееся в реакционную шахту (2);
диспергирующее устройство (21), которое концентрично расположено внутри питающей трубы (19) и выходит за пределы отверстия (20) питающей трубы (19) в реакционную шахту (2) и включает отверстия (22) для диспергирующего газа для направления диспергирующего газа (23) вокруг диспергирующего устройства (21) и к порошковому твердому веществу (6), которое проходит вокруг диспергирующего устройства (21); и
устройство (24) подачи газа для подачи реакционного газа (7) в реакционную шахту (2), причем устройство (24) подачи газа открывается в реакционную шахту (2) через кольцеобразное выпускное отверстие (25), которое концентрично окружает питающую трубу (19), для смешивания реакционного газа
(7) , который выходит из кольцеобразного выпускного отверстия (25), с порошковым твердым веществом
(6), которое выходит из отверстия (20) питающей трубы (19),
отличающаяся тем, что горелка (5) концентрата снабжена средством (16) подачи восстанавливающего агента для подачи потока восстанавливающего агента (13) при начальной скорости подачи, которая по меньшей мере в два раза больше, чем начальная скорость подачи реакционного газа, с образованием восстановительной зоны (15), содержащей восстанавливающий агент (13), в пределах зоны (14) накопления расплава (10).
13. Горелка (5) концентрата по п.12, отличающаяся тем, что она содержит средство (16) подачи восстанавливающего агента в форме центральной фурмы (26), которая расположена внутри диспергирующего устройства (21) горелки (5) концентрата, где центральная фурма (26) содержит выпускное отверстие (27), которое открывается в реакционную шахту (2).
14. Горелка (5) концентрата по п.12 или 13, отличающаяся тем, что средство (16) подачи восстанавливающего агента содержит сопло (17), которое открывается внутрь реакционной шахты (2) печи (1) для плавки во взвешенном состоянии.
13.
13.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028492
- 1 -
(19)
028492
- 1 -
(19)
028492
- 1 -
(19)
028492
- 1 -
(19)
028492
- 4 -
(19)
028492
- 12 -
- 13 -