Claims (27)
1. Восстановительный реактор с кипящим слоем, предназначенный для восстановления измельченной железной руды и подачи восстановленной железной руды в плавильный аппарат-газогенератор и содержащий по меньшей мере две печи с кипящим слоем, последовательно осуществляющие предварительное нагревание, предварительное восстановление и окончательное восстановление загружаемой измельченной железной руды с помощью восстановительного газа, подаваемого из плавильного аппарата-газогенератора, скруббер, в который из печи окончательного восстановления через выпускную трубу поступает отработанный газ и который охлаждает этот газ и очищает его от содержащихся в нем мелкозернистых частиц, по меньшей мере две трубы для выпуска железной руды, соединяющие между собой печи с кипящим слоем, а также печь окончательного восстановления и плавильный аппарат-газогенератор и предназначенные для выпуска загруженной железной руды в последующую печь или в плавильный аппарат-газогенератор, по меньшей мере две трубы для подачи восстановительного газа, соединяющие между собой печи с кипящим слоем, а также печь окончательного восстановления и плавильный аппарат-газогенератор, и предназначенные для подачи восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе, в каждую печь с кипящим слоем, и блок стабилизации кипящего слоя, предназначенный для стабилизации указанного слоя, когда в любой из указанных печей этот слой нарушается из-за нестабильной подачи снизу восстановительного газа.1. A fluidized-bed reduction reactor designed to recover ground iron ore and supply reduced iron ore to a gas-melting apparatus and comprising at least two fluidized-bed furnaces that subsequently carry out pre-heating, preliminary reduction, and final reduction of the charged ground iron ore with using a reducing gas supplied from a smelter-gas generator, a scrubber into which from the furnace of the final recovery The exhaust gas enters through the exhaust pipe and it cools this gas and purifies it of fine particles contained in it, at least two pipes for the release of iron ore connecting the furnaces with a fluidized bed, as well as a final reduction furnace and a gas generator melting apparatus and designed to release the loaded iron ore into a subsequent furnace or into a gas generator melting apparatus, at least two pipes for supplying a reducing gas connecting the fluidized-bed furnaces to each other a furnace, as well as a final reduction furnace and a gas generator melting apparatus, and intended for supplying a reducing gas produced in a gas generator melter to each fluidized bed furnace, and a fluidized bed stabilization unit designed to stabilize the specified layer when in any of of said furnaces, this layer is disturbed due to the unstable supply of reducing gas from below.
2. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок подачи отработанного газа, который во время резкого падения давления восстановительного газа внутри восстановительных печей с кипящим слоем, сопровождающегося пиком давления, осуществляет подачу отработанного газа в трубу для подачи восстановительного газа, соединяющую между собой плавильный аппарат-газогенератор и указанные печи.2. The recovery reactor according to claim 1, wherein the fluidized bed stabilization unit comprises an exhaust gas supply unit that, during a sharp drop in pressure of the reducing gas inside the fluidized bed reduction furnaces, accompanied by a pressure peak, delivers the exhaust gas to the reducing gas supply pipe connecting the melting apparatus-gas generator and these furnaces.
3. Восстановительный реактор по п.2, в котором блок подачи отработанного газа содержит направляющую трубу для отработанного газа, отводящую некоторую часть отработанного газа из расположенной за скруббером выпускной трубы, компрессор для сжатия отведенного отработанного газа, емкость для хранения сжатого газа, предназначенная для хранения сжатого отработанного газа, клапан регулирования давления, предназначенный для регулирования давления сжатого газа, сопло для подачи газа с регулируемым давлением в трубу для подачи восстановительного газа, соединяющую между собой плавильный аппарат-газогенератор и восстановительные печи с кипящим слоем, и трубу для подачи отработанного газа, соединяющую между собой соответствующие составные части.3. The recovery reactor according to claim 2, in which the exhaust gas supply unit comprises a guide pipe for exhaust gas, discharging some of the exhaust gas from an exhaust pipe located behind the scrubber, a compressor for compressing the exhaust gas, and a compressed gas storage container for storing compressed exhaust gas, a pressure control valve for regulating the pressure of the compressed gas, a nozzle for supplying gas with adjustable pressure to the pipe for supplying reducing th gas interconnecting the melter-gasifier and the reduction furnace with a fluidized bed, and a pipe for supplying the exhaust gas between a respective connecting parts.
4. Восстановительный реактор по п.3, в котором указанный клапан регулирования давления открывается, когда величина изменения давления при пике давления, созданном внутри плавильного аппарата-газогенератора, возрастает до величины более 0,05 бар/с (5 кПа/с), а давление восстановительного газа резко уменьшается, и закрывается, когда величина изменения давления составляет 0,05 бар/с (5 кПа/с) или менее.4. The recovery reactor according to claim 3, wherein said pressure control valve opens when the magnitude of the pressure change at the pressure peak created inside the melter-gas generator increases to more than 0.05 bar / s (5 kPa / s), and the pressure of the reducing gas decreases sharply and closes when the magnitude of the pressure change is 0.05 bar / s (5 kPa / s) or less.
5. Восстановительный реактор по п.3, в котором емкость для хранения сжатого газа имеет объем, позволяющий ей вмещать 20-30% от среднего потока восстановительного газа, вырабатываемого в плавильном аппарате-газогенераторе.5. The recovery reactor according to claim 3, in which the container for storing compressed gas has a volume that allows it to accommodate 20-30% of the average flow of reducing gas produced in the melting apparatus of the gas generator.
6. Восстановительный реактор по п.5, в котором емкость для хранения сжатого газа снабжена регуляторами давления, поддерживающими давление в указанной емкости на уровне, превышающем давление в плавильном аппарате-газогенераторе в 1,5-2 раза.6. The recovery reactor according to claim 5, in which the container for storing compressed gas is equipped with pressure regulators that maintain the pressure in said vessel at a level that is 1.5-2 times higher than the pressure in the melting apparatus-gas generator.
7. Восстановительный реактор по п.3, в котором сопло для подачи сжатого газа содержит кольцевую трубчатую часть, окружающую с внешней стороны трубу для подачи восстановительного газа, которая соединяет между собой плавильный аппарат-газогенератор и плавильный аппарат-газогенератор, и несколько прямых трубчатых частей, отходящих от кольцевой трубчатой части с прохождением во внутреннем направлении через трубу для подачи восстановительного газа и сообщающихся с нею.7. The recovery reactor according to claim 3, in which the nozzle for supplying compressed gas contains an annular tubular portion surrounding the outside of the pipe for supplying reducing gas, which connects the melting apparatus-gas generator and the melting apparatus-gas generator, and several straight tubular parts extending from the annular tubular part with the passage in the internal direction through the pipe for supplying reducing gas and in communication with it.
8. Восстановительный реактор по п.7, в котором количество отходящих прямых трубчатых частей составляет 6 - 8.8. The recovery reactor according to claim 7, in which the number of outgoing straight tubular parts is 6 to 8.
9. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок предотвращения блокирования потока железной руды, который во время резкого возрастания давления внутри плавильного аппарата-газогенератора, сопровождающегося пиком давления, отводит некоторое количество восстановительного газа из каждой трубы для выпуска железной руды, расположенной между соседними печами, непосредственно в скруббер.9. The recovery reactor according to claim 1, wherein the fluidized bed stabilization unit comprises an iron ore flow prevention blocking unit, which during a sharp increase in pressure inside the gas generator melting apparatus, accompanied by a pressure peak, discharges a certain amount of reducing gas from each iron exhaust pipe ore located between adjacent furnaces directly into the scrubber.
10. Восстановительный реактор по п.9, в котором блок предотвращения блокирования потока железной руды содержит по меньшей мере одну обводную трубу, расположенную между каждой трубой для выпуска железной руды, соединяющей соседние печи, и выпускной трубой, присоединенной к скрубберу, и переключающий клапан, расположенный на каждой обводной трубе и предназначенный для регулирования объема отводимого восстановительного газа.10. The recovery reactor according to claim 9, in which the blocking blocking blocking the flow of iron ore contains at least one bypass pipe located between each pipe for the release of iron ore connecting adjacent furnaces, and the exhaust pipe connected to the scrubber, and a switching valve, located on each bypass pipe and designed to regulate the volume of exhaust reducing gas.
11. Восстановительный реактор по п.10, в котором каждая из обводных труб соединена с соответствующей трубой для выпуска железной руды, расположено в одной плоскости с самой верхней частью кипящего слоя в печи предварительного восстановления или в печи окончательного восстановления или выше этой плоскости.11. The recovery reactor of claim 10, in which each of the bypass pipes is connected to a corresponding pipe for the release of iron ore, is located in the same plane with the uppermost part of the fluidized bed in the furnace of the preliminary reduction or in the furnace of the final reduction or above this plane.
12. Восстановительный реактор по п.11, в котором каждая обводная труба выполнена из жаропрочной стали, а ее диаметр равен половине (1/2) диаметра соответствующей трубы для выпуска железной руды.12. The recovery reactor according to claim 11, in which each bypass pipe is made of heat-resistant steel, and its diameter is equal to half (1/2) the diameter of the corresponding pipe for the release of iron ore.
13. Восстановительный реактор по п.11, в котором блок предотвращения блокирования потока железной руды дополнительно содержит манометр, установленный на передней части каждой трубы для выпуска железной руды вблизи печи с кипящим слоем, в которую затем загружается железная руда.13. The recovery reactor according to claim 11, in which the blocking blocking block of the flow of iron ore further comprises a pressure gauge mounted on the front of each pipe for the release of iron ore near the fluidized bed furnace, which is then loaded with iron ore.
14. Восстановительный реактор по п.13, дополнительно содержащий трубы для продувки газообразным азотом, расположенные перед каждым переключающим клапаном и за ним.14. The recovery reactor according to item 13, further comprising pipes for purging with gaseous nitrogen located in front of and behind each switching valve.
15. Восстановительный реактор по п.14, в котором каждая труба для продувки газообразным азотом снабжена регулирующим клапаном для регулирования количества подаваемого газообразного азота.15. The recovery reactor of claim 14, wherein each nitrogen gas purge pipe is equipped with a control valve for controlling the amount of nitrogen gas supplied.
16. Восстановительный реактор по п.15, в котором переключающий клапан, расположенный между печью предварительного нагревания и печью предварительного восстановления, открывается, когда скорость изменения давления, определяемая датчиком давления, расположенным на трубе для выпуска железной руды между указанными печами, составляет 0,05 бар/с (5 кПа/с) или более, а переключающий клапан, расположенный между печью предварительного восстановления и печью окончательного восстановления, открывается, когда скорость изменения давления, определяемая датчиком давления, расположенным на трубе для выпуска железной руды между этими печами, составляет 0,03 бар/с (3 кПа/с) или более.16. The recovery reactor according to claim 15, wherein the switching valve located between the preheating furnace and the preliminary reduction furnace is opened when the pressure change rate determined by the pressure sensor located on the iron ore discharge pipe between said furnaces is 0.05 bar / s (5 kPa / s) or more, and a switching valve located between the pre-reduction furnace and the final recovery furnace opens when the rate of pressure change is determined a pressure sensor disposed on the pipe for discharging iron ore between the furnaces is 0.03 bar / s (3 kPa / sec) or more.
17. Восстановительный реактор по п.1, в котором блок стабилизации кипящего слоя содержит блок подачи вспомогательного газа, осуществляющий подачу вспомогательного газообразного азота в нижнюю часть каждой восстановительной печи с кипящим слоем, когда засорено сопло распределительной пластины, расположенной в указанной нижней части этой печи.17. The recovery reactor according to claim 1, wherein the fluidized bed stabilization unit comprises an auxiliary gas supply unit supplying auxiliary nitrogen gas to the lower part of each fluidized-bed reduction furnace when the nozzle of the distribution plate located in said lower part of the furnace is clogged.
18. Восстановительный реактор по п.17, в котором блок подачи вспомогательного газа содержит выпускной регулирующий клапан, установленный на каждой трубе для выпуска железной руды, первый датчик перепада давления для определения перепада давления между входным отверстием и выходным отверстием каждой трубы для выпуска железной руды, второй датчик перепада давления для определения перепада давления между верхней и нижней сторонами каждой распределительной пластины и трубу для подачи вспомогательного газа в нижнюю часть каждой печи с кипящим слоем.18. The recovery reactor according to claim 17, wherein the auxiliary gas supply unit comprises an exhaust control valve mounted on each iron ore discharge pipe, a first differential pressure sensor for detecting a pressure difference between an inlet and an outlet of each iron ore exhaust pipe, a second differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the upper and lower sides of each distribution plate and a pipe for supplying auxiliary gas to the lower part of each furnace with boiling their bed.
19. Восстановительный реактор по п.18, в котором блок подачи вспомогательного газа дополнительно содержит термометр, расположенный на каждой трубе для выпуска железной руды перед соответствующим выпускным регулирующим клапаном и предназначенный для измерения температуры восстановительного газа, текущего в обратном направлении.19. The recovery reactor according to claim 18, wherein the auxiliary gas supply unit further comprises a thermometer located on each iron ore discharge pipe in front of the corresponding exhaust control valve and for measuring the temperature of the reducing gas flowing in the opposite direction.
20. Восстановительный реактор по п.19, в котором вспомогательным газом, используемым в блоке подачи вспомогательного газа, является газообразный азот.20. The recovery reactor according to claim 19, wherein the auxiliary gas used in the auxiliary gas supply unit is nitrogen gas.
21. Восстановительный реактор по п.20, в котором на каждой трубе для подачи восстановительного газа расположена труба для подачи вспомогательного газа с установленным на ней переключающим клапаном для регулирования количества задуваемого газообразного азота.21. The recovery reactor according to claim 20, in which on each pipe for supplying reducing gas there is a pipe for supplying auxiliary gas with a switching valve installed on it to control the amount of nitrogen gas to be blown.
22. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда перепад давления, измеряемый датчиком перепада давления, составляет 300 мбар или более, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.22. The recovery reactor according to claim 21, wherein the changeover valve for gaseous nitrogen is opened when the pressure drop measured by the differential pressure sensor is 300 mbar or more, and after opening said changeover valve, the exhaust control valve for iron ore is closed.
23. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда перепад давления, измеряемый датчиком перепада давления, составляет 100 мбар или менее, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.23. The recovery reactor according to claim 21, wherein the changeover valve for gaseous nitrogen opens when the pressure drop measured by the pressure drop sensor is 100 mbar or less, and after opening said changeover valve, the exhaust control valve for iron ore is closed.
24. Восстановительный реактор по п.21, в котором переключающий клапан для газообразного азота открывается, когда температура, измеряемая термометром, составляет 50°С или превышает установленную контрольную температуру, а после открытия указанного переключающего клапана закрывается выпускной регулирующий клапан для железной руды.24. The recovery reactor according to item 21, in which the switching valve for gaseous nitrogen is opened when the temperature measured by the thermometer is 50 ° C or exceeds the set control temperature, and after opening the specified switching valve, the outlet control valve for iron ore is closed.
25. Восстановительный реактор по п.2, в котором блок стабилизации кипящего слоя дополнительно содержит блок предотвращения блокирования потока железной руды, который во время резкого возрастания давления внутри плавильного аппарата-газогенератора, сопровождающегося пиком давления, отводит некоторое количество восстановительного газа из каждой трубы для выпуска железной руды, расположенной между соседними печами, непосредственно в скруббер.25. The recovery reactor according to claim 2, in which the fluidized bed stabilization unit further comprises an iron ore flow blocking preventing unit, which during a sharp increase in pressure inside the gas generator melting apparatus, accompanied by a pressure peak, discharges a certain amount of reducing gas from each exhaust pipe iron ore located between adjacent furnaces directly into the scrubber.
26. Восстановительный реактор по п.25, в котором блок стабилизации кипящего слоя дополнительно содержит блок подачи вспомогательного газа, который подает вспомогательный газообразный азот в нижнюю часть каждой восстановительной печи с кипящим слоем, когда засорено сопло распределительной пластины, расположенной в указанной нижней части этой печи.26. The recovery reactor of claim 25, wherein the fluidized bed stabilization unit further comprises an auxiliary gas supply unit that supplies auxiliary nitrogen gas to the lower part of each fluidized bed reduction furnace when a nozzle of a distribution plate located in said lower part of this furnace is clogged .
27. Способ стабилизации кипящего слоя для реактора с кипящим слоем, в котором измельченную железную руду, выпускаемую из загрузочного бункера, загружают в печь предварительного нагревания, подвергают псевдоожижению и восстановлению при прохождении через печь предварительного восстановления и печь окончательного восстановления и загружают в плавильный аппарат-газогенератор, в то время как восстановительный газ, вырабатываемый этим плавильным аппаратом-газогенератором вследствие сжигания угля, подают снизу через трубы для подачи восстановительного газа последовательно в печь окончательного восстановления, печь предварительного восстановления и печь предварительного нагревания для восстановления загруженной в эти печи измельченной железной руды, и который включает перекрытие каждой из труб для выпуска железной руды, соединяющих между собой соседние печи, на начальном этапе рабочего процесса, создание кипящего слоя в каждой печи с кипящим слоем путем подачи в нее снизу восстановительного газа и загрузки измельченной железной руды сверху, увеличение высоты кипящего слоя до такого уровня, при котором самая верхняя часть этого слоя расположена в той же плоскости, что и впускное отверстие соответствующей трубы для выпуска железной руды, и постепенное открытие трубы для выпуска железной руды после стабилизации кипящего слоя.27. A method of stabilizing a fluidized bed for a fluidized bed reactor, in which the crushed iron ore discharged from the loading hopper is loaded into a preheating furnace, subjected to fluidization and reduction while passing through a preliminary reduction furnace and a final reduction furnace, and loaded into a melter-gas generator , while the reducing gas produced by this smelter-gas generator as a result of burning coal is supplied from below through pipes for supplying the recovery gas in series to the final reduction furnace, the preliminary reduction furnace and the preheating furnace to recover the crushed iron ore loaded in these furnaces, and which includes blocking each of the iron ore pipes connecting adjacent furnaces at the initial stage of the working process, creating fluidized bed in each fluidized bed furnace by supplying a reducing gas to it from below and loading crushed iron ore from above, increasing the boiling height layer to such a level that the uppermost part of this layer is located in the same plane as the inlet of the corresponding pipe for the release of iron ore, and the gradual opening of the pipe for the release of iron ore after stabilization of the fluidized bed.