RU2218431C2

RU2218431C2 - Method of heat treatment of sinter cakes and device for realization of this method

Info

Publication number: RU2218431C2
Application number: RU2000133241/02A
Authority: RU
Inventors: Оскар Паммер; Ханс Стиасни
Original assignee: Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2003-12-10
Also published as: AT406780B; ATA94498A; WO1999063122A8; UA57144C2; BR9910831A; WO1999063122A1

Abstract

FIELD: heat treatment of sinter cakes in several zones of reactor, shaft furnace in particular. SUBSTANCE: proposed method includes delivery of hot gaseous mixture in way of motion of sinter cake; this mixture is ignited in combustion zone and is evacuated from reactor in form of waste gas. Device proposed for realization of this method is provided with gas evacuating unit for exhaust of waste gas. Proposed method may be used for annealing particles containing ferric oxide. EFFECT: enhanced efficiency. 36 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу термической обработки агломератов, в частности к обжигу частиц, содержащих оксид железа, в нескольких расположенных друг за другом зонах одного реактора, в частности шахтной печи; причем агломераты непрерывно подаются в зону загрузки и образуют в реакторе сыпучую массу, в следующих за зоной загрузки зоне сушки и зоне нагрева сушат и нагревают, в следующей за зоной нагрева зоне обжига обжигают, в следующей за зоной обжига зоне охлаждения охлаждают и в следующей за зоной охлаждения зоне разгрузки выгружают. The invention relates to a method for heat treatment of agglomerates, in particular to the firing of particles containing iron oxide in several consecutive zones of the same reactor, in particular a shaft furnace; moreover, the agglomerates are continuously fed into the loading zone and form a loose mass in the reactor, in the drying zone following the loading zone and the heating zone, they are dried and heated, they are fired in the firing zone next to the heating zone, they are cooled in the cooling zone following the firing zone and in the zone following the firing zone The cooling zone is unloaded.

Из уровня техники известно множество способов термической обработки агломератов, которые, в частности, относятся к применению машин для обжига частиц, шахтных печей для обжига частиц, также при обжиге частиц руды. The prior art there are many methods of heat treatment of agglomerates, which, in particular, relate to the use of machines for firing particles, shaft furnaces for firing particles, also when firing ore particles.

Обжиг частиц руды в устройствах для обжига производят по большей части на колосниковых решетках с газовым колпаком. Устройства для обжига частиц имеют, если смотреть в направлении хода колосниковой решетки, различные зоны обработки, а именно: зону сушки, зону горения и зону охлаждения. Эти зоны могут быть подразделены, например, на различные зоны сушки, зону нагрева, зоны горения и дожигания, а также различные зоны охлаждения. Необходимая для процесса теплота подводится преимущественно или исключительно за счет горячих газов. Эти горячие газы образуются в камере сгорания в результате сжигания жидкого, газообразного или пылевидного твердого топлива и затем поступают в газовый колпак. Поскольку газы, образовавшиеся при горении, иногда могут быть очень горячими, для утилизации теплоты применяют различные системы для рециркуляции газов. Ore particles are fired in firing devices for the most part on grate with a gas hood. Devices for firing particles have, when viewed in the direction of travel of the grate, various processing zones, namely, a drying zone, a combustion zone and a cooling zone. These zones can be subdivided, for example, into various drying zones, a heating zone, combustion and afterburning zones, as well as various cooling zones. The heat required for the process is supplied mainly or exclusively by hot gases. These hot gases form in the combustion chamber as a result of burning liquid, gaseous, or pulverized solid fuels and then enter the gas hood. Since the gases generated during combustion can sometimes be very hot, various systems for recirculating gases are used to recover heat.

Во втором способе обжига частиц руды, во вращающейся трубчатой печи с транспортером или на обжиговой колосниковой решетке, для отдельных фаз термической обработки требуются три агрегата: ленточная сушилка и предварительный нагреватель, вращающаяся трубчатая печь и охладитель частиц. Этот способ имеет то преимущество, что отдельные фазы тепловой обработки могут быть хорошо проконтролированы. Однако требуемые три устройства вызывают высокие инвестиционные и производственные затраты. Недостатком является также повышенное истирание материала частиц руды во вращающейся трубчатой печи. In the second method of roasting ore particles, in a rotary tube furnace with a conveyor or on a calciner, three units are required for individual phases of the heat treatment: a belt dryer and a pre-heater, a rotary tube furnace and a particle cooler. This method has the advantage that the individual phases of the heat treatment can be well controlled. However, the required three devices cause high investment and production costs. The disadvantage is the increased abrasion of the material of the ore particles in a rotary tube furnace.

Другую возможность обжига частиц руды представляют собой шахтные печи для обжига частиц. В этом способе горячие газы сгорания вдувают в верхнюю часть шахты, в шахту или в сыпучую массу, благодаря чему частицы подвергаются обжигу. Обожженные частицы охлаждают путем вдувания в область разгрузки шахтной печи холодного воздуха, который поднимается в шахте через сыпучую массу частиц и при этом отбирает тепло у обоженных частиц. Вместе с газами сгорания нагретый таким образом воздух приводит к обжигу частиц и к сушке частиц. Another possibility of firing ore particles are shaft furnaces for firing particles. In this method, hot combustion gases are blown into the upper part of the shaft, into the shaft or into the bulk mass, whereby the particles are fired. The calcined particles are cooled by blowing cold air into the discharge area of the shaft furnace, which rises in the shaft through a loose mass of particles and at the same time takes heat from the calcined particles. Together with combustion gases, air heated in this way leads to firing of particles and to drying of the particles.

При помощи устройств для обжига частиц нагрев нанесенной на решетку сыпучей массы частиц производят до тех пор, пока лежащие в нижней части сыпучей массы частицы не будут окончательно обработаны. Using particle firing devices, heating of the granular mass of particles deposited on the grate is carried out until the particles lying in the lower part of the granular mass are finally processed.

Это имеет тот недостаток, что частицы, лежащие в верхних областях сыпучей массы, хотя они уже готовы, обожжены, всегда нагреваются дополнительно, поскольку частицы, лежащие в нижних областях сыпучей массы, еще не готовы или еще недостаточное время находятся при температуре горения. Это обстоятельство неизбежно ведет к более высокому потреблению энергии и к ограничению производительности, а также, в зависимости от соответствующей области сыпучей массы, к различному качеству частиц. This has the disadvantage that the particles lying in the upper regions of the granular mass, although they are ready, burnt, always heat up additionally, since the particles lying in the lower regions of the granular mass are not yet ready or have not yet been at a burning temperature. This circumstance inevitably leads to higher energy consumption and to limited productivity, as well as, depending on the corresponding region of the granular mass, to a different quality of particles.

Шахтная печь не имеет таких недостатков, однако при обработке в шахтной печи при незначительном диаметре шахты едва ли можно достичь равномерного нагрева частиц в результате вдувания сбоку газов сгорания. Поэтому мощность шахтной печи для обжига частиц весьма ограничена. Современные самые большие шахтные печи имеют годичную производительность около 500000 т. Устройство для 2,5 млн.т частиц/год потребовало бы пяти шахтных печей против только одного устройства колосниковой решетки. A shaft furnace does not have such disadvantages, however, when processing in a shaft furnace with a small shaft diameter, it is hardly possible to achieve uniform heating of the particles as a result of side injection of combustion gases. Therefore, the power of a shaft kiln for particle burning is very limited. The modern largest shaft furnaces have an annual output of about 500,000 tons. A device for 2.5 million tons of particles / year would require five shaft furnaces versus just one grate device.

Мощность обычных шахтных печей для обжига частиц из-за проблемы неравномерного поступления энергии через поперечное сечение печи едва ли может быть увеличена. По этой причине шахтные печи для обжига частиц применимы только для обжига частиц, содержащих преимущественно магнетитовые руды, так как окисление магнетита в гематит протекает экзотермически и поэтому обеспечивает приток энергии в процесс обжига. Для обжига частиц, содержащих гематитовые руды, необходимый высокий приток энергии не может равномерно поступать по поперечному сечению шахты. Однако это является предпосылкой для получения частиц равномерно высокого качества. The power of conventional shaft kilns for firing particles due to the problem of uneven supply of energy through the cross section of the furnace can hardly be increased. For this reason, shaft kilns for firing particles are applicable only for firing particles containing predominantly magnetite ores, since the oxidation of magnetite to hematite proceeds exothermically and therefore provides an influx of energy into the firing process. For firing particles containing hematite ores, the required high energy influx cannot evenly flow through the mine cross section. However, this is a prerequisite for obtaining particles of uniformly high quality.

В патенте DE-PS 2700485 предложен способ обжига частиц железной руды, в котором свежие частицы сушат и предварительно нагревают в печи с ленточным транспортером, а затем обжигают в шахтной печи и, наконец, охлаждают. Для уменьшения потребности в энергии процессов газы, использованные для охлаждения обожженных частиц, пропускают противотоком к частицам на стадиях обжига, предварительного нагревания и сушки. Кроме того, часть газов, использованных для сушки свежих частиц, применяют для охлаждения обожженных частиц. DE-PS 2700485 proposes a method for calcining iron ore particles, in which fresh particles are dried and preheated in a belt conveyor furnace, and then calcined in a shaft furnace and finally cooled. To reduce the energy requirements of the processes, the gases used to cool the calcined particles are passed countercurrently to the particles at the stages of firing, pre-heating and drying. In addition, part of the gases used to dry the fresh particles are used to cool the calcined particles.

Способ, предложенный в патенте DE-PS 2700485, ничего не изменяет в проблеме незначительной пропускной способности шахтной печи для обжига частиц. Предложенная далее печная установка предусматривает печь с ленточным транспортером, а также шесть шахтных печей. Этот способ поэтому оценивается отрицательно с точки зрения инвестиционных затрат. Другая проблема состоит в том, что из печи с ленточным транспортером выходят предварительно нагретые или предварительно обожженные частицы, и затем они должны быть перемещены в шахтную печь. При этом происходит определяемое на опыте повышенное истирание частиц, что также является нежелательным. The method proposed in patent DE-PS 2700485, does not change anything in the problem of low throughput shaft furnace for burning particles. The furnace plant proposed below includes a belt conveyor furnace, as well as six shaft furnaces. This method is therefore evaluated negatively in terms of investment costs. Another problem is that preheated or prebaked particles exit the kiln with a conveyor belt, and then they must be transferred to a shaft furnace. In this case, an experimentally determined increased abrasion of particles occurs, which is also undesirable.

Задачей данного изобретения является поэтому создание способа термической обработки агломератов, в частности, для обжига частиц, содержащих оксид железа, который исключает известные из уровня техники недостатки. The objective of the invention is therefore to provide a method for heat treatment of agglomerates, in particular, for firing particles containing iron oxide, which eliminates the disadvantages known from the prior art.

В частности, предложенный способ эксплуатации шахтной печи для обжига частиц должен обеспечить значительно большую производительность по сравнению с известными способами или печами. Предложенный способ должен далее отличаться высоким использованием энергии и благодаря этому быть особенно экономичным. Кроме того, предложенный способ должен подходить для обжига частиц, которые содержат большую долю гематитовых руд. In particular, the proposed method of operating a shaft furnace for burning particles should provide significantly greater productivity compared with known methods or furnaces. The proposed method should further be characterized by high energy use and, therefore, be particularly economical. In addition, the proposed method should be suitable for firing particles that contain a large proportion of hematite ores.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что в зону подачи газа, которая расположена непосредственно перед зоной выгрузки в направлении движения агломерата, в реактор подают горючую смесь газов, которая проходит противотоком к агломерату, при переходе от зоны охлаждения к зоне горения воспламеняется и выходит из реактора в виде отходящего газа в зоне отвода, находящейся непосредственно перед зоной загрузки в направлении потока газа. This problem is solved according to the invention due to the fact that in the gas supply zone, which is located directly in front of the discharge zone in the direction of movement of the agglomerate, a combustible gas mixture is fed into the reactor, which flows countercurrently to the agglomerate, when it passes from the cooling zone to the combustion zone, it ignites and exits from the reactor in the form of exhaust gas in the exhaust zone located immediately in front of the loading zone in the direction of gas flow.

Посредством предложенного способа в первую очередь решена проблема неравномерного подвода энергии в шахтных печах для обжига частиц, поскольку поступление энергии происходит не путем подачи снаружи горячих отходящих газов сгорания, а внутри сыпучей массы путем сжигания самовоспламеняющейся горючей газовой смеси. Благодаря этому диаметр шахты больше не представляет собой лимитирующего фактора для ее производительности и позволяет, с одной стороны, эксплуатировать шахтные печи для обжига частиц большего диаметра и соответственно большей мощности; с другой стороны, такая шахтная печь больше не ограничивается обжигом частиц, содержащих преимущественно магнетитовые руды. Впервые в шахтной печи можно осуществлять также обжиг частиц, которые содержат преимущественно гематитные руды, исключая непостоянство или неоднородность продукта обожженных частиц. By means of the proposed method, the problem of the uneven supply of energy in shaft kilns for burning particles is firstly solved, since energy is not supplied by supplying hot exhaust gases from the outside, but inside the bulk by burning a self-igniting combustible gas mixture. Due to this, the shaft diameter no longer constitutes a limiting factor for its productivity and allows, on the one hand, to operate shaft furnaces for burning particles of a larger diameter and, accordingly, greater power; on the other hand, such a shaft furnace is no longer limited to firing particles containing predominantly magnetite ores. For the first time in a shaft furnace, it is also possible to carry out firing of particles, which mainly contain hematite ores, eliminating the inconstancy or heterogeneity of the product of calcined particles.

Дополнительно сырые частицы могут также содержать обычные для обжига частиц добавки, как, например, связующее, твердый углерод и т.д. Additionally, the crude particles may also contain additives conventional for burning particles, such as, for example, a binder, solid carbon, etc.

Горючая газовая смесь нагревается при подъеме через шахтную печь и охлаждает при этом оседающие в газовом потоке вниз уже обожженные частицы. При переходе от охлаждающей зоны к зоне горения воспламеняющаяся горючая газовая смесь сгорает в зоне горения внутри области, определенной несколькими параметрами. Пространственное увеличение этой области, так же как и преобладающую температуру в зоне горения, выбирают за счет состава и скорости горючей газовой смеси таким образом, что они являются достаточными для обжига частиц, которые содержат преимущественно гематитовые руды. The combustible gas mixture is heated as it rises through the shaft furnace and cools down the already burnt particles settling down in the gas stream. Upon transition from the cooling zone to the combustion zone, a flammable combustible gas mixture burns in the combustion zone within the region defined by several parameters. The spatial increase in this region, as well as the prevailing temperature in the combustion zone, is chosen due to the composition and speed of the combustible gas mixture in such a way that they are sufficient to burn particles that contain mainly hematite ores.

Согласно предпочтительному выполнению предложенного способа в зону подачи газа шахтной печи вводят попеременно горючую газовую смесь и негорючую газовую смесь. According to a preferred embodiment of the proposed method, alternately combustible gas mixture and non-combustible gas mixture are introduced into the gas supply zone of the shaft furnace.

После того, как горючая газовая смесь сгорела в зоне горения в течение времени, необходимого для обжига частиц, подачу горючей газовой смеси приостанавливают и в сыпучую массу вдувают негорючую газовую смесь. Равным образом поступающая в сыпучую массу снизу вверх негорючая газовая смесь охлаждает уже обожженные частицы. При этом находящаяся в зоне обжига сыпучая масса, в которой прежде еще преобладала температура горения или обжига частиц, охлаждается ниже температуры воспламенения горючей газовой смеси, и большая часть тепловой энергии, находящейся в сыпучей массе частиц в зоне обжига, переходит в лежащие ниже частицы и нагревает их до или выше температуры воспламенения горючей газовой смеси. After the combustible gas mixture is burned in the combustion zone for the time required to burn the particles, the flow of the combustible gas mixture is stopped and the non-combustible gas mixture is blown into the bulk material. Similarly, the non-combustible gas mixture entering the bulk from the bottom up cools the already burnt particles. In this case, the loose mass in the firing zone, in which the combustion or burning temperature of the particles still prevailed, is cooled below the ignition temperature of the combustible gas mixture, and most of the thermal energy in the loose mass of particles in the burning zone passes into the particles below and heats them to or above the ignition temperature of the combustible gas mixture.

Если этот процесс теплопередачи заканчивается, то есть если слой, лежащий непосредственно над обожженными частицами, имеет температуру воспламенения неготовых обожженных частиц, в шахтную печь в зоне поступления газа снова вдувают горючую газовую смесь, которая снова воспламеняется непосредственно над обожженными частицами. If this heat transfer process ends, that is, if the layer lying directly above the burnt particles has an ignition temperature of unprepared burnt particles, a combustible gas mixture is again blown into the shaft furnace, which again ignites directly above the burnt particles.

В каждом отдельном случае эмпирически легко установить, в течение какого времени и в каком количестве следует продувать негорючую газовую смесь через сыпучую массу, чтобы достичь описанного выше распределения температур. In each case, it is empirically easy to establish how long and in what quantity the non-combustible gas mixture should be blown through the bulk mass to achieve the temperature distribution described above.

Такой обжиг частиц путем равновесного сжигания горючей газовой смеси в зоне обжига и передача тепла к еще не обожженным частицам происходят непрерывно, что делает возможным непрерывное производство. Such firing of particles by equilibrium combustion of a combustible gas mixture in the firing zone and heat transfer to particles not yet fired occur continuously, which makes continuous production possible.

Такая форма выполнения предложенного способа отличается особенно низким расходом энергии и при этом дает незначительную нагрузку на окружающую среду, поскольку возвращающееся равновесие между процессами горения и теплообмена обеспечивает оптимальное использование энергии. Так как требуемая длительность горения может быть точно установлена, обожженные частицы имеют равномерное высокое качество. This form of execution of the proposed method is characterized by a particularly low energy consumption and at the same time gives a small load on the environment, since the returning balance between the combustion and heat transfer processes ensures optimal energy use. Since the required burning time can be precisely set, the fired particles are of uniform high quality.

Согласно другой предпочтительной форме выполнения предложенного способа подачу газа в зону подачи и отвод газа в зоне отвода удается равномерно распределить по поперечному сечению шахтной печи. Воздействие равномерного потока энергии по поперечному сечению шахтной печи благодаря тому, что горючая газовая смесь или негорючая газовая смесь равномерно проходят через поперечное сечение шахтной печи, еще более усиливается. Такой равномерный по поперечному сечению отвод газов из зоны отвода также обеспечивает усиленный эффект предложенного действия. According to another preferred embodiment of the proposed method, the gas supply to the supply zone and the gas outlet in the exhaust zone can be evenly distributed over the cross section of the shaft furnace. The effect of a uniform energy flow over the cross section of the shaft furnace due to the fact that the combustible gas mixture or non-combustible gas mixture uniformly pass through the cross section of the shaft furnace is further enhanced. Such a uniform cross-section for the removal of gases from the exhaust zone also provides an enhanced effect of the proposed action.

В качестве горючих газовых компонентов могут быть использованы газовые смеси метана (СН₄, с незначительной примесью более высоких углеводородов) и/или монооксида углерода (СО) и/или водорода (H₂), в случае необходимости также компоненты более высоких углеводородов, чем метан, например, этан, пропан, этилен или ацетилен. Предложенный способ вообще не ограничивается применением вышеприведенных горючих газов, а могут быть использованы любые горючие вещества, которые в условиях процесса находятся в газообразном состоянии.As combustible gas components can be used gas mixtures of methane (CH ₄ , with a slight admixture of higher hydrocarbons) and / or carbon monoxide (CO) and / or hydrogen (H ₂ ), if necessary, components of higher hydrocarbons than methane for example ethane, propane, ethylene or acetylene. The proposed method is generally not limited to the use of the above combustible gases, but any combustible substances that are in a gaseous state under the process conditions can be used.

Часть горючих газовых компонентов в горючей газовой смеси выбирают в каждом отдельном случае таким образом, чтобы при их горении достигалась температура, необходимая для обжига частиц. A part of the combustible gas components in the combustible gas mixture is selected in each individual case so that when they are burned, the temperature necessary for burning the particles is reached.

С точки зрения происхождения горючих газовых компонентов могут быть использованы газы из различных источников. В частности, названы: природный газ (в основном СН₄), доменный газ (примерно 28-33% СО, 6-12% CO₂, 2-4% Н₂, остальное N₂), коксовый газ (примерно 61% Н₂, 26% СН₄, 5% СО, 2% СО₂, 2% N₂, 3% высших углеводородов), генераторный газ (примерно 29% СО, 55% N₂, 11% Н₂, 6% CO₂), синтез-газ (в основном СО и H₂), a также различные другие восстановительные газы, которые, например, образуются при газовом риформинге или при газификации в расплаве жидкого чугуна при графитизации чугуна, путем газификации угля кислородом, или в виде конвертерного отходящего газа или в виде частично прореагировавшего восстановительного газа после прямого восстановления оксидов металлов. Такой отходящий частично прореагировавший газ после процесса COREX, например, имеет следующий состав: примерно 45% СО, 32% CO₂, 16% H₂, 2% СН₄, 3% N₂.From the point of view of the origin of combustible gas components, gases from various sources can be used. In particular, it was named: natural gas (mainly CH ₄ ), blast furnace gas (about 28-33% CO, 6-12% CO ₂ , 2-4% H ₂ , the rest N ₂ ), coke oven gas (about 61% H _2, 26% CH _4, 5% CO, 2% CO _2, 2% N ₂ 3% higher hydrocarbons), producer gas (approximately 29% CO, 55% N _2, 11% H _2, 6% CO ₂₎ synthesis gas (mainly CO and H ₂ ), as well as various other reducing gases, which, for example, are formed during gas reforming or during gasification in a molten cast iron during graphitization of cast iron, by gasification of coal with oxygen, or in the form of a converter off-gas or in the form of partially breeding reducing th e gas after the direct reduction of metal oxides. Such a partially reacted off-gas after the COREX process, for example, has the following composition: about 45% CO, 32% CO ₂ , 16% H ₂ , 2% CH ₄ , 3% N ₂ .

В качестве компонента, необходимого для горения, горючая газовая смесь содержит кислородсодержащий газ, то есть, например, воздух или технический кислород, образующийся в устройстве для разделения воздуха, или смесь воздуха и кислорода. As a component necessary for combustion, the combustible gas mixture contains an oxygen-containing gas, that is, for example, air or technical oxygen generated in an air separation device, or a mixture of air and oxygen.

Чтобы регулировать как ширину фронта горения и вместе с этим пространственное увеличение обработанного горячей газовой смесью слоя сыпучей массы, так и температуру горения, можно регулировать отношение горючего газа к кислородсодержащему газу. In order to control both the width of the combustion front and at the same time the spatial increase in the granular mass layer treated with the hot gas mixture and the combustion temperature, the ratio of the combustible gas to the oxygen-containing gas can be adjusted.

Является предпочтительным регулирование этих соотношений в зависимости от преобладающего температурного профиля вдоль высоты шахтной печи, в частности, температуры в зоне горения и/или объемного расширения зоны горения. It is preferable to control these ratios depending on the prevailing temperature profile along the height of the shaft furnace, in particular, the temperature in the combustion zone and / or volume expansion of the combustion zone.

Является предпочтительным регулировать в предложенном способе скорость, с которой как горючая газовая смесь, так и негорючая газовая смесь проходят через сыпучую массу агломерата. In the proposed method, it is preferred to control the speed at which both the combustible gas mixture and the non-combustible gas mixture pass through the bulk mass of the sinter.

Скорость горючей газовой смеси при этом предпочтительно равна по величине или выше, чем скорость распространения пламени. Благодаря этому предотвращается отбрасывание фронта горения в уже обожженный слой. В противном случае уже обожженный слой нагревался бы снова сгорающей в нем газовой смесью, и использование энергии в процессе могло бы снижаться. При этом под скоростью распространения пламени здесь понимают скорость распространения фронта пламени горящей газовой смеси при заданном давлении, заданной температуре и заданном составе. The speed of the combustible gas mixture in this case is preferably equal to or greater than the speed of propagation of the flame. This prevents the combustion front from dropping into the already burnt layer. Otherwise, the already burnt layer would be heated again by the gas mixture burning in it, and the energy use in the process could be reduced. In this case, by the flame propagation velocity here is meant the propagation velocity of the flame front of the burning gas mixture at a given pressure, a given temperature, and a given composition.

Регулирование скорости газа негорючей газовой смеси должно осуществляться таким образом, чтобы во время процесса передача тепловой энергии из обожженного слоя на лежащей над ним слой необожженных частиц происходила самым оптимальным образом. В частности, необходимо обеспечить, чтобы в этом слое необожженных частиц после передачи тепла вверх по всему поперечному сечению шахтной печи преобладала, по меньшей мере, температура воспламенения, и температура не снижалась, чтобы на последующей стадии процесса поступающая газовая смесь снова воспламенялась и горела по всему поперечному сечению шахтной печи. The control of the gas velocity of the non-combustible gas mixture should be carried out in such a way that during the process the transfer of thermal energy from the calcined layer to the layer of unfired particles lying above it occurs in the most optimal way. In particular, it is necessary to ensure that in this layer of unfired particles after heat transfer upwards over the entire cross section of the shaft furnace, at least the ignition temperature prevails and the temperature does not decrease, so that at the next stage of the process the incoming gas mixture again ignites and burns throughout cross section of a shaft furnace.

Предпочтительно регулирование соответствующей скорости газа осуществляют в зависимости от температурного профиля по всей высоте шахтной печи, в частности, от температуры в зоне горения и/или пространственного распространения зоны горения. Preferably, the adjustment of the corresponding gas velocity is carried out depending on the temperature profile over the entire height of the shaft furnace, in particular on the temperature in the combustion zone and / or the spatial distribution of the combustion zone.

Режим способа управляется также при данной геометрии шахты по нескольким параметрам: вид и состав горючих газов, отношение газа к кислородсодержащему газу в горючей газовой смеси, скорость, с которой горючая газовая смесь или негорючая газовая смесь проходит через сыпучую массу, продолжительность, с которой горючая газовая смесь или негорючая газовая смесь проходит через сыпучую массу, а также состав агломерата. The mode of the method is also controlled with this geometry of the mine according to several parameters: the type and composition of combustible gases, the ratio of gas to oxygen-containing gas in the combustible gas mixture, the rate at which the combustible gas mixture or non-combustible gas mixture passes through the bulk mass, the duration with which the combustible gas the mixture or non-combustible gas mixture passes through the bulk mass, as well as the composition of the sinter.

Чтобы ввести способ в работу, в зоне горения сначала следует установить температуру, необходимую для последующего воспламенения горючей газовой смеси. To put the method into operation, in the combustion zone, you must first set the temperature necessary for the subsequent ignition of the combustible gas mixture.

Согласно одной из форм выполнения для этого горючую газовую смесь воспламеняют в зоне зажигания, расположенной перед зоной отвода в направлении газового потока. Горючую газовую смесь подают при этом как при последующем распространении горения в зону подачи газа в шахтной печи, воспламеняют внешней подачей энергии и отводят в качестве отходящего газа в зоне отвода из шахтной печи. Воспламенение горючей газовой смеси необходимо только при запуске процесса. According to one embodiment, the combustible gas mixture is ignited in the ignition zone located in front of the exhaust zone in the direction of the gas stream. In this case, the combustible gas mixture is supplied as during the subsequent spread of combustion to the gas supply zone in the shaft furnace, ignited by an external energy supply, and discharged as exhaust gas in the zone of removal from the shaft furnace. The ignition of a combustible gas mixture is only necessary when starting the process.

Согласно еще одной предпочтительной форме выполнения зона воспламенения расположена между зоной отвода и последующей зоной горения. Горючая газовая смесь проходит через сыпучую массу агломерата при запуске процесса со скоростью, которая меньше скорости распространения пламени горючей газовой смеси. Благодаря этому фронт пламени горящей газовой смеси спускается вниз и сушит и нагревает еще необожженный агломерат. Когда фронт пламени достигает зоны горения, скорость газа увеличивают до тех пор, пока фронт пламени не перестает спускаться вниз, а остается стационарным. According to another preferred embodiment, the ignition zone is located between the exhaust zone and the subsequent combustion zone. The combustible gas mixture passes through the bulk mass of the agglomerate when the process is started at a speed that is less than the flame propagation velocity of the combustible gas mixture. Due to this, the flame front of the burning gas mixture goes down and dries and heats the still unburnt agglomerate. When the flame front reaches the combustion zone, the gas velocity is increased until the flame front stops descending, but remains stationary.

Согласно другой форме выполнения для запуска предложенного процесса шахтную печь наполняют примерно до зоны горения уже обожженным агломератом, температура которого в каждом случае находится ниже температуры воспламенения горючей газовой смеси. После этого зону горения шахтной печи заполняют слоем обожженного агломерата, температура которого выше температуры воспламенения горючей газовой смеси; наконец, шахтную печь заполняют агломератом до высоты зоны подачи. Температуру агломерата, находящегося в зоне горения, устанавливают таким образом, чтобы при последующей подаче горючей газовой смеси еще сохранялась, по меньшей мере, температура воспламенения или еще выше, так что горючая газовая смесь сама воспламеняется. According to another embodiment, to start the proposed process, the shaft furnace is filled approximately to the combustion zone with an already burnt agglomerate, the temperature of which in each case is below the ignition temperature of the combustible gas mixture. After that, the combustion zone of the shaft furnace is filled with a layer of calcined agglomerate, the temperature of which is higher than the ignition temperature of the combustible gas mixture; finally, the shaft furnace is filled with agglomerate to the height of the feed zone. The temperature of the agglomerate in the combustion zone is set so that upon subsequent supply of the combustible gas mixture, at least the ignition temperature is maintained or even higher, so that the combustible gas mixture itself ignites.

Согласно одной из других форм выполнения для запуска предложенного процесса необходимую в зоне горения температуру создают таким путем, что трубки, через которые проходят горячие отходящие горючие газы, входят в сыпучую массу, находящуюся в зоне горения. Эти трубки могут быть подведены сбоку через обшивку реактора или сверху в зону горения и после нагрева агломерата в зоне горения выше температуры воспламенения горючей газовой смеси они удаляются. После этого осуществляют подачу горючей газовой смеси. According to one of the other forms of execution, in order to start the proposed process, the temperature necessary in the combustion zone is created in such a way that the tubes through which the hot exhaust combustible gases pass enter the bulk material in the combustion zone. These tubes can be led laterally through the reactor sheathing or from above into the combustion zone and after heating the agglomerate in the combustion zone above the ignition temperature of the combustible gas mixture, they are removed. After that, a combustible gas mixture is supplied.

Специалистам естественно предлагаются еще и другие возможности запуска предложенного процесса. Например, здесь упомянуты только следующие: пропускание проволоки накаливания через зону горения, которая после пропускания электрического тока нагревается до такой степени, что проходящая горючая газовая смесь воспламеняется; или, в качестве дополнительной возможности, шахтную печь заполняют агломератом, включая зону горения, и сверху подают горячие отходящие газы горения извне зоны горения вниз через сыпучую массу до достижения в зоне горения требуемой температуры воспламенения. Naturally, specialists are also offered other possibilities for starting the proposed process. For example, only the following are mentioned here: passing an incandescent wire through a combustion zone, which, after passing an electric current, is heated to such an extent that the passing combustible gas mixture ignites; or, as an additional feature, the shaft furnace is filled with agglomerate, including the combustion zone, and hot exhaust gases from the outside of the combustion zone are fed downward through the bulk mass from above until the desired ignition temperature is reached in the combustion zone.

Предложенный способ характеризуется особенно широким использованием образующихся при этом тепла и отходящих газов. The proposed method is characterized by a particularly wide use of the generated heat and exhaust gases.

Согласно предпочтительной форме выполнения этого способа негорючую газовую смесь, которую пропускают через сыпучую массу на промежуточной стадии, по меньшей мере частично отделяют от рециркулирующего отходящего газа, который отводят из зоны отвода шахтной печи, или образуют воздух или смесь из отходящего газа и воздуха. According to a preferred embodiment of this method, the non-combustible gas mixture that is passed through the bulk mass in an intermediate stage is at least partially separated from the recycle exhaust gas, which is removed from the exhaust zone of the shaft furnace, or form air or a mixture of exhaust gas and air.

Особенно предпочтительной здесь является, по меньшей мере, частичная рециркуляция отходящего газа от другого процесса горения. Например, это может быть отходящий газ из другой шахтной печи для обжига частиц, которая в случае необходимости работает после предложенного способа; можно также использовать дымовой газ из любого другого источника. Particularly preferred here is at least partial recirculation of the exhaust gas from another combustion process. For example, it may be off-gas from another shaft kiln for burning particles, which, if necessary, works after the proposed method; You can also use flue gas from any other source.

Под отходящим газом в этой связи понимают также как выходящую из зоны отвода негорючую газовую смесь, так и продукты горения горючей газовой смеси. In this regard, exhaust gas is also understood to mean both a non-combustible gas mixture leaving the discharge zone and combustion products of a combustible gas mixture.

Согласно дополнительной форме выполнения предложенного способа в зону подачи газа, расположенную в направлении движения потока, подают запирающий газ, предпочтительно воздух. Этот воздух, с одной стороны, служит для дальнейшего охлаждения обожженного агломерата, а с другой стороны, уплотняет шахтную печь снизу от выхода других газов. According to a further embodiment of the proposed method, a blocking gas, preferably air, is supplied to the gas supply zone located in the direction of flow. This air, on the one hand, serves to further cool the calcined agglomerate, and on the other hand, compacts the shaft furnace from the bottom of the exit of other gases.

Дополнительным предметом изобретения является устройство для осуществления предложенного способа. An additional subject of the invention is a device for implementing the proposed method.

Такое устройство содержит, по меньшей мере, один реактор, предпочтительно, по меньшей мере, одну шахтную печь. Реактор содержит верхнюю зону загрузки, в которую загружают агломерат с помощью загрузочного устройства. Далее реактор содержит нижнюю зону выгрузки, из которой выгружают обработанный агломерат с помощью разгрузочного устройства. Расположенная под зоной загрузки зона отвода содержит приспособление для отвода отходящего газа из реактора, расположенная между зоной загрузки и зоной выгрузки зона подачи газа содержит приспособление для подачи газов. Such a device comprises at least one reactor, preferably at least one shaft furnace. The reactor contains an upper loading zone into which the agglomerate is charged using a loading device. Further, the reactor contains a lower discharge zone, from which the treated sinter is discharged using a discharge device. The exhaust zone located under the loading zone comprises a device for discharging exhaust gas from the reactor, the gas supply zone located between the loading zone and the discharge zone contains a gas supply device.

Такое устройство отличается тем, что газы с помощью приспособления для подачи газов могут подаваться равномерно распределенными по поперечному сечению реактора, а отходящий газ с помощью приспособления для отвода газов способен выводиться в основном равномерно распределенным через поперечное сечение реактора. Such a device is characterized in that the gases can be supplied uniformly distributed over the cross section of the reactor with the help of the gas supply device, and the exhaust gas can be discharged with the help of the gas removal device mainly uniformly distributed through the reactor cross section.

Согласно предпочтительной форме выполнения приспособление для равномерного отвода и/или приспособление для равномерной подачи газов образует соответствующую, по меньшей мере одну, предпочтительно, по меньшей мере, две проходящие через зону отвода или зону подачи газа, предпочтительно горизонтально, насадки в форме коромысла. According to a preferred embodiment, the device for uniform exhaust and / or the device for uniform gas supply forms at least one, preferably at least two, passing through the exhaust zone or gas supply zone, preferably horizontally, rocker-shaped nozzles.

Насадки в форме коромысла проходят через полость реактора соответственно от одной внутренней стенки реактора до противоположной и закреплены либо у внутренних стенок реактора, либо пробивают оболочку реактора наружу. Rocker-shaped nozzles pass through the reactor cavity, respectively, from one inner wall of the reactor to the opposite and are fixed either at the inner walls of the reactor or pierce the shell of the reactor outward.

В результате движения сыпучей массы вниз внутри реактора непосредственно под насадкой в форме коромысла образуется свободный от сыпучей массы канал. Внутри канала газ может равномерно распределяться и проходить через промежуточное пространство между насадками в сыпучую массу и вверх. As a result of the movement of the granular mass downward inside the reactor directly below the nozzle in the form of a beam, a channel free of granular mass is formed. Inside the channel, the gas can be evenly distributed and pass through the intermediate space between the nozzles into the bulk mass and up.

Для того чтобы под насадкой могли образовываться свободные от сыпучей массы каналы, является целесообразным, чтобы при вертикальном, расположенном нормально к продольной оси каждой насадки поперечном сечении соответствующая насадка выбиралась таким образом, чтобы ее ширина в самом широком месте была, по меньшей мере, пятикратной, предпочтительно десятикратной к среднему диаметру агломерата. Особенно предпочтительна при этом ширина от 15- до 25-кратной к среднему диаметру агломерата. In order for channels free of granular mass to form under the nozzle, it is advisable that, with a vertical cross section normal to the longitudinal axis of each nozzle, the corresponding nozzle is selected so that its width at the widest point is at least five times, preferably ten times the average diameter of the agglomerate. In this case, a width of from 15 to 25 times the average diameter of the agglomerate is particularly preferred.

Чтобы гарантировать достаточное проницание во всем объеме насадки приспособления для подачи или отвода газа целесообразно, чтобы насадки отстояли друг от друга, по меньшей мере, на трехкратном, предпочтительно пятикратном от максимального размера зерен кускового материала расстоянии. To ensure sufficient penetration in the entire volume of the nozzle of the device for supplying or discharging gas, it is advisable that the nozzles are spaced from each other at least three times, preferably five times the maximum grain size of the bulk material.

Вертикальное, расположенное нормально к продольной оси каждой насадки поперечное сечение каждой насадки предпочтительно имеет в основном прямоугольную или квадратную или треугольную или трапецевидную или округлую форму, причем закругленная форма, так же как и треугольное или трапецевидное поперечное сечение, узкая сторона или углы которого указаны выше, особенно предпочтительны. The vertical cross section normal to the longitudinal axis of each nozzle of each nozzle preferably has a substantially rectangular or square or triangular or trapezoidal or rounded shape, with a rounded shape, as well as a triangular or trapezoidal cross section, the narrow side or corners of which are indicated above, especially preferred.

Согласно следующей предпочтительной форме выполнения приспособление для равномерного отвода и/или приспособление для равномерной подачи газов выполнено в виде газораспределительной тарелки, которая образована проходящей через поперечное сечение реактора перфорированной плитой. According to a further preferred embodiment, the device for uniform discharge and / or the device for uniform gas supply is made in the form of a gas distribution plate, which is formed by a perforated plate passing through the cross section of the reactor.

Такая газораспределительная тарелка закреплена либо у внутренних стенок реактора, либо проходит через оболочку реактора наружу. Such a gas distribution plate is mounted either at the inner walls of the reactor, or passes through the shell of the reactor to the outside.

Особое преимущество такой газораспределительной тарелки состоит в том, что непосредственно снизу образуются не только отдельные изолированные каналы, а сетка из перекрещивающихся каналов, в результате чего происходит особенно равномерное распределение газа по поперечному сечению реактора. Через отверстия газораспределительной тарелки сыпучая масса опускается вниз, а газ поднимается вверх внутрь сыпучей массы. В расположенной в зоне отвода газораспределительной тарелке в свободном от сыпучей массы канале приложенное разрежение обеспечивает равномерный проходящий через поперечное сечение реактора отвод газа из реактора. A particular advantage of such a gas distribution plate is that not only separate isolated channels are formed directly from the bottom, but a grid of intersecting channels, which results in a particularly uniform distribution of gas over the cross section of the reactor. Through the openings of the gas distribution plate, the bulk mass goes down, and the gas rises up inside the bulk mass. In the gas distribution plate located in the discharge zone in the channel free of granular mass, the applied vacuum ensures uniform gas removal from the reactor passing through the cross section of the reactor.

С другой стороны, целесообразно, если ширина перегородки между двумя соседними отверстиями газораспределительной тарелки является, по меньшей мере, пятикратной, предпочтительно, по меньшей мере, десятикратной, от среднего диаметра агломерата, причем ширина предпочтительно составляет от 15- до 25-кратной величины среднего диаметра агломерата. On the other hand, it is advisable if the width of the partition between two adjacent openings of the gas distribution plate is at least five times, preferably at least ten times, from the average diameter of the agglomerate, and the width is preferably from 15 to 25 times the average diameter agglomerate.

Далее для достаточного проницания газораспределительных тарелок для сыпучей массы каждые две соседние перегородки газораспределительной тарелки отстоят друг от друга, по меньшей мере, на трехкратном, предпочтительно пятикратном от максимального размера зерен кускового материала расстоянии. Further, for sufficient penetration of the gas distribution plates for granular mass, every two adjacent baffles of the gas distribution plate are separated from each other by at least three times, preferably five times the maximum grain size of the bulk material.

Существует дополнительное преимущество, когда отверстия газораспределительной тарелки расположены равномерно отстоящими друг от друга рядами, причем отверстия внутри одного ряда имеют в основном постоянные интервалы, причем интервалы между рядами и интервалы между отверстиями внутри одного ряда могут иметь различную величину. There is an additional advantage when the openings of the gas distribution plate are arranged in evenly spaced rows, the openings within the same row having substantially constant intervals, the spacing between the rows and the intervals between the openings within the same row can be of different sizes.

Форма отверстий газораспределительных тарелок предпочтительно является квадратной или прямоугольной. При этом, однако, равным образом применимы смягченные формы, например, круглые или шестиугольные. The shape of the openings of the gas distribution plates is preferably square or rectangular. In this case, however, softened shapes, for example, round or hexagonal, are equally applicable.

Согласно предпочтительному признаку предложенного устройства выше приспособления для подачи газов расположено движущееся устройство для перемещения агломерата и разбивания комков. According to a preferred feature of the device according to the invention, a moving device for moving agglomerate and breaking lumps is located above the gas supply device.

Такое движущееся устройство содержит, по меньшей мере, одну, предпочтительно, по меньшей мере, две дробилки комков, причем каждая дробилка образована раздрабливающими вальцами с дробящими зубцами, проходящими через ее объем. Such a moving device comprises at least one, preferably at least two lump crushers, each crusher formed by crushing rollers with crushing teeth passing through its volume.

Для воспламенения горючей газовой смеси при запуске устройство может иметь одно или более воспламеняющих устройств, например, газовые горелки, расположенные ниже приспособления для отвода газов в оболочке реактора. При этом предпочтительны несколько газовых горелок, равномерно расположенных в объеме реактора, так чтобы горючий газ при запуске устройства мог воспламеняться возможно более равномерно. To ignite a combustible gas mixture at startup, the device may have one or more ignition devices, for example, gas burners, located below the device for removing gases in the reactor shell. In this case, several gas burners are equally distributed in the reactor volume so that the combustible gas can ignite as evenly as possible when the device is started.

Ряд питающих газопроводов входит непосредственно ниже приспособления для равномерной подачи газов в реактор, так чтобы подаваемый через питающие газопроводы газ вдувался непосредственно в свободные от сыпучей массы каналы. A number of supply gas pipelines enters directly below the device for uniform gas supply to the reactor, so that the gas supplied through the supply gas pipelines is blown directly into the channels free of bulk material.

Путем давления, с которым газ вдувают в каналы, так же как и разряжения, с которым он отводится в зоне отвода из реактора, обеспечивают подъем газа вверх в сыпучую массу. By the pressure with which the gas is blown into the channels, as well as the vacuum with which it is discharged in the discharge zone from the reactor, the gas is lifted up into the bulk mass.

Для подачи горючей газовой смеси или негорючей газовой смеси предусмотрен главный питающий газопровод, который содержит устройство для перемешивания газов, например, статическую мешалку, и далее разветвляется на питающие газопроводы. For supplying a combustible gas mixture or a non-combustible gas mixture, a main gas supply line is provided, which comprises a device for mixing gases, for example, a static mixer, and then branches out into supply gas pipelines.

Таким же образом, подобно питающим газопроводам, газоотводы - непосредственно ниже приспособления для равномерного отвода газов - входят в реактор таким образом, чтобы отходящий газ отводился непосредственно из свободных от сыпучей массы каналов. In the same way, like supply gas pipelines, gas outlets - immediately below the device for uniform exhaust gas - enter the reactor so that the exhaust gas is discharged directly from the free of bulk flow channels.

Газоотводы соединяются далее в основной газоотвод, который соединен с основным питающим газопроводом таким образом, чтобы, например, во время теплопередачи отходящий газ мог направляться противотоком через реактор. Целесообразно, чтобы основной газоотвод содержал газоочистительное устройство, например, циклон или фильтр, чтобы удалять из отходящего газа захваченную с отходящим газом пыль. The gas outlets are then connected to the main gas outlet, which is connected to the main supply gas pipe so that, for example, during heat transfer, the exhaust gas can be directed countercurrently through the reactor. It is advisable that the main vent contains a gas cleaning device, for example, a cyclone or filter, to remove dust trapped from the exhaust gas from the exhaust gas.

Перед газосмесительным устройством входят трубопроводы для подачи кислородсодержащего газа и для подачи горючего газа в основной питающий газопровод. In front of the gas mixing device includes pipelines for supplying oxygen-containing gas and for supplying combustible gas to the main supply gas pipeline.

Все питающие газопроводы и газоотводы снабжены в требуемых местах регулирующими устройствами, например, подвижными клапанами, и подающими газ устройствами, например, воздуходувками. All supply gas pipelines and gas outlets are equipped in required places with control devices, for example, movable valves, and gas supply devices, for example, blowers.

Целесообразно ниже зоны подачи газа вдувать в сыпучую массу запирающий газ, предпочтительно воздух. Для этого ниже зоны подачи газа в реактор входит трубопровод с запирающим газом. Вид запирающего газа выбирают таким образом, чтобы надежно обезопасить расстояние до зоны подачи газа и чтобы запирающий газ предпочтительно устремлялся вниз. It is advisable to inject a blocking gas, preferably air, into the bulk material below the gas supply zone. To do this, below the gas supply zone into the reactor enters the pipeline with a shut-off gas. The type of blocking gas is chosen in such a way as to reliably secure the distance to the gas supply zone and so that the blocking gas preferably rushes down.

В качестве альтернативы в зоне разгрузки шахтной печи может быть расположен бункер-накопитель, благодаря которому шахтная печь уплотнена от утечки газов и, с другой стороны, регулируется выгрузка обожженного агломерата. Alternatively, a storage hopper may be located in the discharge zone of the shaft furnace, due to which the shaft furnace is sealed against gas leakage and, on the other hand, the discharge of the calcined sinter is regulated.

Особенно предпочтительное выполнение предложенного устройства предусматривает наличие двух предложенных реакторов. Основной газоотвод первого реактора при этом соединяется с основным питающим газопроводом второго реактора, а основной газоотвод второго реактора соединяется с основным питающим газопроводом первого реактора. A particularly preferred embodiment of the proposed device provides for the presence of two proposed reactors. In this case, the main gas outlet of the first reactor is connected to the main gas supply line of the second reactor, and the main gas outlet of the second reactor is connected to the main gas supply line of the first reactor.

Во время фазы обжига одного из реакторов отводимый при этом отходящий газ подают в другой реактор, в котором происходит процесс теплообмена, в качестве негорючей газовой смеси. Поскольку фаза горения и процесс теплообмена не обязательно должны продолжаться одинаковое время, поступление негорючей газовой смеси каждый раз может переключаться на воздух, или подачу отходящего газа отменяют и возобновляют подачу кислородсодержащего и горючего газа. During the firing phase of one of the reactors, the exhaust gas which is discharged in this case is supplied to the other reactor, in which the heat exchange process takes place, as a non-combustible gas mixture. Since the combustion phase and the heat exchange process do not have to last the same time, the intake of a non-combustible gas mixture can switch to air each time, or the supply of exhaust gas is canceled and the supply of oxygen-containing and combustible gas is resumed.

Далее предложенный способ, а также формы выполнения предложенного устройства подробнее описаны на фиг.1-3. Further, the proposed method, as well as the execution form of the proposed device are described in more detail in FIGS. 1-3.

В реактор 1 или в его зону 2 подачи подают агломерат, в частности, содержащие оксид железа сырые частицы, при помощи загрузочного устройства 3. Загрузочное устройство 3 образовано, например, в виде обычного, проходящего на всю ширину реактора 1, конвейерного транспортера, так, чтобы агломерат мог равномерно загружаться по всему поперечному сечению реактора. Agglomerate, in particular, raw particles containing iron oxide, is fed into the reactor 1 or in its feed zone 2 by means of a loading device 3. The loading device 3 is formed, for example, in the form of a conventional conveyor conveyor extending over the entire width of the reactor 1, so that the agglomerate can be loaded uniformly over the entire cross section of the reactor.

Сыпучая масса проходит по реактору 1 вниз и в виде обожженных частиц выгружается из зоны 4 выгрузки реактора 1 при помощи разгрузочного устройства 5; причем зона 4 выгрузки реактора 1 выполнена таким образом - например, имеет достаточно крутые боковые стенки реактора -, чтобы затруднялся центральный поток сыпучей массы агломерата. Под центральным потоком понимают U-образный профиль скорости истечения потока агломерата через поперечное сечение реактора. При появлении центрального потока сыпучая масса, находящаяся в или вблизи от центра реактора, оседает вниз быстрее, чем область сыпучей массы вблизи оболочки реактора. The bulk mass passes down the reactor 1 and is discharged in the form of burnt particles from the discharge zone 4 of the reactor 1 using a discharge device 5; moreover, the discharge zone 4 of the reactor 1 is made in this way — for example, has sufficiently steep side walls of the reactor — so that the central flow of the loose mass of agglomerate is hindered. Under the Central stream understand the U-shaped profile of the velocity of the flow of the agglomerate through the cross section of the reactor. With the appearance of a central flow, a granular mass located in or near the center of the reactor settles down faster than the region of the granular mass near the reactor shell.

Разгрузочное устройство 5 может, например, быть образовано в виде встряхивающего стола или в виде конвейерного транспортера. The unloading device 5 may, for example, be formed as a shaking table or in the form of a conveyor belt.

В зоне 6 подачи газа в реактор подают горючую газовую смесь и при помощи приспособления 7 распределяют поток газа для равномерного поступления газа в сыпучую массу. Горючая газовая смесь поднимается в сыпучей массе вверх, охлаждает в зоне 8 охлаждения оседающие вниз обожженные частицы и при этом нагревается до тех пор, пока не воспламеняется в зоне 9 горения. Продукты горения поднимаются через зону 10 нагрева, в которой сырые частицы нагреваются и сушатся. In the gas supply zone 6, a combustible gas mixture is supplied to the reactor and, using the device 7, a gas stream is distributed to distribute the gas evenly into the bulk mass. The combustible gas mixture rises in the granular mass, cools in the cooling zone 8, the burnt particles settling down, and heats up until it ignites in the combustion zone 9. The combustion products rise through the heating zone 10, in which the raw particles are heated and dried.

В зоне 11 отвода отходящие газы через приспособление 12 для отвода отходящих газов равномерно отводятся из сыпучей массы. In the zone 11 of the exhaust gas through the device 12 for exhaust gas uniformly removed from the bulk mass.

На фиг. 1 как приспособление 7 для подачи, так и приспособление 12 для отвода газов образованы в виде насадок в форме коромысла, которые горизонтально расположены во внутреннем объеме реактора. Под каждой такой насадкой образуется свободный от сыпучей массы канал 13а, 13b. Через каналы 13а вдувают газ, а через каналы 13b его отводят. In FIG. 1, both the supply device 7 and the gas removal device 12 are formed in the form of rocker-shaped nozzles that are horizontally arranged in the internal volume of the reactor. Under each such nozzle, a channel 13a, 13b free of loose mass is formed. Gas is blown through channels 13a, and it is vented through channels 13b.

Целесообразно согласовывать число подводящих газопроводов 14 или число газоотводов 15, которые непосредственно связаны с каждым каналом 13а, 13b, с числом насадок таким образом, чтобы, например, оно было одинаковым или двойным, если одновременно с противоположных сторон реактора 1 в каждый канал 13а, 13b вдувают или отводят газ. На фиг.1 на основании сделанного выбора представлены только по одному соответствующему питающему газопроводу 14 или газоотводу 15 в качестве входящих в реактор 1. It is advisable to coordinate the number of gas supply pipelines 14 or the number of gas outlets 15, which are directly connected to each channel 13a, 13b, with the number of nozzles in such a way that, for example, it is the same or double if, at the same time, from opposite sides of the reactor 1 to each channel 13a, 13b inflate or vent gas. In Fig.1, on the basis of the choice made, only one corresponding supply gas pipeline 14 or gas outlet 15 is shown as entering the reactor 1.

На фиг.2 представлена альтернативная форма выполнения приспособления 12 для отвода газа в виде сверху. Figure 2 presents an alternative form of execution of the device 12 for the removal of gas in a top view.

Над всем поперечным сечением реактора 1 расположена выполненная в виде перфорированной плиты газораспределительная тарелка 16. Через отверстия 17 газораспределительной тарелки 16 сыпучая масса опускается вниз, причем ниже газораспределительной тарелки 16 образуется решетка из перекрещивающихся друг с другом каналов. При такой форме выполнения приспособление 12 для отвода газа может отводить газ с одной, нескольких или со всех сторон реактора 1 через газоотводы 15. Затем газоотводы 15 объединяются в главный газоотвод 18. В качестве альтернативы этому вокруг реактора может проходить кольцевой трубопровод, в который входят газоотводы 15 и от которого отходит главный газоотвод. Для обеспыливания отходящих газов главный газоотвод 18 снабжен газоочистительным устройством, например, циклоном. A gas distribution plate 16 arranged in the form of a perforated plate is located over the entire cross-section of the reactor 1. Through the openings 17 of the gas distribution plate 16, the bulk mass is lowered, and below the gas distribution plate 16 a lattice is formed of channels intersecting each other. With this embodiment, the gas exhaust device 12 can exhaust gas from one, several or all sides of the reactor 1 through the gas outlets 15. Then the gas outlets 15 are combined into the main gas outlet 18. Alternatively, an annular conduit can pass around the reactor into which the gas outlets enter 15 and from which the main gas outlet departs. To dedust the exhaust gases, the main gas outlet 18 is equipped with a gas cleaning device, for example, a cyclone.

Форма отверстий 17 газораспределительной тарелки 16 не ограничивается представленным на фиг.2 квадратным выполнением. Отверстия могут также иметь, например, в зависимости от геометрии поперечного сечения реактора прямоугольную, а также круглую, шестигранную или другие подобные формы. The shape of the openings 17 of the gas distribution plate 16 is not limited to the square embodiment shown in FIG. The holes can also have, for example, rectangular, round, hexagonal or other similar shapes, depending on the geometry of the reactor cross section.

Каждый вариант выполнения газораспределительной тарелки, представленной на фиг. 2, может использоваться одинаково в качестве приспособления 12 для отвода газа, а также в качестве приспособления 7 для подачи газа, причем в последнем случае питающие газопроводы 14 отходят от главного питающего газопровода 19 и входят ниже подающего газ приспособления 7 в свободные от сыпучей массы каналы. Each embodiment of the gas distribution plate shown in FIG. 2 can be used equally as a device 12 for venting gas, as well as a device 7 for supplying gas, in the latter case, the supply gas pipelines 14 extend from the main supply gas pipeline 19 and enter below the gas supply device 7 in free from loose bulk channels.

В главный питающий газопровод 19 входит трубопровод 20 для подачи кислородсодержащего газа, а также трубопровод 21 для подачи горючего газа. Кислородсодержащий газ и горючий газ смешивают в газосмесителе 22, который выполнен, например, в виде статического смесителя. The main supply gas pipe 19 includes a pipe 20 for supplying oxygen-containing gas, as well as a pipe 21 for supplying combustible gas. Oxygen-containing gas and combustible gas are mixed in a gas mixer 22, which is made, for example, in the form of a static mixer.

Главный газоотвод 18 связан с главным питающим газопроводом 19 трубопроводом 23. The main gas outlet 18 is connected to the main supply gas pipeline 19 by a pipe 23.

Над подающим газ приспособлением 7, в зоне 8 охлаждения расположены дробилки 24 для комков, которые образованы известным способом из неистирающихся вальцов с расположенными вокруг них дробящими зубцами. Эти дробилки для комков приводятся в движение посредством расположенных вне реактора не показанных двигателей и разрыхляют в этой области сыпучую массу уже обожженных там частиц или служат для разрушения спекания между частицами. Above the gas supply device 7, in the cooling zone 8 are crushers 24 for lumps, which are formed in a known manner from non-abrasive rollers with crushing teeth located around them. These lump crushers are driven by engines not shown outside the reactor and loosen a loose mass of particles already burnt there in this area or serve to break down the sintering between particles.

В зону 4 выгрузки в реактор входит трубопровод 25 для запирающего газа. Благодаря подаваемому по трубопроводу 25 запирающему газу, обычно воздуху, реактор 1 изолируется от выхода других газов. In the zone 4 of the discharge into the reactor enters the pipeline 25 for the locking gas. Due to the blocking gas supplied through the pipe 25, usually air, the reactor 1 is isolated from the exit of other gases.

На фиг. 3 представлено предложенное устройство с двумя реакторами 1. Описание каждого реактора соответствует каждому реактору согласно фиг.1. Главный газоотвод 18 каждого реактора 1 соединен с главным питающим газопроводом 19 каждого другого реактора 1 через трубопровод 26. Благодаря этому отходящий газ, который во время фазы горения выходит из одного реактора 1, подается в другой реактор 1 во время процесса теплообмена. In FIG. 3 shows the proposed device with two reactors 1. The description of each reactor corresponds to each reactor according to figure 1. The main gas outlet 18 of each reactor 1 is connected to the main gas supply pipe 19 of each other reactor 1 through a pipe 26. Due to this, the exhaust gas, which during the combustion phase leaves one reactor 1, is supplied to another reactor 1 during the heat exchange process.

Данное изобретение не ограничено изображенными на фиг.1-3 примерами выполнения, а охватывает также все известные специалистам средства, которые могут быть привлечены к выполнению данного изобретения. The present invention is not limited to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1-3, but also encompasses all means known to those skilled in the art that may be involved in carrying out the present invention.

Claims

1. The method of heat treatment of agglomerates, in particular the burning of particles containing iron oxide, comprising treating the agglomerate in several processing zones located one above the other in the same reactor, in particular a shaft furnace, the agglomerate being continuously fed into the loading zone and it forms a loose mass in the reactor, in the drying and heating zones subsequent to the loading zone, it is dried and heated; in the next combustion zone, it is burned, in the cooling zone following the combustion zone, it is cooled, and in the zone subsequent to the cooling zone unloading is discharged from the reactor, characterized in that a combustible gas mixture is supplied to the reactor in countercurrent to the agglomerate into the gas supply zone, which is located directly in front of the unloading zone in the direction of movement of the agglomerate, ignited during the transition from the cooling zone to the combustion zone, and taken off gas in the exhaust zone located immediately in front of the loading zone in the direction of gas movement.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the gas supply zone a combustible gas mixture and a non-combustible gas mixture are alternately supplied to the reactor.

3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the gas is supplied to the gas supply zone mainly with uniform distribution through the horizontal cross section of the reactor.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the removal of gases in the exhaust zone is carried out mainly with uniform distribution through a horizontal cross section of the reactor.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the combustible gas mixture to achieve the required temperature during its combustion contains a sufficient amount of combustible gas, in particular C _n H _{2n + 2} , and / or CO, and / or H ₂ , and an oxygen-containing gas, in particular air and / or technical oxygen.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the combustible gas contains natural gas and / or blast furnace gas and / or blast furnace gas and / or coke oven gas and / or generator gas and / or synthesis gas and / or reducing gas.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the ratio of combustible gas to oxygen-containing gas in the combustible gas mixture is controlled.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the ratio of combustible gas to oxygen-containing gas in the combustible gas mixture is controlled depending on the temperature in the combustion zone and / or the spatial increase in the combustion zone.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the speed at which the combustible gas mixture or non-combustible gas mixture passes through the bulk mass of the agglomerate is controlled.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the speed at which the combustible gas mixture passes through the bulk mass of the agglomerate is controlled depending on the temperature in the combustion zone and / or the spatial increase in the combustion zone.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the speed at which the combustible gas mixture passes through the bulk mass of the sinter is chosen to be equal to or greater than the propagation speed of the flame of the combustible gas mixture.

12. The method according to any one of claims 2 to 11, characterized in that the non-combustible gas mixture is formed, at least in part, from recirculated gas, which is taken in the exhaust zone from the reactor, and / or air.

13. The method according to any one of claims 2 to 11, characterized in that the non-combustible gas mixture is formed, at least in part, from the recirculated exhaust gas of the subsequent combustion process and / or air.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that in the discharge zone a blocking gas, preferably air, is supplied to the reactor.

15. Device for heat treatment of agglomerates, in particular for firing containing particles of iron oxide, containing at least one reactor (1), in particular at least one shaft furnace, with an upper zone (2) for loading the agglomerate using a loading device ( 3), and the lower zone (4) for unloading the treated agglomerate using a discharge device (5) from the reactor (1), from the discharge zone (11) located below the loading zone (2), which contains a device (12) for discharging the exhaust gas from the reactor (1), and located between the zone ( 2) loading and unloading zone (4) by a gas supply zone (6), which contains a gas supply device (7), characterized in that the gas supply device is configured to supply gases of a combustible gas mixture, mainly uniformly distributed across a horizontal cross section reactor (1), and the device for exhaust gases is configured to exhaust gas, mainly evenly distributed through a horizontal cross section of the reactor (1).

16. The device according to p. 15, characterized in that the device (12) for uniform exhaust gas and / or the device (7) for uniform gas supply contains at least one, preferably at least two, rocker-shaped nozzles intersecting preferably horizontally the zone (11) of the outlet or the zone (6) of the gas supply.

17. The device according to any one of paragraphs.15, 16, characterized in that the vertical, normally located to the longitudinal axis of each nozzle (7,12) cross section of each nozzle (7, 12) is selected so that their width at the widest point is at least five times, preferably at least ten times, particularly preferably 15 to 25 times the average diameter of the agglomerate.

18. Device according to any one of paragraphs.15-17, characterized in that the nozzles (7, 12) are at least three times, preferably at least five times apart, from the maximum distance of the agglomerate.

19. The device according to any one of paragraphs.15-18, characterized in that the vertical, normally located to the longitudinal axis of each nozzle (7, 12), the cross section of each nozzle (7, 12) is generally rectangular, or square, or triangular, or trapezoidal, or rounded.

20. The device according to p. 15, characterized in that the device (12) for uniform gas removal and / or the device (7) for uniform gas supply is made in the form of a gas distribution plate (16), which passes in the form of a perforated plate through the cross section of the reactor .

21. The device according to claim 20, characterized in that the width of the partition between each two adjacent openings (17) of the gas distribution plate is at least five times, preferably at least ten times, especially preferably 15-25 times the average diameter of the agglomerate.

22. The device according to any one of paragraphs.20 and 21, characterized in that every two adjacent baffles of the gas distribution plate are located at least three times, preferably at least five times, from the maximum diameter of the agglomerate.

23. Device according to any one of paragraphs.20-22, characterized in that the openings (17) of the gas distribution plate (16) are predominantly evenly spaced rows, and the holes (17) within one row have substantially constant intervals.

24. Device according to any one of paragraphs.20-23, characterized in that the openings (17) of the gas distribution plate (16) are generally square, or rectangular, or cross-shaped.

25. A device according to any one of claims 15-24, characterized in that a movable device (24) for moving the agglomerate and crushing the lumps is located above the gas supply device (7).

26. The device according A.25, characterized in that the movable device (24) has at least one, preferably at least two, crushers for lumps, and each such crusher for lumps is made in the form of non-abrasive rollers with crushing teeth located around.

27. Device according to any one of paragraphs.15-26, characterized in that the feed gas line (14) enters the reactor (1) immediately below the device (7) for uniform gas supply.

28. The device according to p. 27, characterized in that it contains a gas mixer (22) the main supply gas pipeline (19), which branches into supply gas pipelines (14).

29. The device according to any one of paragraphs.15-28, characterized in that the gas outlets (15) enter the reactor (1) immediately below the device (12) for uniform exhaust gases.

30. Device according to any one of paragraphs.15-29, characterized in that the gas outlets (15) are connected to the main gas outlet (18).

31. The device according to any one of paragraphs.15-30, characterized in that the main gas outlet (18) is connected to the main supply gas pipe (19).

32. The device according to any one of paragraphs.15-31, characterized in that the pipeline (20) is included in the main supply gas pipeline (19) for supplying oxygen-containing gas.

33. Device according to any one of paragraphs.15-32, characterized in that the pipeline (21) is included in the main supply gas pipeline (19) for supplying combustible gas.

34. The device according to any one of paragraphs.15-33, characterized in that the pipeline with a blocking gas (25) is included in the zone (4) of the discharge of the reactor (1).

35. The device according to any one of paragraphs.15-34, characterized in that in the discharge area (4) is a storage hopper.

36. Device according to any one of paragraphs 28-35, characterized in that in the case of a device with two reactors, the main gas outlet (18) of the first reactor (1) is connected to the main gas supply (19) of the second reactor (1), the main gas outlet (18 ) of the second reactor (1) is connected to the main gas supply line (19) of the first reactor (1).