[其他]海綿鐵生產(chǎn)及余熱利用工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000004824
• 申請日: 1985-06-22
• 公開（公告）號: CN1004880B
• 公開（公告）日: 1989-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬治·達(dá)拉蒂莫斯;馬丁·赫希;沃爾弗羅姆·施內(nèi)布爾
• 申請（專利權(quán)）人: 金屬股份有限公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 全菁;吳大建

在回轉(zhuǎn)窯中通過直接還原含氧化鐵的物質(zhì)生產(chǎn)海綿鐵；回轉(zhuǎn)窯卸出的爐料分為海綿鐵和含剩余碳的物質(zhì)，在流化床反應(yīng)器中燃燒含碳物質(zhì)，由燃燒產(chǎn)生的熱量除散失外用于發(fā)電，為確保利用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中的剩余能量，并把二氧化硫，Ｘ氧化氮和硫化鈣成分減至最小，將回轉(zhuǎn)窯含塵排氣供入流化床反應(yīng)器進(jìn)行二次燃燒，進(jìn)入流化床反應(yīng)器的大部分含氧氣體，在超化學(xué)計(jì)算的氧量條件下，完成易燃組分的燃燒，把流化床反應(yīng)器排出氣體所夾帶的固體再循環(huán)入流化床反應(yīng)器。

本發(fā)明涉及在回轉(zhuǎn)窯中用固體碳素還原劑直接還原含氧化鐵的物質(zhì)生產(chǎn)海綿鐵及利用余熱的工藝，在該工藝中，從回轉(zhuǎn)窯卸出的爐料被分為海綿鐵和含剩余碳的物質(zhì)，含碳物質(zhì)在有循環(huán)流化床的流化床反應(yīng)器中燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱除散失外用于發(fā)電。

在回轉(zhuǎn)窯中用固體碳素還原劑直接還原氧化鐵生產(chǎn)海綿鐵的過程中，僅僅只有還原劑中固定碳份（FC）能夠用于還原氧化鐵。在大多數(shù)情況下，還原劑中易燃的揮發(fā)性成分只有一部分用于預(yù)熱加熱區(qū)中的爐料。其結(jié)果是，排氣中仍然含有易燃的氣態(tài)成分，并夾帶著由部分易燃還原劑組成的爐塵。排氣中易燃揮發(fā)性成分的含量比較高，如果使用含有高揮發(fā)成分的煤，例如褐煤，則更是如此。為此，如果除了顯熱以外，還要回收易燃熱量，就必須使排氣進(jìn)行二次燃燒。為了避免海綿鐵再次氧化，必須控制生產(chǎn)過程，使從回轉(zhuǎn)爐卸出的爐料。根據(jù)用作還原劑的煤的反應(yīng)性而含有較多或較少的剩余碳。除了剩余碳以外，卸出的爐料還含有已經(jīng)形成了的灰渣和結(jié)合成硫化鈣（cas）形式的硫，硫是從海綿鐵中分離出來的。

眾所周知，根據(jù)已公開的3300867德國申請，在補(bǔ)充燃燒室內(nèi)二次燃燒回轉(zhuǎn)窯的排氣、把排氣的熱量用于生產(chǎn)蒸汽，并把蒸氣用于發(fā)電。為了避免過熱和結(jié)殼，必須以多級形式和澆水冷卻控制溫度的情況下，對排氣進(jìn)行二次燃燒。汽化潛熱無法用于生產(chǎn)蒸汽。在這種工藝情況下，排氣中所含的細(xì)顆粒固體沒有完全燃燒。從回轉(zhuǎn)窯卸料中的海綿鐵里分離出來的非磁性材料，在循環(huán)流化床中燃燒。燃燒產(chǎn)生的熱通過蒸汽發(fā)生器用于發(fā)電。排氣中的易燃成分僅僅只利用了一部分，包含在排氣中并構(gòu)成污染物的二氧化硫是不排放的。本發(fā)明的目的是使回轉(zhuǎn)窯中無法用于還原氧化鐵的全部多余能量獲得最佳利用，使由二氧化硫（SO₂）、X氧化氮（NO_x）和硫化鈣（cas）造成的污染減至最小。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中將回轉(zhuǎn)窯的含塵排氣供入流化床反應(yīng)器并在那里進(jìn)行二次燃燒，至少將大部分供入流化床反應(yīng)器的含氧氣體，作為流態(tài)化氣體供入流化床反應(yīng)器的下部，在超化學(xué)計(jì)算的氧量條件下，完成易燃組分的燃燒，將流化床反應(yīng)器排氣流夾帶的固體再循環(huán)入流化床反應(yīng)器。而每小時(shí)該循環(huán)固體的重量至少五倍于流化床反應(yīng)器所含有固體的重量。

本發(fā)明使用的流化床不同于“傳統(tǒng)的”流化床，在本發(fā)明的流化床中，由于突然的密度變化，密相和表層氣體區(qū)分離開并形成沒有明確界限層的分布狀態(tài)。在密相和表層氣體區(qū)之間沒有突然的密度變化，但反應(yīng)器中固體的濃度自底部到頂部連續(xù)減少。

操作條件定義用費(fèi)路德（Froude）和阿基米德（Archimede）特征數(shù)表示，其結(jié)果如下：

且u＝有關(guān)氣體速度（米/秒）

A_r＝阿基米德（Archimedes）數(shù)

F_r＝弗路德（Froude）數(shù)

ρ_s＝氣體密度（公斤/米³）

ρ_h＝固體顆粒密度（公斤/米³）

d_h＝球形顆粒直徑（米）

ν＝動粘度（米²/秒）

g＝萬有引力常數(shù)（米/秒²）