Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 045502

   Библиографические данные
(11)045502    (13) B1
(21)202292716

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: C     


Документ опубликован 2023.11.29
Текущий бюллетень: 2023-11  
Все публикации: 045502  
Реестр евразийского патента: 045502  

(22)2021.03.24
(51) C21B 13/00 (2006.01)
C21B 13/02 (2006.01)
C21B 13/14(2006.01)
(43)A1 2023.03.14 Бюллетень № 03  тит.лист, описание 
(45)B1 2023.11.29 Бюллетень № 11  тит.лист, описание 
(31)62/993,771; 17/209,506
(32)2020.03.24; 2021.03.23
(33)US; US
(86)US2021/023801
(87)2021/195160 2021.09.30
(71)МИДРЭКС ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)
(72)Бастоу-Кокс Кейт Маршалл, Асториа Тодд Майкл, Хьюз Грегори Дарел (US)
(73)МИДРЭКС ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)
(74)Кузнецова С.А. (RU)
(54)СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗЕ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ В ПЕЧИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
   Формула 
(57) 1. Способ производства железа прямого восстановления, имеющего повышенное содержание углерода, включающий:
обеспечение струи газа с высоким содержанием монооксида углерода и разделение струи газа с высоким содержанием монооксида углерода на по меньшей мере две отдельные струи газа с высоким содержанием монооксида углерода;
обеспечение струи газа с высоким содержанием углеводородов и разделение струи газа с высоким содержанием углеводородов на по меньшей мере две отдельные струи газа с высоким содержанием углеводородов;
смешивание одной из струй газа с высоким содержанием монооксида углерода с одной из струй газа с высоким содержанием углеводородов с образованием смешанной струи науглероживающего газа;
смешивание другой струи газа с высоким содержанием монооксида углерода из по меньшей мере двух отдельных струй газа с высоким содержанием монооксида углерода с другой струей газа с высоким содержанием углеводородов из по меньшей мере двух отдельных струй газа с высоким содержанием углеводородов с образованием отличной смешанной струи науглероживающего газа;
доставку каждой из смешанных струй науглероживающего газа, которые имеют разный состав, в переходную зону печи прямого восстановления и подвергание частично или полностью восстановленного оксида железа воздействию смешанных струй науглероживающего газа с повышением содержания углерода в получаемом в результате железе прямого восстановления до более чем приблизительно 4,5 вес.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает:
разделение струи газа с высоким содержанием монооксида углерода на первую струю газа с высоким содержанием монооксида углерода, вторую струю газа с высоким содержанием монооксида углерода и третью струю газа с высоким содержанием монооксида углерода;
разделение струи газа с высоким содержанием углеводородов на первую струю газа с высоким содержанием углеводородов, вторую струю газа с высоким содержанием углеводородов и третью струю газа с высоким содержанием углеводородов;
смешивание первой струи газа с высоким содержанием монооксида углерода с первой струей газа с высоким содержанием углеводородов в первом смесителе с образованием первой смешанной струи науглероживающего газа;
смешивание второй струи газа с высоким содержанием монооксида углерода со второй струей газа с высоким содержанием углеводородов во втором смесителе с образованием второй смешанной струи науглероживающего газа;
смешивание третьей струи газа с высоким содержанием монооксида углерода с третьей струей газа с высоким содержанием углеводородов в третьем смесителе с образованием третьей смешанной струи науглероживающего газа;
доставку каждой из первой, второй и третьей смешанных струй науглероживающего газа, которые имеют разные составы, в переходную зону печи прямого восстановления и подвергание частично или полностью восстановленного оксида железа воздействию первой смешанной струи науглероживающего газа, второй смешанной струи науглероживающего газа и третьей смешанной струи науглероживающего газа с повышением содержания углерода в получаемом в результате железе прямого восстановления до более чем приблизительно 4,5 вес.%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечение струи газа с высоким содержанием монооксида углерода включает первоначальное обеспечение одной струи газа, подвергнутого риформингу, из установки риформинга, и струю газа с высоким содержанием монооксида углерода направляют из блока извлечения монооксида углерода, который образует часть струи газа с высоким содержанием монооксида углерода и выходящую струю газа с высоким содержанием Н2.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходная зона содержит множество ярусов равной высоты внутри переходной зоны, и каждый ярус содержит компоновку форсунок, и при этом каждую из смешанных струй науглероживающего газа вводят в отдельный ярус переходной зоны через компоновку форсунок на каждом ярусе.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что форсунки, вводящие смешанную струю науглероживающего газа на каждом ярусе, размещают в виде периферического кольца с равным количеством форсунок, расположенных в нижней части каждого яруса.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что периферическое кольцо содержит от приблизительно 16 до 28 форсунок.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что форсунки оснащают индивидуальными клапанами или оснащают коллекторными клапанами с не более чем 4 форсунками на каждый коллектор.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что каждую из смешанных струй науглероживающего газа вводят в отдельный ярус переходной зоны с меняющимся составом для каждого яруса с использованием отдельного смесителя для каждого яруса.
9. Способ по п.4, отличающийся тем, что каждая из смешанных струй науглероживающего газа может быть предварительно нагрета до разных температур для каждого яруса с использованием отдельного устройства для предварительного нагрева, причем температуры предварительного нагрева могут находиться в диапазоне от температуры окружающей среды до 400°С.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что переходная зона содержит множество ярусов, расположенных друг над другом вертикально, и каждую из смешанных струй науглероживающего газа вводят в отдельный ярус.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что общую высоту переходной зоны увеличивают более чем на 0,5 м до высоты 1,5-3,5 м.
12. Шахтная печь прямого восстановления для использования в способе по любому из пп.1-11, содержащая:
зону восстановления;
переходную зону, при этом переходная зона имеет несколько ярусов, расположенных друг над другом вертикально, и каждый ярус выполнен с возможностью приема отдельного потока смешанной струи науглероживающего газа,
при этом поток смешанной струи науглероживающего газа содержит смесь струи газа с высоким содержанием монооксида углерода и струи газа с высоким содержанием углеводородов; и
зону охлаждения, расположенную под переходной зоной, при этом восстановленное железо частично или полностью подвергается воздействию смешанных струй науглероживающего газа для повышения содержания углерода в получаемом в результате железе прямого восстановления шахтной печи прямого восстановления до более чем приблизительно 4,5 вес.%.
13. Шахтная печь прямого восстановления по п.12, отличающаяся тем, что переходная зона содержит множество ярусов равной высоты внутри переходной зоны, и каждый ярус содержит компоновку форсунок, и при этом печь выполнена с возможностью приема каждой из смешанных струй науглероживающего газа в отдельном ярусе переходной зоны через компоновку форсунок на каждом ярусе.
14. Шахтная печь прямого восстановления по п.13, отличающаяся тем, что форсунки на каждом ярусе выполнены в виде периферического кольца с равным количеством форсунок, расположенных в нижней части каждого яруса.
15. Шахтная печь прямого восстановления по п.14, отличающаяся тем, что периферическое кольцо содержит от приблизительно 16 до 28 форсунок.
16. Шахтная печь прямого восстановления по п.15, отличающаяся тем, что форсунки оснащены индивидуальными клапанами или оснащены коллекторными клапанами с не более чем 4 форсунками на каждый коллектор.
17. Шахтная печь прямого восстановления по п.12, отличающаяся тем, что печь выполнена с возможностью приема каждой из смешанных струй науглероживающего газа, вводимых в отдельный ярус переходной зоны с меняющимся составом.
18. Шахтная печь прямого восстановления по п.12, отличающаяся тем, что каждый ярус содержит поток смешанной струи науглероживающего газа с разным составом.
19. Шахтная печь прямого восстановления по п.17, отличающаяся тем, что общая высота переходной зоны увеличивается более чем на 0,5 м до высоты 1,5-3,5 м.