Характеристика основного оборудования процесса ХИЛ III

1.3.1 Шахтная печь включает, кроме собственно печи систему загрузки окисленных окатышей.

Система загрузки состоит из загрузочного бункера с уровнемерами и устройствами аварийной сигнализации, верхней уплотнительной трубы, дозировочного бункера (распределительного устройства) и 16 загрузочных труб. Система обеспечивает постоянное и равномерное распределение окатышей по сечению печи и благодаря этому равномерный поток восстановительного газа и его интенсивное взаимодействие с восстанавливаемыми окатышами. Кроме того, в результате применения надежного газодинамического уплотнения система эффективно препятствует выбросам печного газа в атмосферу.

Собственно шахтная печь состоит из зоны нагрева и восстановления, зоны вдувания горячего восстановительного газа, зоны с верхними и средними питателями постоянного действия и транзитной зоны. Кожух печи сварной с общей высотой около 33 м.

На вертикальном участке печи высотой 4 – 5 м в зоне верхних и средних питателей постоянного действия имеется опорное кольцо, с помощью которого печь опирается на металлоконструкции этажерки.

Для обеспечения равномерного схода материалов без образования застойных зон, эффективного использования всего объема печи, высоких ее производительности и степени металлизации продукта в печи устанавливаются питатели постоянного действия, а также коническая вставка.

Печь имеет тонкостенную износостойкую футеровку и изоляционный слой, выполненные из огнеупорного кирпича и плавленых огнеупоров.

1.3.2 Скруббер колошникового газа

Для очистки от пыли и охлаждения колошникового газа применяется скруббер с трубой Вентури.

В скруббере газ разделяется на два потока (технологический и топливный), проходящие через отдельные секции с насадками, в которых он дополнительно охлаждается.

С целью регулирования температуры газовых потоков для их охлаждения подается вода с различной температурой. Для охлаждения технологического газа – 67 ^оС, а для охлаждения топливного газа – 32 ^оС. Благодаря подаче горячей воды обеспечивается требуемое по условиям конверсии природного газа соотношение Н₂О / СО₂ в технологическом газе. Колошниковый топливный газ с целью повышения его теплотворной способности охлаждается до более низкой температуры холодной водой.

Скруббер рассчитан на очистку и охлаждение максимального количества колошникового газа (380 тыс. нм³ /ч).

Система выгрузки горячих металлизованных окатышей

Горячий восстановленный материал (температура около 700 ^оС) выдается из печи через нижнюю уплотнительную трубу и камеру выгрузки продукта. При этом пропускная способность нижнего питателя постоянного действия обеспечивает необходимую скорость выдачи продукта из печи.

Для отсечки печи от атмосферы в нижней ее части предусматривается подача под давлением сухого уплотнительного газа. Этот газ отводится из камеры выгрузки продукта в систему обеспыливания нижнего уплотнительного газа.

Из трубы материал попадает в камеру выгрузки продукта, снабженную разгрузочным скребковым устройством, стимулятором потока, двумя роликовыми грохотами и двумя отводами для удаления и выгрузки из камеры в наружный бункер крупных кусков (спеков). В нижней своей части камера соединяется с пятью трубами для подачи горячего материала в брикетные прессы и с одной байпасной трубой. С помощью байпасного разгрузочного устройства шнекового типа материал, минуя брикетные прессы, подается на конвейеры – охладители продукта. Обычно таким путем выгружаются из печи реметы, образующиеся при ее запусках и остановках.

1.3.3 Система горячего брикетирования окатышей и охлаждения ГБЖ

Система горячего брикетирования включает пять брикетных прессов, пять сепараторов брикетов, одну байпасную линию и три конвейера – охладителя брикетов.

Горячие металлизованные окатыши задаются в пресс с помощью шнекового питателя. Для получения брикетов в форме «подушек» применяются прессы роликового типа с формующими штампами, расположенными в два ряда по окружности

Непрерывная брикетная лента из пресса подается в сепараторы, где разделяется на отдельные брикеты. После сепараторов брикеты поступают на охлаждающие конвейеры и там подвергаются замедленному охлаждению водой. Количество воды подаваемой из форсунок, регулируется таким образом, что позволяет не только охладить, но и высушить брикеты за счет их тепла.

1.3.4 Системы обеспыливания

Как указывалось ранее, большая часть нижнего уплотнительного газа отводится из камеры выгрузки продукта в соответствующую систему обеспыливания.

После отвода из камеры выгрузки продукта газ разбавляется воздухом, очищается от пыли в скруббере и вентилятором через трубу сбрасывается в атмосферу. Предусматривается резервирование этой системы с очисткой уплотнительного газа в барботере.

Отдельная система предусматривается для обеспыливания брикетных прессов. В систему отводится газ от самих прессов, их загрузочных труб и сепараторов брикетов. Этот газ вначале попадает в циклон, а затем после грубой очистки от пыли – в скруббер и далее вентилятором через трубу сбрасывается в атмосферу. Горячая пыль, уловленная в циклоне, возвращается в брикетный пресс.

Для отвода пара от конвейеров – охладителей брикетов предусматривается отдельная система, включающая вентилятор и трубу.

1.3.5 Реформер

Конверсия природного газа осуществляется в реформере, корпус которого с футерованным рабочим пространством представляет газоплотную сварную конструкцию длиной около 60 м, шириной около 20 м и высотой около 9 м.

В реформере устанавливается 510 реакционных труб, в которых происходит пароуглекислотная конверсия природного газа. Трубы расположены в 17 отсеках по 30 труб в каждом. Катализатор конверсии природного газа, заполняющий реакционные трубы, состоит из наполнителя, содержащего в качестве активного компонента никель. Общая масса катализатора, единовременно загружаемого в трубы реформера, составляет 295 т.

Реакционные трубы выполнены из жаростойкого хромоникелевого сплава и подвешены к металлоконструкции над сводом реформера.

Конвертированный газ из труб поступает в три коллектора, которые за пределами конструкции реформера соединяются в один, транспортирующий газ к шахтной печи. Коллекторы футеруются огнеупорами.

Отопление реформера осуществляется с помощью горелок, расположенных в его подине. В каждом отсеке реформера установлены 14 главных горелок.

В главных горелках сжигается предварительно нагретый топливный газ в нагретом воздухе, во вспомогательных – холодный природный газ в холодном воздухе. Главные горелки, расположенные симметрично относительно реакционных труб, обеспечивают необходимый их нагрев по всей высоте за счет радиационного теплообмена. Вспомогательные горелки используются для нагрева реформера в период запуска, а также для поддержания температуры во время кратких остановок (холостой ход).

Продукты сжигания топлива отводятся из рабочего пространства реформера в два коллектора дымового газа, расположенные вдоль его продольных стен, и подаются в рекуператор для утилизации физического тепла.

   1.3.6 Рекуператор

Система рекуперации тепла состоит из двух параллельных линий (блоков), каждая из которых соединена с одним из двух коллекторов дымовых газов реформера.

Каждый блок представляет собой стальной футерованный корпус с трубными секциями. По ходу движения дымовых газов в каждом блоке рекуператора расположены:

- нагреватель воздуха для главных горелок с преимущественно радиационной теплопередачей (воздух нагревается до 650 ^оС);

- нагреватель питательного газа до температуры 560 ^оС;

- нагреватель технологического газа перед десульфурацией до температуры 370 ^оС;

- нагреватель природного газа до температуры 350 ^оС;

- нагреватель топливного газа до температуры 290 ^оС;

- нагреватель предварительного нагрева до примерно 270 ^оС холодного воздуха от главной воздуходувки.

   1.3.7 Компрессоры, воздуходувки и вентилятор

Для компрессии технологического газа, используемого в оборотном цикле, применяются две последовательно расположенные центробежные машины (1-й и 2-й ступени), которые повышают давление газа с 0,28 бар _изб. до 1,19 бар _изб. после 1-й ступени и до 2,2 бар _изб. после 2-й ступени. Тем самым, обеспечивается непрерывный поток технологических газов по замкнутому контуру, включающему шахтную печь, скруббер колошникового газа и реформер.

Каждый компрессор рассчитан на пропускную способность 232 тыс. нм³/ч технологического газа, но может работать автономно при пониженной производительности печи.

Подача воздуха горения на главные горелки реформера (через две секции рекуператора) обеспечивается главной воздуходувкой радиально-центробежного типа с максимальной производительностью 264 тыс. нм³/ч. Такого же типа воздуходувка (максимальная производительность 45 тыс. нм³/ч) используется для подачи воздуха горения на вспомогательные горелки.

Для эжектирования дымовых газов используется вентилятор центробежного типа производительностью 435 тыс. нм³/ч.