Способ и устройство для удаления твердых частиц и смоляного компонента из газообразного монооксида углерода

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И СМОЛЯНОГО КОМПОНЕНТА ИЗ ГАЗООБРАЗНОГО МОНООКСИДА УГЛЕРОДА Способ и устройство для удаления тврдых частиц и смоляного компонента из газообразного монооксида углерода. Согласно этому способу газообразный монооксид углерода из металлоплавильной печи для плавления ферросплава подают в газовый скруббер, очищают газообразный монооксид углерода в газовом скруббере жидкой средой для удаления части тврдых частиц, перемещают газообразный монооксид углерода из газового скруббера в воздуходувное устройство, с помощью воздуходувного устройства увеличивают скорость потока газообразного монооксида углерода, подают газообразный монооксид углерода на фильтр для улавливания частиц и, по существу, отфильтровывают остающиеся тврдые частицы из газообразного монооксида углерода на фильтре для улавливания частиц. Перед пропусканием через фильтр для улавливания частиц газообразный монооксид углерода подают в систему (4) подачи частиц, где в газообразный монооксид углерода вводят тонкодисперсные адсорбирующие частицы (А) для прилипания смоляного компонента к поверхности адсорбирующих частиц, и поток газообразного монооксида углерода, содержащий адсорбирующие частицы, подают на фильтр для улавливания частиц, при этом смоляной компонент, прилипший к адсорбирующим частицам, отделяют на фильтре для улавливания частиц. Область техники Изобретение относится к способу, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Изобретение также относится к устройству, описанному в ограничительной части п.8 формулы изобретения. Уровень техники Изобретение относится к способам плавки металлов, такой как плавка феррохрома, которую обычно проводят в дуговой электропечи с закрытой дугой. Действие дуговой электропечи с закрытой дугой основано на пропускании электрического тока между электродами через материал, предназначенный для плавления. Электрическое сопротивление материала, предназначенного для плавления, порождает тепловую энергию, так что при пропускании сильного электрического тока через материал, предназначенный для плавления, порция материала нагревается. Ток подается к вертикально размещнным электродам, которые расположены в углах треугольника симметрично относительно центральной точки печи. При необходимости регулируют глубину погружения электродов в печи, поскольку они изнашиваются на концах. Электроды погружают внутрь печи через отверстия, предусмотренные в крышке. Внутри дуговой электропечи, имеющей восстановительную газовую среду, преобладает газовая среда монооксида углерода, которая в основном создана подаваемым в печь в качестве восстановителей коксом, полукоксом или углеродом, содержащимися в применяемом угле. Газообразный монооксид углерода непрерывно удаляют из печи. Газообразный монооксид углерода содержит тврдые частицы. Когда естественный кокс, используемый в качестве восстановителя металлоплавильной печи, закоксован не полностью и представляет собой, например, так называемый "полуфабрикат закоксованного материала", широко распространнный на определнных территориях в мире, например в Южной Африке, тогда кокс также содержит смолу, летучие компоненты которой выделяются из печи вместе с газообразным монооксидом углерода. Термин "смоляной компонент" относится здесь к веществу, которое высвобождается из кокса при высокой температуре в бескислородной газовой среде. Обычно оно представляет собой смесь углеводородов с короткой цепью и углеводородов с длинной цепью, ароматических углеводородов и серы. Из публикации WO 2008/074912 А 1 известны способ и устройство, в которых содержащий тврдые частицы газообразный монооксид углерода из металлоплавильной печи сначала пропускают через газовый скруббер, обычно представляющий собой скруббер Вентури, в котором струя воды направлена на текущий сверху вниз газообразный монооксид углерода. Благодаря струе воды тврдое вещество, содержащееся в газе, удаляют в воду, и очищенный газ выводят из скруббера Вентури через выход, предусмотренный в верхней части скруббера. Затем скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают с помощью воздуходувного устройства. После этого газообразный монооксид углерода пропускают через фильтр для улавливания частиц, с помощью которого из газообразного монооксида углерода в основном удаляют остающиеся тврдые частицы. Изображнный в указанной публикации фильтр для улавливания частиц включает камеру фильтра, причм внутри этой камеры размещн фильтрующий элемент, через который можно пропускать газообразный монооксид углерода, так что тврдые частицы остаются на поверхности фильтрующего элемента. Внутри этой камеры предусмотрены очищающие сопла, через которые продуваемый инертный газ, например подаваемый импульсно азот или диоксид углерода, направляют на фильтрующий элемент для удаления тврдого вещества с поверхности фильтра. Внутри этой камеры ниже фильтрующего элемента размещены моющие сопла для подачи в камеру моющей жидкости с целью суспендирования удаляемого с фильтра тврдого вещества до суспензии. Суспензию собирают в отводную камеру, из которой е удаляют. Проблема состоит в том, что смоляной компонент, содержащийся в газовой фазе в газообразном монооксиде углерода, не удаляется ни в скруббере Вентури, ни на фильтре для улавливания частиц. Вместо этого, когда температура газообразного монооксида углерода падает после скруббера Вентури до 3050 С, летучий смоляной компонент при его протекании на всм протяжении начинает прилипать в виде вязкой массы на поверхности технологического оборудования. Он конденсируется, например, на лопатках ротора воздуходувного устройства, и со временем ротор разбалансируется, и в этом случае требуется ремонт. Смола также конденсируется на поверхностях фильтрующего элемента в фильтре для улавливания частиц, таким образом, блокируя его, и не удаляется при обдуве инертным газом. Летучий смоляной компонент, который после описанной очистки от тврдого вещества продолжает сво движение дальше с газообразным монооксидом углерода, вызывает много дополнительных проблем. Обычно газообразный монооксид углерода подают обратно в технологический процесс, туда, где он может быть использован, например, при ленточном прокаливании гранул для нагревания газа для обжига, в бункере предварительного подогрева для предварительного подогрева гранул и так далее, и в этих случаях смола блокирует сопла горелки, отверстия для обдува и каналы потока. Забивки, вызванные смолой, приводят к остановкам для проведения текущего ремонта, который ведт к большим затратам. Кроме того, исключительным недостатком является то, что даже если газообразный монооксид углерода, полученный из металлоплавильной печи, может быть отличным топливом для применения на электростанциях для выработки электричества, содержащийся в нм смоляной компонент делает невозможным использование его, например, в газотурбинных электростанциях, так как смоляной компонент прилипнет к лопаткам компрессора газовой турбины. Задача изобретения Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. Конкретной задачей изобретения является создание способа и устройства, которые позволяют удалять смоляной компонент из газообразного монооксида углерода, в то время как тврдые частицы удаляют из него с помощью фильтра для улавливания частиц. Дополнительно задачей изобретения является создание способа и устройства, с помощью которых может быть усовершенствована утилизация газообразного монооксида углерода. Газообразный монооксид углерода может быть использован повторно в этом способе и для выработки электричества, при этом смоляной компонент не создает ограничений для указанного использования. Сущность изобретения Способ в соответствии с изобретением характеризуется тем, что изложено в п.1 формулы изобретения. Дополнительно устройство в соответствии с изобретением характеризуется тем, что изложено в п.8 формулы изобретения. В соответствии со способом согласно изобретению перед пропусканием газообразного монооксида углерода через фильтр для улавливания частиц его пропускают через систему подачи частиц, где в газообразный монооксид углерода вводят тонкодисперсные адсорбирующие частицы для адсорбции смоляного компонента на поверхности адсорбирующих частиц, после чего содержащий адсорбирующие частицы поток газообразного монооксида углерода пропускают через фильтр для улавливания частиц и смоляной компонент, адсорбированный на адсорбирующих частицах, отделяют на фильтре для улавливания частиц. В соответствии с изобретением устройство включает систему подачи частиц, которая расположена по направлению потока перед фильтром для улавливания частиц, для введения тонкодисперсных частиц адсорбента, адсорбирующих смоляной компонент в газообразном монооксиде углерода. В воплощении этого способа адсорбирующими частицами является пыль, такая как тонкодисперсная коксовая пыль. Применяемым адсорбентом также может быть любой другой тонкодисперсный материал, пригодный к использованию в качестве адсорбента, но применение коксовой пыли в качестве адсорбента является предпочтительным, поскольку е получают отделением от кокса, используемого в металлоплавильной печи. Поскольку коксовую пыль нельзя вводить в металлоплавильную печь из-за опасности воспламенения пыли, отделение е является необходимым. Применение коксовой пыли в качестве адсорбента является хорошим вариантом избавления от этого неудобного побочного продукта. В воплощении этого способа 80-90% коксовой пыли имеет размер зерна не более 0,075 мм. Чем меньше размер зерна коксовой пыли, тем больше адсорбирующая поверхность, предоставляемая для смоляного компонента, и тем более эффективно летучий смоляной компонент отделяют от газообразного монооксида углерода. В воплощении этого способа скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают и адсорбирующие частицы примешивают в газообразный монооксид углерода, имеющего увеличенную скорость потока. В воплощении этого способа в системе подачи частиц скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают трубой Вентури и адсорбирующие частицы примешивают в газообразный монооксид углерода в трубе Вентури с помощью подающей трубы, которая открывается в трубу Вентури. В воплощении этого способа для достижения равномерного примешивания адсорбирующих частиц скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают до величины примерно 25-29 м/с. Этот способ является особенно подходящим для очистки от смоляного компонента газообразного монооксида углерода, образующегося при плавке феррохрома, причм смоляной компонент выделяется из неполностью закоксованного кокса, который применяют в качестве восстановителя в способе плавки. В воплощении устройства адсорбирующими частицами являются тонкодисперсные частицы коксовой пыли. Коксовая пыль является предпочтительной для применения, поскольку она обычно всегда доступна при этом способе. Конечно, применяемым адсорбентом может быть любое другое подходящее вещество, на поверхности которого адсорбируется смоляной компонент. В воплощении этого устройства 80-90% коксовой пыли имеет размер зерна не более 0,075 мм. В воплощении этого устройства система подачи частиц включает трубу Вентури для увеличения скорости потока газообразного монооксида углерода и подающую трубу, которая открывается в трубу Вентури для введения адсорбирующих частиц в имеющий увеличенную скорость поток газообразного монооксида углерода. В воплощении этого устройства скорость потока газообразного монооксида углерода в трубе Вентури составляет примерно 25-29 м/с. В воплощении этого устройства система подачи частиц включает газонепроницаемый резервуар для хранения порошка адсорбента, газовый канал, через который свободный от кислорода инертный газ,такой как азот или диоксид углерода, может быть введн в резервуар для создания инертной газовой среды внутри резервуара и запорно-выпускную систему подачи для введения непрерывного потока адсорбента из резервуара в подающую трубу. Газообразный монооксид углерода является взрывоопасным даже в малых количествах, если он приходит в контакт с кислородом. Поэтому доступ воздуха в газовую линию вместе с порошком адсорбента должен быть предотвращн путм обеспечения внутри резервуара инертной газовой среды с помощью введения в резервуар, например, азота или диоксида углерода. В воплощении этого устройства фильтр для улавливания частиц включает камеру фильтра, внутри которой предусмотрен фильтрующий элемент, через который можно пропускать газообразный монооксид углерода, так что тврдые частицы остаются на поверхности указанного фильтрующего элемента; очищающие сопла внутри камеры для направления потока инертного газа на фильтрующий элемент для удаления тврдого вещества с поверхности фильтра; моющие сопла для подачи в камеру моющей жидкости для суспендирования удаляемого с фильтра тврдого вещества до суспензии; отводную камеру для сбора суспензии и сливной канал для удаления суспензии из отводной камеры. Применяющийся фильтр для улавливания частиц может быть, например, аналогичным описанному в публикации WO 2008/074912 А 1 или любым другим пригодным фильтром для улавливания частиц. Перечень чертежей Изобретение объяснено ниже более подробно со ссылкой на приведнные воплощения и на прилагаемые чертежи, где фиг. 1 является схематической иллюстрацией первого воплощения устройства в соответствиис изобретением; фиг. 2 - схематической иллюстрацией другого воплощения устройства в соответствии с изобретением; фиг. 3 - схематической иллюстрацией системы подачи частиц, являющейся частью установки в соответствии с фиг. 1 или 2; фиг. 4 - схематической иллюстрацией системы подачи частиц, являющейся частью установки в соответствии с фиг. 1 или 2; фиг. 5 - поперечный разрез трубы Вентури, являющейся частью системы подачи частиц, изображнной на фиг. 3, и присоединнной к ней подающей трубы. Подробное описание изобретения Фиг. 1 является схематической иллюстрацией способа, с помощью которого тврдые частицы и летучий смоляной компонент удаляют из газообразного монооксида углерода, образующегося в металлоплавильной печи 1 для плавления ферросплава. Газообразный монооксид углерода из металлоплавильной печи 1 для плавления металла подают в газовый скруббер 2, который может представлять собой обычный скруббер Вентури, в котором газообразный монооксид углерода очищают, распыляя в нм жидкую среду, такую как вода, так что часть тврдых частиц отделяют вместе с водой. Затем газообразный монооксид углерода из газового скруббера 2 перемещают в воздуходувное устройство 3, с помощью которого увеличивают скорость потока газообразного монооксида углерода. После этого газообразный монооксид углерода подают в систему 4 подачи частиц, где в газообразный монооксид углерода вводят тонкодисперсные адсорбирующие частицы для обеспечения прилипания смоляного компонента к поверхности адсорбирующих частиц, и поток газообразного монооксида углерода, содержащий адсорбирующие частицы, пропускают через фильтр 5 для улавливания частиц, на котором смоляной компонент,прилипший к поверхности адсорбирующих частиц, отделяют вместе с тврдыми частицами на фильтре 5 для улавливания частиц. Приведнный на фиг. 2 способ в остальном аналогичен способу, описанному выше в связи с фиг. 1,однако способ по фиг. 2 имеет одно отличие: система подачи частиц 4 расположена по направлению потока газа перед воздуходувным устройством 3. В этом случае исключается опасность прилипания смоляного компонента к лопаткам воздуходувного устройства 3. Используемые адсорбирующие частицы А преимущественно состоят из тонкодисперсной коксовой пыли. Предпочтительно 80-90% коксовой пыли имеет размер зерна не более 0,075 мм. На фиг. 3 и 5 изображена система подачи частиц 4, с помощью которой адсорбирующие частицы А перемешивают равномерно в газообразном монооксиде углерода. Система 4 подачи частиц включает газонепроницаемый резервуар 8 для хранения порошка адсорбента А. Свободный от кислорода инертный газ, такой как азот или диоксид углерода, можно подавать в резервуар через газовый канал 9 для создания инертной газовой среды внутри резервуара 8. Из резервуара 8 порошок адсорбента подают в электрическую роторную запорно-выпускную систему 10 подачи, из которой непрерывный поток адсорбента из резервуара 8 поступает, например, со скоростью примерно 510 кг/ч в подающую трубу 7. Запорно-выпускная система 10 подачи предотвращает доступ газообразного монооксида углерода в резервуар 8. С помощью трубы Вентури 6, в которую открывается подающая труба 7, увеличивают скорость потока газообразного монооксида углерода в трубопроводе, например, от скорости 9-13 м/с до скорости v, составляющей примерно 25-29 м/с, которая обеспечивает равномерное перемешивание адсорбирующих частиц А в газообразном монооксиде углерода. На фиг. 4 изображн фильтр 5 для улавливания частиц, с помощью которого тврдые частицы, содержащиеся в газообразном монооксиде углерода, включающие адсорбирующие частицы, на поверхности которых адсорбируется конденсированный смоляной компонент, могут быть удалены из газообраз-3 021010 ного монооксида углерода. При использовании фильтра для улавливания частиц в соответствии с публикацией WO 2008/074912, полученное максимальное содержание пыли составляет менее 5 мг/м 3. Таким образом, полученный газообразный монооксид углерода является очень чистым и не содержит смолу. Следовательно, он является достаточно чистым для применения в процессе и/или при выработке электричества. Фильтр 5 для улавливания частиц, изображнный на фиг. 4, включает камеру 11 фильтра, внутри которой установлен фильтрующий элемент 12, например керамический элемент, через который можно пропускать газообразный монооксид углерода, и на поверхности этого фильтрующего элемента остаются тврдые частицы. Внутри камеры 11 предусмотрены очищающие сопла 13, с помощью которых на фильтрующий элемент 12 направляют мощный периодический поток инертного газа (например, азота) для удаления накопленного тврдого вещества с поверхности фильтра. В камеру 11 через моющие сопла 14 подают моющую жидкость, такую как вода, и в этом случае падающее с фильтровального элемента 12 тврдое вещество суспендируют до получения суспензии. Суспензию собирают в отводной камере 15. Суспензию из отводной камеры удаляют через сливной канал 16. Таким образом, смоляной компонент отделяют вместе с суспензией. Изобретение не ограничено только вышеописанными воплощениями, напротив, возможно много вариантов в пределах объема изобретательского замысла, определяемого в формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления тврдых частиц и смоляного компонента из газообразного монооксида углерода, содержащего тврдые частицы и летучие смоляные компоненты, в котором газообразный монооксид углерода перемещают из металлоплавильной печи (1) для плавления ферросплава в газовый скруббер (2); газообразный монооксид углерода очищают в газовом скруббере (2) жидкой средой для удаления части тврдых частиц; газообразный монооксид углерода из газового скруббера (2) перемещают в воздуходувное устройство (3); с помощью воздуходувного устройства (3) увеличивают скорость потока газообразного монооксида углерода; газообразный монооксид углерода подают на фильтр (5) для улавливания частиц; указанный газ подают в систему (4) подачи частиц, где в газообразный монооксид углерода вводят тонкодисперсные адсорбирующие частицы (А), включающие коксовую пыль, для прилипания смоляного компонента к поверхности адсорбирующих частиц, и поток газообразного монооксида углерода, содержащий адсорбирующие частицы и неудаленную в скруббере часть твердых частиц, подают на фильтр (5) для улавливания частиц, так что смоляной компонент, прилипший к адсорбирующим частицам, отделяют на фильтре (5) для улавливания частиц,отличающийся тем, что в системе (4) подачи частиц скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают трубой Вентури (6) и адсорбирующие частицы (А) примешивают в газообразный монооксид углерода с увеличенной скоростью потока в трубе Вентури с помощью подающей трубы (7),которая открывается в трубу Вентури. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что 80-90% коксовой пыли имеет размер зерна не более 0,075 мм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для равномерного примешивания адсорбирующих частиц(А) скорость потока газообразного монооксида углерода увеличивают до скорости примерно 25-29 м/с. 4. Способ по п.1, предназначенный для удаления твердых частиц и смоляного компонента из газообразного монооксида углерода, образующегося при плавке феррохрома, в присутствии неполностью закоксованного кокса, используемого в качестве восстановителя в способе плавки. 5. Устройство для удаления тврдых частиц и смоляного компонента из газообразного монооксида углерода, содержащего тврдые частицы и летучий смоляной компонент, для реализации способа по пп.1-4, включающее газовый скруббер (2), выполненный с возможностью прима газообразного монооксида углерода из металлоплавильной печи (1) для очистки газообразного монооксида углерода жидкой средой с целью удаления части тврдых частиц; воздуходувное устройство (3), выполненное с возможностью увеличения скорости потока газообразного монооксида углерода,фильтр (5) для улавливания частиц, выполненный с возможностью удаления тврдых частиц из газообразного монооксида углерода,систему (4) подачи частиц, расположенную по направлению потока перед фильтром (5) для улавливания частиц, для введения в газообразный монооксид углерода тонкодисперсных частиц адсорбента,включающих коксовую пыль, адсорбирующих смоляной компонент, отличающееся тем, что система подачи частиц (4) включает трубу Вентури (6) для увеличения скорости потока газообразного монооксида углерода и подающую трубу (7), которая открывается в трубу Вентури для подачи адсорбирующих час-4 021010 тиц (А) в поток газообразного монооксида углерода с увеличенной скоростью потока. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что система (4) подачи частиц включает газонепроницаемый резервуар (8) для хранения адсорбирующих частиц, газовый канал (9 для подачи в резервуар свободного от кислорода инертного газа, такого как азот или диоксид углерода, для создания внутри резервуара (8) инертной газовой среды и запорно-выпускную систему (10) подачи для введения непрерывного потока адсорбента из резервуара (8) в подающую трубу (7). 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фильтр для улавливания частиц (5) включает камеру (11) фильтра, внутри которой установлен фильтрующий элемент (12), предназначенный для пропускания через него газообразного монооксида углерода и обеспечивающий удерживание твердых частиц на его поверхности; очищающие сопла (13), установленные внутри камеры, для направления потока инертного газа на фильтрующий элемент с целью удаления тврдого вещества с поверхности фильтра; моющие сопла (14) для подачи моющей жидкости в камеру с целью суспендирования удалнного с фильтра тврдого вещества до суспензии; отводную камеру (15) для сбора суспензии и сливной канал (16) для удаления суспензии из отводной камеры.