Назначение:
EPOS-process – процесс прямого восстановления. НПП электроплазменного оборудования и систем «ЭПОС» разработало технологию и оборудование рудовосстановительной плавки, названной технология EPOS-process, с высокими техническими и экономическими показателями. Процесс реализован на плазменной шахтной рудовосстановительной печи.
Есть три действующих печи, работающие по EPOS – process, мощностью 70 КВт, 250 КВт и 1500 КВт.
Принцип работы:
Использование плазменных горелок, позволяющих работать под шихтой, с изменяемой геометрией плазменного факела. Плазмотроны работают на горячих, неочищенных газах из печи, без ограничений по температуре, и рассматриваются как один из важных инструментов для управления технологическим процессом;
В качестве основных восстановителей работают контролируемая и управляемая водород – и оксидуглеродная среда;
Используется высокая шахта, в которой проходят процессы сушки, предварительного подогрева и твердофазного восстановления, созданы условия для правильного протекания восстановительных процессов в твердой фазе;
Применение рециркуляции горячих газов по максимально короткому контуру печи, через плазмотрон и специально организованную систему рециркуляции, обеспечивающую рециклинг компонентов колошниковых газов, полное использование восстановительных и тепловых возможностей плазмообразующих газов из атмосферы печи;
EPOS-process проходит при отсутствии дополнительного избыточного окислителя, на выходе из печи СО2 и пары Н2О;
Используется специальной формы управляемая реакционная зона, в которой происходит восстановление и расплавление полученного металла и шлаков, завершаются химические реакции;
Используется “самодостаточный” брикет, содержащий рудный материал, углеродистый восстановитель в соотношениях, сбалансированных для полного восстановления компонентов руды для данного процесса и конструкции рабочей зоны.
Совокупность решений EPOS-process дает извлечение полезных компонентов из руды до 95% и экономию энергии до 2х и более раз в сравнении с действующими РВП.
Наиболее перспективной схемой переработки промышленных отходов и получения сплавов металлов из рудных материалов являются плазменные шахтные печи в силу того, что применение такой схемы переработки связано с более полным извлечением полезных компонентов и высоким КПД установки в целом.
Меньшие энергетические затраты на единицу продукции обусловлены тем, что тепло отходящих газов идет на подогрев загружаемых материалов, восстановительный газ СО и Н2 используется повторно и дожигается до полного СО2 и Н2О в реакциях восстановления.
Проходя через столб холодной шихты, газ очищается от вредных примесей, пыли. На выходе используется высокоэффективное средство очистки, которое позволяет снизить количество выбросов до уровня, в сотни раз ниже предельно допустимого.
Плазменной переработке подвергается брикетированное сырье, где оптимально подобрано соотношение перерабатываемых материалов и восстановителя, при управляемых режимах обработки материала (температура, химический состав среды в объеме плавильного пространства). Тепло химических реакций регенерируется благодаря теплопередаче загружаемому материалу. Большая часть газов циркулирует по замкнутому контуру, многократно участвуя в процессе восстановления. Продукты переработки используются безотходно в металлургии, машиностроении, строительной индустрии.
В плазменной рудовосстановительной установке “ЭПОС-Инжиниринг” используются плазмотроны собственной конструкции, защищенные патентами.
Плазмотрон проверен в работе на плазменных печах и имеет уникальные, недостижимые другими способами технологические возможности, а именно:
Ограничений по мощности плазмотронов данной схемы нет. Плазмотрон специальной конструкции выполнен с графитовыми наконечниками, и в состоянии работать в зоне восстановления и плавления даже в контакте с шихтой. Графитовые электроды при соблюдении правил эксплуатации исключают попадание воды в расплав при нарушении герметичности плазменного узла.
Применение плазмотронов другой конструкции, например, медных, охлаждаемых, возможно в плазменных шахтных печах (плазмотроны у нас имеются), но – нецелесообразно по ряду существенных причин.
Впервые реализована схема процесса и печи с конструкцией плазмотрона, работающего под слоем шихты в контакте с ней, с дугой, каскадом горящей на руду, без подового электрода, схема замкнутой рециркуляции запыленного горячего неочищенного газа с его подачей дымососами в плазмотрон. Плазмотроны не имеют ограничений по ресурсу.
В плазменной шахтной руднотермической печи в процессе плавки полностью используется химическая и тепловая энергия восстановителя, с малыми выбросами газа и пыли в систему газоочистки. Выброс газа и пыли меньше в сотни раз по сравнению с обычной руднотермической печью за счет улавливания их шахтой и рециркуляции газов по контуру печи. Коэффициент извлечения металла достигает 95% от содержания исходного металла в сырье, удельный расход энергии снижается до 2,0-2,5 раз.
По оценкам независимых специалистов, в российской металлургии подобная конструктивная схема печи и технология руднотермической плавки применяется впервые, и пока EPOS – process не имеет аналогов.
➝ Регенерация тепловых потерь через подогрев поступающего сырья;
➝ Рециркуляция газов в печи для полного использования восстановителя;
➝ Использование высокотемпературной плазмы преимущественно для инициирования и ускорения восстановительных процессов, повышение КПД за счет использования естественных восстановителей до двух раз;
➝ Высокотемпературная плазма позволяет более гибко управлять температурой в рабочем пространстве печи;
➝ Лучшее разложение отходов на химические элементы;
➝ Повышается чистота отходящих газов;
➝ Позволяет, при необходимости, получить синтез газ заданных свойств и тепло/электроэнергию.
Плазменно-шахтная печь позволяет проводить следующие технологические операции:
• Восстановление металлов из рудных материалов, металлургических отходов и шлама;
• Выплавка металлов и сплавов;
• Утилизация отходов (жидких, твердых, бытовых, медицинских, химических, бактериологических и др.).
