Підвищення ефективності вдування природного газу в доменні печі
Вихідні дані до проекту масова частка агломерату ММК ім. Ілліча - 50%, масова частка окатишів - 50%, вміст заліза в проектному агломерате - 56%. Зміст дрібниці в рудної суміші - 10%. Температура дуття - 1200 0 С, температура чавуну - 1450 0 С, температура шлаку - 1500 0 С.
ВСТУП
доменний плавка природний газ
При вивченні впливу витрати ПГ на показники відновлювальної та теплової роботи печей комбінату Криворіжсталь встановлено, що збільшення витрати ПГ в діапазоні від 70 до 130 м 3/т призводить до підвищення ступеня відновлення оксидів заліза в шахті печі. Це свідчить про те, що підвищення витрати природного газу не супроводжували погіршення стабільності ходу і газорозподілу в печі, які є можливими причинами низьких коефіцієнтів заміни коксу.
Зменшення теплопотребності шихти за рахунок додаткової її обробки відновними газами при підвищенні витрати природного газу сприяло економії тепла в горні в розмірах, що відповідають коефіцієнтам заміни коксу, близьким до 0,92 кг/м 3. Проте фактична економія тепла і коксу виявилася значно менше очікуваної.
Причину цього явища слід шукати в неповному окисленні вуглеводнів у фурмених вогнищах, в результаті чого частина їх потрапляє в відновну область печі, де піддається піролізу з утворенням водню і сажисті вугілля.
У спеціальній частині проекту розглянуті питання використання природного газу в доменному виробництві і його интенсифицирующее дію на процес доменної плавки, зниження витрати основного виду палива - коксу. Розглянуто питання вдосконалення технології використання природного газу.
Виконано розрахунок доменної шихти з попередніми зміною якості використовуваної сировини.
1. Підвищення ефективності вдування природного газу в доменні печі
доменний плавка природний газ
1.1 Теоретичні передумови про можливості підвищення ефективності використання природного газу в доменній плавці
Використання природного газу в доменній плавці дозволило значно скоротити питому витрату коксу і кілька підвищити продуктивність печей. Встановили погіршення техніко-економічних показників плавки при надмірному підвищенні витрати природного газу, причому можлива оптимальна величина була неоднакова для різних умов плавки. При всьому розмаїтті існуючих заходів щодо поліпшення спалювання природного газу в доменній печі загальним для них є дифузійний принцип горіння природного газу в потоці дуття [2].
Час згоряння природного газу в каналі повітряної фурми та зону циркуляції обмежується наявністю кисню в газовій фазі. Власне горіння в доменній печі закінчується вже на відстані одного метра від гирла фурми.
Природний газ в каналі повітряної фурми, навіть при підводі його через фланець, знаходиться близько 3 * 10 - 3 с і далі в зоні циркуляції, де ще є вільний кисень, близько 3 * 10 - 2 с. Метано-повітряна суміш буде надходити в зону циркуляції, не прореагував і в самій зоні недостатньо часу для завершення горіння природного газу. Контакт з коксом частини метану робить істотний значення на хід і повноту його перетворень в доменній печі.
При окисленні вуглецю коксу до монооксиду вуглецю виділяється 117,7 кДж/моль, неповне горіння метану до монооксиду вуглецю і водню супроводжується, хоча й невеликим, позитивним тепловим ефектом - 35,6 кДж/моль. Звідси випливає, що піроліз метану з утворенням продуктів ущільнення вимагає великих витрат тепла - 82,1 кДж/моль. Наявність в зоні циркуляції у повітряної фурми діоксиду вуглецю може призводити до деякого скорочення виходів продуктів ущільнення за рахунок конверсії діоксидом вуглецю метану. Однак енергетичні витрати і при цьому залишаються досить великими. Адсорбовані поверхнею коксу низько реакційні продукти ущільнення знижують ущільнення, знижують інтенсивність його горіння, а при переході в шлак підвищують його в'язкість [3]. Економія в даному випадку виходить за рахунок зменшення його участі у процесах відновлення.
Таким чином, наявними способом введення природного газу в доменну піч притаманні такі недоліки:
- дифузійний принцип спалювання природного газу, що призводить до співмірності періоду індукції, притаманного метану, з часом перебування метану в зоні, де є вільний кисень, через що знижується рівень окисного піролізу природного газу;
- переважне розвиток на поверхні коксу реакції С + О 2 в порівнянні з реакцією СН 4 + О 2;
