Способ подачи реагентов в фурмы доменной печи

Способ подачи реагентов в фурмы доменной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцкеттистнческнк

Республик

О п И С А Н И Е 854991

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.12.79 (21) 2849079/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.

С 21 В 7/16

Гееударетееинык комитет

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30 (53) УДК 669.162.

221 2(088 8) во йеоам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.08.81,« -"- ф . е. (72) Авторы изобретения

М. Д. Жембус, М. И. Ровенский, В. В. Лисицкий и И. В. Мураш

««:Т "«7p,q ъ . и

" тмЪ ;- . .ci « (71) Заявитель

Институт черной металлургии (54) СПОСОБ ПОДАЧИ РЕАГЕНТОВ В ФУРМЫ

ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах.

Известен способ подачи реагентов в фурмы доменных печей, позволяющий вдувать в горновой газ фурменной зоны различные углеводородные добавки совместно с дутьем, обогащенным кислородом. (11.

Известный способ подачи реагентов в фурмы не позволяет обеспечить полного распыления и смешения с дутьем вводимых топлив. Из-за чего, в колошниковом газе появляются сажистый углерод и избыточный водород, которые выносятся из печи, что снижает коэффициент замены кокса газообразным или, жидким топливом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подачи реагентов в фурмы доменной печи, включающий по дачу через ее полость дутья и введение в это дутье топлива отдельной струей через газоподводящую трубку, выполненную в виде патрубка изогнутого к оси полости фурмы (2)

Однако в данном способе общая степень превращения, например, природного газа (рассчитываемая по остатку метана в горновом газе) не превышает 90%, а обеспечение однородности состава горнового газа по водороду путем изменения конструкции ввода природного газа практически невозможно.

Это обусловлено тем, что вводимый в дутье природный газ распределяется преимущественно в верхней части фурмы со стороны ввода, при этом несгоревшее топливо подвергается пиролизу и в газовом потоке печи появляется сажистый углерод, повышается концентрация водорода, что снижает возможную экономию кокса в доменной плавке при использовании газообразного или жидкого топлива.

Цель изобретения — снижение расхода кокса путем повышения степени реагирования топлива и равномерности распределения водорода в газовом потоке.

Поставленная цель достигнута тем, что совместно со струей топлива в дутье подают технологический кислород, причем топливо вводят в виде оболочки струи кислорода при соотношении их расходов (4 — 6):1.

На чертеже представлено устройство (продольный разрез), осуществляющее предлагаемый способ.

85499

Устройство состоит из корпуса 1 с патрубками 2, предназначенными для ввода природного газа и кислорода. Коаксиально установленные патрубки 2 содержат на концах сопла 3, которые выведены через стенку корпуса в полость под углом А к центральной оси 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Через полость фурмы подают дутье и вводят в это дутье топливо одновременно с кислородом, причем топливо выступает в роли защитной оболочки струи кислорода. Совместно истечение кислорода и топлива из коаксиально установленных сопел на патрубках обеспечивает тепловую экранизацию струи кислорода на всем пути в полости фур5 о

15 мы за торец. Время пребывания в полости фурмы, при выходе двухкомпонентной струи из сопел, меньше инкубационного периода воспламенения, поэтому горение топлива происходит за торцом фурмы, в печном пространстве. В результате струи кислорода и

20 топлива только, попав в циркуляционную зону очагов горения начинают интенсивно сгорать. Высокая степень разрушения и горения струи топлива, при таком совместном с кислородом поступлении, обеспечивает большую однородность горнового газа по содержанию водорода. Кроме того, горение вводимого в дутье топлива протекает в том участке печи, где выделенное тепло не попадает на водоохлаждаемый корпус фурмы. зо

Принципиальное отличие предлагаемого соотношения от известного заключается в том, что горение таких смесей (в соотношениях 4 — 6:1) значительно повышает уровень реагирования, приближая его к взрывному характеру, и обеспечивает полное смешение 35 компонентов горения с горновым газом. В то же время при увеличении соотношения более 6 частей топлива на 1 часть кислорода вызывается образование сажи из-за избытка углеводородов в локальном объеме, а при уменьшении соотношения менее 4 частей топлива на 1 часть кислорода снижается эффект теплового экранирования струи кислорода при ее движении через полость.

Пример. Через воздушную форму А!80 мм вводом природного газа с кислородом пода.- 4 ют дутье. Природный газ поступает в количестве 1000 мз/ч с кислородом в количестве

250 мз/ч, что составляет соотношение расходом 4:1. Продукты горения поступают в камеру имитирующую фурменную зону. Введенная двухкомпонентная струя загорается с разрушением в 120 мм от торца фурмы.

Отборы проб газа из периферийной и центральной зоны иммитационной камеры показывают идентичность химического состава, содержат 11О/р водорода и 38,9 ./p окиси углерода. Для проверки выбранного соотношения 6:1 двухкомпонентную струю из природного газа в количестве 1000 мз/ч и кислорода в количестве 167 м /ч подают в ка1

4 меру имитирующую фурменную зону. Струя газа загорается на расстоянии в 200 мм от торца фурмы. Продукты горения интенсивно перемешиваются и анализ их показал высокую степень однородности (содержание водорода до 12 /р и окиси углерода до 39 /p).

Большая однородность химического состава продуктов горения повышает эффективность комбинированного дутья, снижает расход. кокса.

При соотношении 7:1 или 1000 м /ч природного газа и 140 м /ч кислорода, что составляет соотношение болеее 6:1, в продуктах горения обнаруживают метан в количестве 2,5 /p, водорода — 12 /p, окиси углерода—

37,5 /р, азота — 49,0 /p. Наличие метана указывает на снижение эффекта смешивания струй, что не приемлемо, так как это отрицательно сказывается на расходе кокса.

При соотношении 3:1 или 1000 м /ч природного газа и 330 м /ч кислорода, что составляет соотношение менее 4:1, двухкомпонентная струя загорается в полости фурмы и факел горения соприкасается с торцом, что вызывает увеличение температуры исходящей воды из полости на 3 — 4 С. Экранирующего воздействия струи природного газа в этом случае не наблюдается, что не приемлемо, так как тепло, выделяемое при сгорании двухкомпонентной струи, теряется безвозвратно, отрицательно сказывается на расходе кокса.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными однородность горнового газа по содержанию водорода, снижение безвозвратных потерь тепла с охлаждающей водой, исключает тепловое воздействие на материал корпуса фурмы и образование сажистого углерода. Кроме того; высокая степень использования восстановительной способности водорода, снижение потери тепла с охлаждающей водой, увеличение долговечности фурмы повышает возможную экономию кокса при использовании комбинированного дутья в доменной плавке, особенно при высоком обогащении дутья кислородом.

Формула изобретения

Способ реагентов в фурмы доменной печи, включающий подачу через ее полость дутья и введение в этом дутье топлива отдельной струей, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса вследствие повышения степени реагирования топлива и однородности горнового газа, совместно с струей топлива в дутье подают кислород, причем топливо вводят в виде оболочки струи кислорода при их соотношении (4 — 6):1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 370237, кл. С 21 В 7/16, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 370257, кл. С 21 В 7/16, 1970.

854991

Редактор М. Келемеш

Заказ 68! 7 36

Составитель Б. Раковский

Техред А. Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4