Способ определения полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке

Способ определения полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцнапмстмческмк республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 02. 02 ° 79 (2!)2723863/22-02 (5 3 ) М. Кл. с присоелинением заявки.%

С 21 В 7/16

С 21 В 7/24

Гоаударстакнный камнтет (23 ) Приоритет яо далам изобретений и отнрытнй

Опубликовано 15. 04.82. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 15.04.82 (53) УДК669.162.. .263. 2 (088. 8) B. К. Корнев, M. Е. Слепцов, Э.И. Гаттимов, Н. Е. Дунаев, В.Н. Вакулин и Г.Л. Ць1мбал (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединение "Тулачермет" !

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-. . исследовательский институт черной металлургии им, И.П. Бардина, Институт геохимий й- аналитической химии им. В.И. Вернадского и Карагандинский "-=--з металлургический комбинат (7l) ЗаявитРЛИ (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОТЫ ГАЗИФИКАЦИИ

ОДНОГО ИЗ ВИДОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО

УГЛЕРОДСОДЕРЖАЦЕГО ТОПЛИВА В ДОИЕННОГ! ПЛАВКЕ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке чугуна в доменных печах, работающих с применением кроме кокса различных видов дополнительных углеродсодержащих топлив: газообразных, жидких и измельченных твердых, вдуваемых в рабочее пространство печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ оценки полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающий отбор проб, определение содержания углерода в пробах и удельного расхода загружаемого в печь кокса, вдуваемого в горн печи дополнительного топлива и выносимой

Г 1 из печи колошниковой пыли (1) .

Определение формы частиц углерода в отобранных и обработанных соответствующим образом растворами кислот пробах производится на электронном микроскопе при увеличении

5000х50000.

Недостатками этого способа являются не только трудоемкость, громоздкость процесса, связанного со сложностью подготовки проб и эталонов к электронно-микроскопическим исследованиям (извлечение, отмывка углерода с применением реактивов и проведению их), но и отсутствие возможности провести количественную оценку полноты горения (возможно только определение ее качественной оценки).

Цель изобретения — снижение удельного расхода и повышения производительности доменной печи.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения полноты газификации одного из видов до20 полнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающему отбор проб, определение содержания углерода в пробах и удельного

92007

25 рас хода загружаемого в печь кокса, вдуваемого в горн дополнительного топлива и выносимой из печи колошниковой пыли, пробы подвергают изотопному анализу на содержание стая О бильных изотопов углерода С и С, и по полученным данным определяют коэффициент полноты газификации дополнительного топлива по формуле де С, — удельный расхсд углерода дополнительного топлива, кг/т чугуна;

à — удельный вынос из доменКh ной печи углерода колошниковой пыли кг/т чугу7 20

3 на, 13

Г „ — величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода C и

I .>

С в колошниковой пы11 ли,, („ †. величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода С - и

С в твердом топливе, лъ в загружаемом через колош13 ник доменной печи,л,;

3 L Д, — величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода C u

С в дополнительном топливе,i:.

Изотопный анализ позволяет ис— пользовать естественные свойства углеродсодержащих топлив, состоящие в различии их изотопного состава по о углероду.

Природные соединения имеют присущий им изотопный состав углерода: уголь с C — 23 + -27 „ нефть

2 лЬ

u С ь- 23 + -34 ь метан в природном л г азе b С вЂ” 40 + -+50,, полученная при разложении карбонатов о С лЗ

10,5 + -0,5 с, полученная при сожжении древесины 5C" — 22 + -2б р

Изотопный состав «змеряется на л ь масс-спектрометре в величинах о С где

".Ь

С . С /С образца 1110:, 55

0,0112372

Продукты с горпния и преобразования этих в;- щ .. i F> при Fibida:OFF«õ температу2 4 рах (свыше 400 Cj сохраняют свой ь изотопный состав, поэтому, измерив изотопный состав углерода R колошниковой пыли и зная иэотопный исходный состав кокса и дополнительного углеродсодержащего топлива, можно установить, эа счет какого вещества (или какой их пропорции) внесены в колошниковую пыль углеродистые частицы.

Способ исследования полноты сгорания дополнительного углеродсодержа— щего топлива в доменной печи осуществляют следующим образом.

Первоначально производят отбор проб исходных углеродсодержащих топлив (кокс, жидкое или газообразное топливо и др.) и проб колошниковой пыли после каждого агрегата газоочистки доменной печи (пылеуловитель, скруббер, трубы Вентури, электрофильтр, дроссельная группа и др.).

После агрегатов сухой очистки доменного газа пыль отбирают в виде твердых частиц доменной шихты и топлива, а после агрегатов мокрой очистки в виде шламовых вод, из которых выделяют взвесь в виде порошка, Затем определяют удельный вынос колошниковой пыли на единицу выплавляемого чугуна и составляют в соответствии с удельным выносом общую пробу колошниковой пыли.

После этого пробу переводят в вид, удобный для масс-спектрометрического анализа, и по известной методике измеряют на масс-спектрометре величину b С с2) .

По данным опред1ления изотопного состава углерода кокса, углерода дополнительного топлива и углерода в колошниковой пыли расчетным путем определяют долю участия дополнительного топлива в пробах и затем полноту его сгорания.

Например, в коксе Карагандинского металлургического комбината

8С" = -24,98 В мазуте, использованном для вдувания в доменную печь в качестве дополнительного топлива, 8C = -34,13, а в общей пробе колошниковой пыли о С = -25,42Х. лЬ г 1Ъ

Величина о С колошниковой пнлн получена долевой суммой величин и С в пробах пыли, осевшей в пылеуловителе, скруббере, трубах Вентури, дроссельной группе, доля которой

Я20072 Ъ 1Ъ

О С 1ъ | 1 — са С к и (ВссС ñÇÐ "" с»W

lA0

Сdm

5 составляет соответственно 0,664;

0,252; 0,069 и 0,015.

Величины 0 C указанных проб сосО тавляют соответственно 24,90; 24,90j

30,75 и 32,51". 5

Из величины выхода общей колошниковой пыли на единицу чугуна определяют весовой удельный вынос углерода мазута, а исходя из удельного расхода мазута на единицу чугуна определяют коэффициент полноты сгорания дополнительного топлива.

Коэффициент полноть сгорания дополнительного топлива может быть представлен выражением !

5 нв

К = 100 ;,1)

С Дсп

После подстановки (4) и (5) и соотвеTc:Tâóþùèõ преобразований, получим

1 lg

1п $ Г»urn с1 С вся с,„ с6) Подставляя (6) в (1 ), получим окончательно:

В приведенной формуле выражение где К, С п - обозначения приведены выше, С, - количество несгоревшего углерода дополнительного топлива, вынесенного с колошнико20

25 вой пылью из доменной печи, кг/т чугуна.

Величина о С определяется соот1Ъ ношениесм ксличеств углерода твердого топлива и дополнительного топлива. выносимых из печи с кслошниковой пылью, и может быть найдена из выражения ъ ь где СД, 0 С „,„„, 0Со 1 чения даны выше, количество дого топлива (кокса) печи с колашниковой

Cln — обозна о углерода твервыносимого из пылью, кг/т чупп

С я = C„, + С 31

Преобразуя выражения (2) и (3), получим соответственно:

Ъ с3 кп t% С Д С8»>

Счо . Caw

»6»ъ p C, » у С (4) (5) гуна.

Количество углерода в копошниковой пыли определяется выносимым из печи углерода твердого топлива и дополнительного топлива ".)

5Сщт- SCq1 а с4: асс а обозначает долю участия углерода дополнительного топлива в углероде пробы колошниковой пыли, а разность в числителе дает количество углерода дополнительного топлива, которое полезно использовано в доменной плавке, и стношение ее к углероду вдуваемого дополнительного топлива, умноженное на 100, показывает полноту газификации дополнительного топлива в доменной плавке, в б.

Определялась полнота сгорания дополнительного топлива (мазута) в доменной печи 11 1 Карметкомбината.

С этой целью отобраны пробы твердого топлива (кокса) дополнительного топлива (мазута) и копошниковой пыли.

Пробы кокса, мазута и колошниковой пыли, оседающей в сухом пылеуповителе, отбирают обычным путем.

Пробы колошниковой пыли, оседающей в мокрой газоочистке получают при фильтрации проб шламовых вод.

Содержание углерода в твердом топливе, дополнительном топливе и колошниковой пыли определяют анализом проб в химлаборатории.

Удельный расход твердого топлива и дополнительного топлива определяют по данным учета доменного цеха.

Общий вынос колошниковой пыли определяют суммой весов колошниковой пыли, осевшей в сухом пылеуловителе и мокрой газоочистке.

Вес колошниковой п,пи, осевшей в сухом пылеуловитепе, определяют по данным учета доменного цеха. Вес колошниковой пили, осевшей в мокрой

41,6

24,98+25,12 (ВВ-88

41,6

7 92 газоочистке, опр.:, яют путем отбора проб шламовых вод, определения весовой концентрации твердых частиц в пробах шламовых вод и расчетом,исходя из известного расхода воды на орошение агрегатов мокрой газоочистки, этого количества колошниковой пыли.

Определение отношений стабильных изотопов углерода С и С в пробах твердого топлива дополнительного топлива и колошниковой пыли производят на масс-спектрометре.

В результате вышеуказанных операций установили:

Расход мазута вдуваемого в печь, чугана 50 кг/т

Содержание углерода в HBзуте, ь S3,25

Общий вынос колошниковой пыли, чугуна 36,9 кг/т

Содержание углерода

В (((Л((ШНИКа((П3(((И (20,8 (3

ВЕЛ(((((Н3(В С 33, 8 В((((( ((8 c coo eercreee!

Ъ но, 24,98

По полученным данным определяют

С 3 и С (Cg = 50 83,25: 100 = 41,6 кг/т чугуна

Cgq = 36,9 20,8 : 100 = $,7 кг/т чугуна

После подстановки полученных данных в формулу коэффициента полноты газификации дополнительного топлива, получаем:

0072 8 полнительных угперодсодержащих видов топлива и выдавать объективные рекомендации для широкого внедрения.

4О

1О

2О

Применение предлагаемого способа исключает трудоемкие процессы по подготовке проб колоЬниковой пыли, по извлечению углерода из нее, так как для проведения масс-спектрометрических исследований используются обычные высушенные первичные пробы.

Кроме того, применение этого изобретения позволяет проводить количественную оценку эффективности сжигания дополнительного топлива в доменной плавке, Внедрение предлагаемого способа в условиях Карагандинского металлургического комбината при вдувании мазута в качестве дополнительного топлива позволяет более эффективно его использовать за счет наиболее оптимального варианта по обеспечению условий для максимальной полноты сгс: рания в доменной печи и повышения коэффициента замены кокса мазутом, повысить качество чугуна и, соответственно, обеспечить зкономию кокса 2-4 кг/т чугуна.

Предлагаемый способ позволяет также производить количественную оценку эффективности работы газоочистных агрегатов тракта газоочистки доменных печей и выбирать оптимальный вариант по обеспечению условий для лучшего улавливания пыли из доменного газа.

Использование предлагаемого способа для оценки эффективности работы отдельных агрегатов газоочистного тракта доменной печи осуществляют аналогичным образом, как указано вы- 45 е ше, только масс-спектрические определения отношений стабильных изотопов в пробах колошниковой пыли, отобранных после каждого агрегата и, соответственно, определяют долевое участие углерода от неполного сжигания мазута и эффективность работы каждого агрегата газоочистки.

Предлагаемый способ позволяет в промышленных условиях объективно и оперативно производить количественную оценку эффективности мероприятий по использованию в доменной плавке доФормула изобретения

Способ опредепения полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающий отбор проб, определение содержания углерода в пробах, удельного расхода загружаемого в печь кокса, вдуваемого в горн дополнительного топлива и выносимой из печи колошниковой пыли, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса и повышения производительности доменной печи, пробы подвергают изотопному анализу на содержание стабильных изотопов углерода С" и С

4Ü по полученным данным определяют козф920072 где C B III

CKIl

Составитель Б. Раковский

Техред А.бабинец Корректор В. Синицкая

Редактор M. Киштулинец

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2269/23

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 фициент полноты газификации дополнительного топлива К, 3, по формуле о

SC III 8 Can с

С„„„- С д и

С ки

1 расход углерода дополнительного топлива, кг/т

1О чугуна; вынос из доменной печи углерода колошниковой пыли, кг/т чугуна; величина, определяющая со15 отношение стабильных изо{Ь топов углерода С и С в колошниковой пыли, 10 С м- величина, определяющая соотношение стабильных чзотопов углерода С и С

12. I II в коксе,Ж;

Д С - величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода С и С в дополнительном топливе,».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Известия вузов. "Черная металлургия", 1971, 1 8, с. 32.

2. Галимов Э.M. Геохимия стабильIi II ных изотопов углерода. И., Недра

1968, с. 98- 115з с. 11-19.