обогащение кислородом

Бережинская Е.Я. Автореферат Рециркуляция колошникового газаГлавная страничка ДонНТУСтраничка магистров ДонНТУБережинская Елена Яковлевнаспециальность: Экология обогащение кислородом охрана окружающей среды. Специализация: экология металлургиитема диссертации: "Разработка энергосберегающей технологии доменной плавки с вдуванием очищенного доменного газа."руководитель: к.т.н. Кочура Владимир Васильевич Перечень ссылокАвтобиографияЭлектронная библиотекаРезультаты поискаИндивидуальное заданиеАВТОРЕФЕРАТАктуальность обогащение кислородом научная новизнаДоменный процесс является в настоящее время единственным процессом производства чугуна, применяющемся в промышленном масштабе на территории Украины обогащение кислородом стран СНГ. В мире существуют процессы бескоксового получения железа, однако их процент невелик. Кокс в свою очередь является основным источником топлива в процессе доменной плавки. Однако в последнее время все большее внимание стало уделяться проблеме снижения расхода кокса обогащение кислородом замене его альтернативными источниками. Наиболее широко для этой цели используют в настоящее время природный газ, обогащение кислородом также пылеугольное топливо. Колошниковый газ, образующийся в процессе доменной плавки, может быть использован как альтернатива природному газу обогащение кислородом другим добавкам. Для этого его необходимо предварительно очистить от окислителей, таких как диоксид углерода. В результате может быть получено газообразное топливо с высокой восстановительной способностью. В настоящее время доменный процесс с рециркуляцией колошникового газа нигде в мире в промышленных масштабах не применяется. Однако ряд опытов, проведенных в данном направлении обогащение кислородом расчеты показывают, что в результате применения отмытого от окислителей доменного газа, возможно снижение расхода кокса обогащение кислородом повышение производительности доменной печи. Цели:Разработка технологии доменной плавки с вдуванием очищенного от окислителей колошниковог газа.Иследование покзателей доменного процессса.Задачи:Определение наиболее рационального метода очистки колошникового газа от окислителей.Определение степени снижения расхода кокса в процессе доменной плавки.Исследование изменения производительности домееной печи.ВведениеДоменное производство является основным потребителем коксующихся углей. Однако проблема постепенного исчерпания природных ресурсов поставила задачу поиска альтернативных источников топлива, для использования в процессе доменной плавки. Побудительной причиной поиска дополнительных восстановителей для доменной плавки является также то, что коксохимическое производство является одним из наиболее экологически вредных производств черной металлургии обогащение кислородом существенно снизить его влияние на окружающую среду не удается. Поэтому применение в качестве топлива для доменного процесса вторичных энергетических ресурсов положительно с точки зрения обогащение кислородом экологии обогащение кислородом технологического процесса. В качестве альтернативных источников в настоящее время применяются различные дутьевые добавки - кокосовый газ, природный газ, мазут, пылеугольное топливо, колошниковый газ. При вдувании в доменные печи различных добавок преследуется, прежде всего, цель экономии дефицитного кокса. Наиболее целесообразно использование коксового обогащение кислородом колошникового газа, так как эти газы являются продуктами плавки, в то время как природный газ обогащение кислородом пылеугольное топливо – исходными природными ресурсами, количество которых также ограничено. Еще одним преимуществом их использования является более низкая стоимость, чем у природного сырья. При вводе в горн печи добавок, содержащих углерод обогащение кислородом водород в результате увеличения количества обогащение кислородом концентрации восстановителей в горновых газах, обогащение кислородом также уменьшения доли кокса в столбе шихты снижается степень прямого восстановления обогащение кислородом теплопотребность процесса. Сжигание добавок у фурм сопровождается выделением тепла, обогащение кислородом образующиеся при этом газы уносят его часть в колошники. Таким образом, коэффициент замены кокса складывается из двух составляющих: экономии кокса от снижения степени прямого восстановления; снижения (повышения) расхода кокса от изменения количества вносимого в печь обогащение кислородом уносимого из нее тепла. Влияние подачи дутьевых добавок на производительность печи зависит от количества обогащение кислородом состава печных газов, обогащение кислородом также от доли кокса в столбе шихты. При вдувании в доменные печи различных топливных добавок преследуется, прежде всего, цель экономии кокса за счет использования менее дефицитных видов топлива – природного газа, мазута угольной пыли, колошникового газа обогащение кислородом других горячих восстановительных газов.Нижняя ступень теплообмена, или зона прямого восстановления железа, является определяющей в расходе кокса. Увеличения восстановительной способности газов путем введения углеводородного топлива связано с повышением концентрации СО обогащение кислородом Н2. В этом же направлении действует обогащение дутья кислородом. Водород в значительной степени увеличивает скорость восстановление рудного материала. С ростом содержания восстановительных газов обогащение кислородом их давления степень косвенного восстановления железа увеличивается, что обычно приводит к уменьшению расхода кокса. Однако влияние вдуваемого топлива обогащение кислородом других факторов неоднозначно сказывается на работе печи обогащение кислородом экономии топлива. Между количеством вдуваемого топлива, расходом кислорода, температурой подогрева обогащение кислородом влажностью дутья должны быть установлены определенные соотношения, при которых условия работы печи оптимальны. Они соответствуют определенному температурному состоянию нижней ступени теплообмена печи обогащение кислородом ее газодинамическому режиму. Как уже отмечалось выше, наиболее целесообразно вдувать очищенный колошниковый газ.Доменный, или колошниковый, газ является побочным продуктом доменного производства. Это низкокалорийный газ, содержащий около 30-35% горючих составляющих обогащение кислородом большое количество балласта (азота обогащение кислородом углекислоты). Состав обогащение кислородом основные характеристики доменного газа зависят от состава шихты обогащение кислородом хода плавки. Для интенсификации доменного процесса обогащение кислородом сокращения расхода кокса существует много различных мероприятий: повышение давления, температуры обогащение кислородом влажности доменного дутья, обогащения дутья кислородом, вдувания в горн различных газо-дутьевых добавок. В результате совокупного действия этих факторов, оказывающих в некоторых случаях противоположное влияние, в составе доменного газа повышается содержание водорода с одновременным уменьшением СО, вследствие чего теплота сгорания его изменяется мало обогащение кислородом составляет около 3500-4000 кДж на кубометр. Очистка колошникового газаПеред вдуванием в доменную печь колошниковый газ необходимо очистить.На первом этапе газ проходит стандартную трехступенчатую очистку от пыли: грубую, полутонкую обогащение кислородом тонкую.Разработаны две схемы очистки доменного газа – мокрая обогащение кислородом сухая. По мокрой схеме газ из колошника доменной печи по газоходу отводится в систему газоочистки. В сухом пылеуловителе инерционного или центробежного типа доменный газ очищается от крупной пыли до конечного пылесодержания 5-10 мг/м3 мг/м3. В полом скруббере газ охлаждается обогащение кислородом очищается от крупной пыли. Запыленность доменного газа после скруббера составляет 2-4 мг/м3, обогащение кислородом иногда обогащение кислородом меньше.Окончательная очистка доменного газа осуществляется в скоростном пылеуловителе с трубами Вентури. В трубе или трубах Вентури (в зависимости от объема доменной печи) происходит укрупнение мелкодисперсной пыли. Наиболее укрупненная пыль обогащение кислородом капли жидкости выводятся из газа в инерционном пыле- обогащение кислородом брызгоуловителе. А окончательная очистка газа от пыли до требуемого конечного пылесодержания осуществляется в центробежном скруббере. Очищенный газ отводится в коллектор чистого газа обогащение кислородом оттуда подается потребителям. Для повышения давления газа в доменной печи перед центробежным скруббером установлена дроссельная группа.Вдувание очищенного колошникового газа в доменную печьВдувание полученного путем очистки (отмывки) колошникового газа от диоксида углерода по прогнозам приводит к снижению расхода кокса до 300-350 кг/т обогащение кислородом менее. Схема очистки колошникового газа обогащение кислородом вдувания его в доменную печь приведена на рисунке 1.1 – доменная печь;2 – аппарат для отмывки колошникового газа;3 – нагреватель газа;4 – нагреватель воздуха;5- трубопроводы колошникового газа;6 – турбокомпрессор;7 – аппарат для охлаждения обогащение кислородом очистки газа от пыли;ВД – воздушное дутье;ДГ – дымовые газы;ВГ – дополнительный восстановительный газ;В – воздух для сжигания колошникового газа в нагревателях обогащение кислородом в аппарате для отмывки;ГВГ – горячий восстановительный газ;ГВД – горячее восстановительное дутье;Рисунок 1 - Схема очистки колошникового газа обогащение кислородом вдувания его в доменную печьПри использовании очищенного колошникового газа предполагается почти полностью исключить использование более дефицитного природного газа обогащение кислородом снизить затраты на производство чугуна. Основные требования к восстановительному газу: максимальная концентрация в нем оксида углерода обогащение кислородом водорода при минимальном содержании диоксида углерода, воды, метана обогащение кислородом сажи. Восстановительный газ может быть получен путем конверсии углеводородного топлива обогащение кислородом газификации угля кислородом, углекислым газом обогащение кислородом паром. Кислородная конверсия по капитальным затратам обогащение кислородом эксплуатационным расходам является наиболее экономичной. Объясняется это простотой конструкции установки обогащение кислородом отсутствием катализаторов. Процессы паровой обогащение кислородом углекислотной конверсии значительно сложнее в обслуживании обогащение кислородом для их проведения требуется установка громоздкой аппаратуры, что не всегда компенсируется более высокими восстановительными свойствами получаемых газов. Эффективность повышения восстановительного потенциала колошникового за счет конвертирования природного газа в значительной степени зависит от содержания в нем азота, т.е. от обогащения доменного дутья кислородом.Развитие мембранной технологии, плазмохимии, обогащение кислородом также совершенствование каталитических процессов обогащение кислородом катализаторов в перспективе позволяет уменьшить габариты установок подготовки колошникового газа для повторного использования его в доменных печах. Например уже в настоящее время разработан экономичный обогащение кислородом экологически чистый способ очистки продуктов сгорания от СО2 с применением твердых сорбентов – синтетических цеолитов, используемых в режиме кипящего обогащение кислородом термопсевдоожиженного слоя с рециркуляцией цеолита в системе – десорбер, который может быть использован обогащение кислородом для очистки колошникового газа.Предложено множество схем конверсии различного топлива обогащение кислородом отмывки колошникового газа от диоксида углерода. Часто отмывка колошникового газа совмещается с отмывкой продуктов конверсии другого топлива, богатого СО обогащение кислородом водородом, вводимого в циркулирующий поток колошникового газа.Целесообразно обогащение кислородом обогащение (до 10 %) отмытого газа природным газом. Возможно использование горячих восстановительных газов, полученных из колошникового газа.Горячие восстановительные газыСпособы производства горячих восстановительных газов из колошникового газа существенно отличаются от способа их производства методами конверсии газов, жидкого топлива, газификации твердого углерода. Возможность повторного использования колошникового газа в технологическом процессе на протяжении ряда лет были предметом внимания многих исследователей. В настоящее время использование колошникового газа предусматривает его очистку от окислителей методом их взаимодействия со специально вводимыми реагентами обогащение кислородом удаления продуктов взаимодействия из дальнейшего участия в процессе. При последующем нагреве очищенный колошниковый газ позволяет получить горячие восстановительные газы, которые лишены основных недостатков, присущих газам, полученным методом конверсии: не происходит выпадение сажи, значительно увеличивается стабильность состава газа, существенно уменьшается количество окислителей. В получении горячих восстановительных газов из колошникового газа есть еще одно значительное преимущество.Дело в том, что в лабораторных обогащение кислородом даже полупромышленных масштабах при разработке способов производства горячих восстановительных газов метолами конверсии природного газа получаемый газ отвечал основным требованиям доменного процесса, однако, при производстве в увеличенных количествах, соизмеримых с потребностью доменных печей, выявлялись многие из указанных ранее недостатков. При производстве же горячих восстановительных газов методами очистки колошникового газа от окислителей большинство недостатков в промышленном масштабе может быть ликвидировано полностью (выпадение сажи), либо в значительной степени уменьшено (колебания в содержании отдельных составляющих, содержание окислителей).Заслуживает внимания способ производства горячих восстановительных газов в рециркуляционном цикле методом очистки колошникового газа с помощью моноэтаноламина.Для очистки газа от СО2 применяют растворы этаноламинов (аминоспиртов), которые обладают щелочными свойствами обогащение кислородом при взаимодействии с кислотами образуют соли. Обычно используют водные растворы моноэтаноламина СН2ОН-СН2-NH2, диэтаноламина (СН2ОН-СН2)2NH обогащение кислородом триэтаноламина (СН2ОН-СН2)3N. Наиболее сильным основанием среди этаноламинов является моноэтаноламин, который нашёл широкое применение в промышленности для очистки газов. При абсорбции СО2 растворами этаноламинов образуются карбонаты обогащение кислородом бикарбонаты. Попутно может абсорбироваться сероводород, обогащение кислородом образовываться сульфиды обогащение кислородом бисульфиды. Эти соединения при температуре выше 100°С диссоциируют с выделением из растворов СО2 обогащение кислородом H2S. Взаимодействие моноэтаноламина RNH2 (где R - группа СН2ОН-СН2) с двуокисью углерода может быть представлено следующими реакциями: 2RNH2 + Н2О + СО2 = (RNH3)2СО3(RNH3)2СО3 + Н2О + СО2 = 2RNH3Н2СО3При поглощении двуокиси углерода водным раствором моноэтаноламина выделяется 66 кДж/моль тепла, при абсорбции сероводорода - 65 кДж/моль. При совместном поглощении СО2 обогащение кислородом H2S растворимость каждого компонента уменьшается. Несмотря на то, что поглотительная способность раствора моноэтаноламина по отношению к H2S в присутствии СО2 снижается, коэффициент абсорбции H2S значительно выше, чем СО2, обогащение кислородом возможна избирательная абсорбция сероводорода из конвертированного газа, содержащего двуокись углерода. Поглотительная способность абсорбента возрастает с понижением температуры обогащение кислородом повышением давления. При повышении температуры обогащение кислородом понижении давления равновесие химических реакций, протекающих при абсорбции, сдвигается влево. На этом основана регенерация раствора МЭА, насыщенного кислыми газами при абсорбции. Насыщенный раствор нагревают, при этом происходит разложение химических соединений обогащение кислородом десорбция кислых газов из раствора, сопровождаемая также испарением из раствора воды. В процессе этаноламиновой очистки газа от СО2 протекают побочные реакции, вызывающие необратимые изменения состава раствора, снижающие его поглотительную способность обогащение кислородом приводящие к потерям амина. Растворы этаноламинов вызывают коррозионное разрушение оборудования в определённых условиях, особенно при высоких степенях насыщения кислыми газами. Подобно растворам аммиака, они разрушающе действуют на медь, цинк обогащение кислородом их сплавы. Поэтому аппараты обогащение кислородом трубы, соприкасающиеся с растворами аминов, нельзя выполнять из этих металлов. В кипящих водных растворах моноэтаноламина малоуглеродистые стали также подвергаются коррозии под действием СО2. Присутствие в растворах МЭА посторонних примесей увеличивает скорость коррозии углеродистой стали. Поэтому необходимо применять возможно более чистый моноэтаноламин обогащение кислородом систематически подвергать очистке поглотительный раствор путём его перегонки в присутствии щёлочи. Экономичность процесса очистки определяется в основном расходом тепла на регенерацию раствора моноэтаноламина. Снижение расхода тепла на регенерацию раствора в различных технологических схемах МЭА очистки решается различными путями. Характеристики вдуваемого газа улучшаются, если в рециркуляционный цикл вводить другой газ, имеющий в своем составе или способный дать при реформации, как преобладающую составляющую, восстановительные компоненты. Соотношение восстановителей обогащение кислородом азота можно регулировать количеством газа, как вводимого из цикла, так обогащение кислородом вводимого дополнительно.Значительная часть изобретений обогащение кислородом патентов по способам производства горячих восстановительных газов относится к использованию для этих целей в рециркуляционном цикле колошникового газа, очищенного от углекислоты. Углекислота из рециркуляционного цикла выводится. Однако во многих схемах не указывается реагент, с помощью которого производится эта очистка. Как правило, предусмотрены меры, направленные на возможно меньшее содержание азота в производимом газе. Для этого, в частности, предусмотрен отбор колошникового газа на определенных участках доменной печи. чаще всего отбирается периферийный га с низким содержанием азота, обогащение кислородом в ряде случаев обогащение кислородом углекислоты. Другим средством понижения содержания азота, обогащение кислородом в некоторых случаях обогащение кислородом окислителей во вдуваемом газе является применение дополнительного газа с высоким содержанием окиси углерода обогащение кислородом водорода, получаемого из других источников. Для этой цели во многих случаях используют углеводороды. В подавляющем большинстве случаев вдувать газ предложено в шахту печи.Очевидно, при использовании доменного газа в качестве горячего восстановителя отпуск его заводским потребителям должен быть сокращен, что потребует замены его природным газом. Хотя КИТ при отоплении печей природным газом значительно выше, чем доменным, расход природного газа в целом по заводу при использовании горячих восстановительных газов возрастает эквивалентно снижению расхода кокса с учетом изменения физического тепла вдуваемых газов. Сбережение природного газа, который в настоящее время уже нельзя считать недефицитным топливом, может быть достигнуто использованием в качестве горячих восстановительных газов продуктов конверсии энергетических или других некоксующихся углей. В этом случае проблема снижения расхода кокса решалась бы одновременно с проблемой сокращения потребления природного газа. Промышленные испытания в этом направлении уже поводились в ряде стран. Доменный процесс с вдуванием колошникового газа, очищенного от окислителей, таких как двуокись углерода обогащение кислородом вода, в рециркуляционном режиме является более устойчивым по сравнению с обычным, так как изменение количества восстановителей, вносимых в печь с вдуваемым газом, вызванное колебанием степени непрямого восстановления, действуем на изменение степени непрямого восстановления в противоположном направлении, что обеспечивает саморегулирование процесса.Из всех возможных способов ведения плавки в режиме рециркуляции наиболее целесообразно поддержание постоянного расхода дутья обогащение кислородом неочищенного от окислителей колошникового газа.Регулирование процесса легче осуществлять при меньшем времени оборота газа, т.е. при меньшей протяженности трубопроводов обогащение кислородом емкости газоочистки.Существуют различные варианты вдувания очищенного колошникового газа в доменную печь:1. В шахту доменной печи.2. В фурмы доменной печи. 1 – доменная печь;2 – комплекс очистки запыленного колошникового газа;3 – очистка колошникового газа от СО2;4 –трубопровод вдувания газа в шахту печи;5 – трубопровод вдувания газа через фурмы;Рисунок 2 – Варианты вдувания колошникового газа в доменную печьОпределение показателей доменной плавкиС помощью программы расчета основных показателей доменной плавки по методу профессора А.Н. Рама был проведен расчет изменения расхода кокса обогащение кислородом производительности, результаты которого отображены на графике.КГ – колошниковый газ, м3/т чугуна; Кокс – расход кокса, кг/т чугуна;П – производительность, %Рисунок 3 – График результатов расчетаИз графика видно, в результате вдувания колошникового газа расход кокса снижается на 1 %, обогащение кислородом производительность увеличивается. Однако при вдувании газа в размере более 80 м3/ т чугуна расход кокса постепенно начинает увеличиваться, обогащение кислородом производительность снижается.ВыводыТаким образом, вдувание колошникового газа, очищенного от окислителей положительно влияет на процесс доменной плавки, снижает расход кокса, что выгодно с экологической обогащение кислородом экономической точки зрения. Применение в качестве альтернативы кокса отмытого от диоксида углерода колошникового газа - новое перспективное решение, дающее возможность сделать доменную плавку максимально замкнутой. Образующийся колошниковый газ полностью возвращается в печь.Список литературы:Корнев В.К., Степин Г.М. Исследование устойчивости доменного процесса при рециркуляции колошникового газа// Сталь. - 1979, №4-с.199-205Товаровский И.Г., Лялюк В.П. Эволюция доменной плавки.- Днепропетровск: Пороги, 2001.-423 с.Курнов И.Ф. Качество кокса обогащение кислородом возможности снижения его расхода в доменной плавке // Металлург. - 2001, №11-с.39-46 Шульц Л.А. Элементы безотходной технологии в металлургии.-М: Металлургия, 1991.-174 с. Старк С.Б. Газоочистные аппараты обогащение кислородом установки в металлургическом производстве. – М.: Металлургия, 1990. – 400 с. Тихомиров Е.Н. Восстановительные газы обогащение кислородом кислород в доменном производстве. – М.: Металлургия, 1982. – 104 с.[в начало]Логическое "И" Логическое "ИЛИ" Без учета регистра С учетом регистра СтатистикаРекламаразделы изготовление краска тонировка стекол пломбирование проведение лотерея лотерея применение доломита отпуск конец букмекерский контора фаворит сделать пазл дешевый холодильник краска двухкомпонентный герб рф лечение щитовидный железа прибор крыса снос любой конструкция купить яйцеварку vps vds антенна бустер утюг селин дион билет диспетчеризация черный кофе договор суррогатный мать доставка дров i`m o.k./герои гроб restart плита kyiv apartaments service бахила оптом три цвета: красный уцененный холодильник силикон кулер тихий ppg краска купить мобильник штамповка мини пекарня компания сент-люсии магнитно-маркерные доска обогащение кислородом