<<
>>

4.2.3, Вспомогательные параметры.

Значения ряда параметров процесса в настоящее время не определены ниш известны только для определенных технологических режимов. При расчете материального и теплового балансов процесса эти параметры являются настроечными коэффициентами модели.

Доля влаги, взаимодействующая с углеродом (7сн,0 )¦ Влага поступает в агрегат РОМЕЛТ с шихтовыми материалами и дутьем.

Часть ее испаряется и в виде паров удаляется с газами. Другая часть может взаимодействовать с углеродом с образованием СО и Н2. Доля влаги, взаимодействующая с твердым углеродом, может изменяться в зависимости от различных параметров процесса. В количественном отношении данный вопрос до недавнего времени оставался мало изученным. Поэтому при расчете материального баланса принималось, что при влажности шихтовых материалов до 10 %, 50-70 % поступающей в печь влаги испаряется и 30-50 % взаимодействует с углеродом. В главе 2 определено, что существует две зоны, где может протекать взаимодействие паров Н20 с углеродом - внутри угольной частицы и в объеме шлаковой ванны ()¦ Для определения к]Нг0 были проведены

модельные эксперименты, которые показали, что при влажности угля 4-10% около 3,5-10,5% (отн.) его влаги взаимодействует с углеродом при скоростном нагреве угля в шлаке. В данной методике значение величины рассчитывается по выражению (20).

В дутье нижних фурм используется воздух с естественной влажностью, которая имеет значительные суточные и сезонные колебания (8-12 г/мЗ воздуха, или 1-1,5% объем. [92]). Так, при влажности воздуха 1,5% (объем.) и содержании кислорода в дутье 50%, влажность дутья, подаваемого на нижние фурмы печи РОМЕЛТ, составляет 0,95% (объем.). Тогда при расходе дутья на продувку шлаковой ванны 12000 нмЗ/час количество внесенной в расплав влаги 92 кг/час, что при производительности печи 36 т/час и средней влажности шихтовых материалов 6% (масс.) составляет всего 1,4% (масс.) от всей влаги, внесенной в ванну.

Поэтому в дальнейшем при нахождении коэффициента кщ0 влагой, попавшей в печь с дутьем, пренебрегаем. При отработке новых технологических режимов процесса РОМЕЛТ, например, режима газификации угля, при котором в дутье нижних фурм может подаваться влага, коэффициент кщ0, скорее всего, будет отличен от нуля,

поэтому его следует задавать в методике расчета как один из вспомогательных параметров.

Доля СОг карбонатов, взаимодействующая с углеродом (&COj). При исполь-зовании в качестве флюса известняка и при наличии карбонатов в руде в шлаковую ванну поступает значительное количество СО2- Часть двуокиси углерода, также как и влага, может взаимодействовать с углеродом в шлаковой ванне, а часть удаляется из ванны с газами, не вступая в реакцию. Как и в случае с влагой, доля С02, взаи-модействующая с углеродом, может изменяться. Поэтому при составлении баланса эту величину задают. В настоящее время принято, что с углеродом взаимодействует около половины COj.

Доля пиролитического углерода, участвующая в окислительно- восстановительных процессах в шлаковой ванне Содержащиеся в летучих

угля углеводороды при температурах процесса в значительной степени разлагаются на водород и пиролитический углерод [60,93]. Часть пиролитического углерода может участвовать в окислительно-восстановительных процессах в шлаковой ван-

да. Другая часть этого углерода выносится с газами в зону дожигания. Доля пиролитического углерода, участвующая в восстановительных и окислительных процессах в шлаковой ванне, была определена в модельных экспериментах. Установлено, что величина к^1 зависит от температуры шлака и содержания в нем закиси железа (65). Для условий процесса РОМЕЛТ в исследуемой области (<5% FeO в шлаке, 7М500°С) к™ достигает 40%.

Степень реагирования кислорода дутья верхних фурм с углеродом (??ф). Кислород подается на верхние фурмы для дожигания выделяющихся из шлаковой ванны газов. Часть кислорода, подаваемого на верхние фурмы, может взаимодействовать с находящимися в шлаковой ванне угольными частицами, загружаемыми в печь.

Степень этого взаимодействия зависит главным образом от конструкции и расположения фурм для дожигания, количества подаваемого длд дожигания кислорода, количества угля в шлаковой ванне, а также от интенсивности перемешивания, скорости загрузки шихты, разрежения в печи, гранулометрического состава топлива, скорости движения газов в надслоевом пространстве печи, температуры и других параметров процесса [94]. Их влияние на к^ достоверно не определено. Поэтому данная величина задается в виде настроечного коэффициента модели. При правильном ведении процесса, т.е. без избыточного накопления угля в ванне, к^ составляет несколько процентов от количества подаваемого на верхние фурмы кислорода.

Доля кислорода дутья нижних фурм, окисляющая углерод до СО (/гс0/С0а).

Кислород, подаваемый на нижний ряд фурм, взаимодействует с замешанными в шлаке частицами угля. Установлено, что при концентрациях угольных частиц в шлаковой ванне 2-10% (по массе), реагирование угольных частиц с дутьем осуществляется следующим образом: в факелах фурм идет реакция с образованием С02, а в верхних горизонтах шлаковой ванны - реакция С+С02=2С0 [95]. В результате на выходе из шлаковой ванны газ практически не содержит двуокиси углерода. Однако очевидно, что в зависимости от количества угля в шлаке, содержания кислорода в дутье, режима продувки, глубины ввода дутья в расплав, геометрии фурм и шлаковой ванны эта реакция может идти с различной степенью завершенности. С энергетической точки зрения выгодно вести процесс с неполной конверсией СОо.

Однако возможность восстановления железа из шлака при таких режимах требует экспериментальной проверки.

Температура ванны (Тшъ Гмет). Температура шлаковой ванны и металла составляет обычно 1400-1550°С. Эта величина задается.

Количество подсасываемого воздуха Количество подсасываемого в

печь воздуха должно быть минимальным. Однако при работе агрегата РОМЕЛТ под разрежением некоторое количество воздуха будет подсасываться в печь через загрузочное отверстие.

Величина подсоса зависит в основном от разрежения в печи, которое должно быть минимальным. Кроме того, конструкция печи должна быть достаточно газоплотной. Для расчета баланса количество подсасываемого в печь воздуха задается и составляет, как правило, несколько тысяч м3 в час.

Доля теша от дожигания газов над ванной, окисления возгонов, горения углерода па поверхности шлаковой ванны, передаваемая шлаковой ванне (кдомГ1)' кессонам отходящим газам Значения этих коэффициентов оказывают значительное влияние на показатели процесса. Чем большая доля тепла, выделяющегося при дожигании, передается шлаковой ванне, тем выше тепловой КПД процесса. Эта величина зависит от интенсивности массообмена между ванной и зоной дожигания, величины тепловоспринимающей поверхности, а также от других па-раметров, Эксперименты на ОПУ РОМЕЛТ показали, что доля тепла, передаваемая из зоны дожигания ванне, достигает 75%, и имеются резервы ее дальнейшего увеличения. Остальное тепло распределяется между кессонами верхних рядов и дымовыми газами.

Коэффициент, теплоотдачи шлака охлаждаемым стенам печи (t). Между температурой расплава и величиной теплового потока через ограждающую стенку существует линейная зависимость в широком интервале температур. Величина теплового потока на водоохлаждаемые элементы в зоне барботируемого шлака может быть достаточно точно определена по разнице температуры воды на входе и выходе охлаждаемого элемента при известном расходе воды.

Коэффициент теплоотдачи от шлака охлаждаемым стенам ниже уровня поверхности шлака определяется физическими свойствами шлака, интенсивностью продувки, конструкцией водоохлаждаемых элементов, Экспериментально установленный [96] и в настоящее время уточненный коэффициент теплоотдачи шлака с

Ill

основностью около 1,0 и содержанием 2,0-2,5% FeO при интенсивности продувки около 500 м^Сч-м2) и температурах 1450-1550°С составляет около 281 Вт/(К-м2) для медных охлаждаемых элементов.

Содержание FeO в шлаке ((РеО)шл).

Ванна печи является проточным химическим реактором, в котором устанавливается некоторая стационарная концентрация оксидов железа. Эта концентрация определяется не термодинамическим равновесием, а такими параметрами процесса, как температура, количество углерода в шлаке, интенсивность продувки ванны, содержание кислорода в дутье, свойства шлака и др. В экспериментах содержание оксидов железа в шлаке изменялось в широких пределах - 0,6-7,5 %. Содержание оксидов железа в шлаке возрастает при недостаточной загрузке топлива и при падении температуры ванны. Повышение содержание оксидов железа до 8-9% приводит к обезуглероживанию чугуна на подине печи, вспениванию шлаковой ванны и выбросам шлака из печи. При расчете балансов процесса концентрацию оксидов железа в шлаке задают, При нормальной работе печи содержание оксидов железа составляет 2-3 % [97,98], а соотношение Fe2+/Fe3+ в шлаке близко к 1,0 [99]. В модели условно принято, что оксиды железа в шлаке представлены только FeO.

Содержание углерода в металле (СМ6Т) процесса РОМЕЛТ составляет, как правило, 4,3-4,8 %, На величину Смет могут оказывать влияние многие параметры процесса, однако конкретные зависимости достоверно не определены. Поэтому содержание углерода в металле задается.

<< | >>
Источник: Бабкин Дмитрий Геннадьевич. его моделирование с целью совершенствования технологии [Электронный ресурс]: Дис. ... канд. техн. наук 05.16.02 .—М.: РГБ, 2003(Из фондов Российской Государственной Библиотеки). 2003

Еще по теме 4.2.3, Вспомогательные параметры.:

  1. § 1. Виды вспомогательных средств
  2. 4.1.9, Подготовка вспомогательных указателей
  3. Глава 1 ПАРАМЕТРЫ И СТРУКТУРА АРЕНДНО-БЮРОКРАТИЧЕСКОГО ФЕОДАЛИЗМА
  4. 3.10.3. Команда Подбор параметра
  5. 3. Опыт пассивного и активного прогнозирования и анализ прогнозных параметров социально-экономического развития Грузинской ССР
  6. 2.5. Статистические свойства МНК-оценок параметров регрессии. Проверка гипотезы Ь = bo. Доверительные интервалы для коэффициентов регрессии
  7. 14.8. Эффект «занижения». Один вспомогательный параметр
  8. 14.9. Выбор модели: от общего к частному и от частного к общему
  9. 14.10. Эффект «занижения». Два вспомогательных параметра
  10. 7. Оценивание параметров
  11. 4.2. Исходные данные для расчета
  12. 4.2.3, Вспомогательные параметры.
  13. 4.2.6. Характеристика шихты.