Характеристика организованных выбросов.

Количество и физико-химическая характеристика газов, отходящих по дымовому тракту.

Технологические газы, выходящие из печи, образуются от сжигания топлива,газовыделения из сы-пучих материалов при нагреве и разложении, а также от образования СО и СО₂ при окислении углерода шихты. Точное значение выхода технологических газов можно получить из материаль­ного баланса плавки. Однако с достаточной для практических расчетов точностью его можно определить по следующей формуле, м³/ч: V_т.г .= V_уд + V_изв + 0,054 T _с, (1)

Зависимость удельного выхода продуктов сгорания от коэффициента расхода воздуха при расходе кислорода, м3/м3 газа: 1-без кислорода; 2-0,2; 3-0,4; 4-0,6; 5-0,8; 6-1,0 (25% по теплу)	Зависимость количества СО2, выделяющегося при разложении известняка в период плавления, от садки печи при расходеизвестняка в завалку, %:1 - 5; 2 - 7; 3 – 9

где V_уд - удельный выход продуктов сгорания, м³/1000 кДж топлива - величина может быть определена по графику, представленному на рис. 4, или по формуле

V_уд = _, (2)

- низшая теплотворная способность топлива, кДж (ккал/м³);

V - теоретический выход продуктов сгорания на 1 м³ (1 кг) топлива при коэффициенте расхода воздуха n = 1,0 м³/м³ (м³/кг); V0 - теоретический объем воздуха для сжигания 1 м³ (1 кг) топлива при коэффициенте расхода воздуха n = 1,0 м³/м³ (м³/кг); n - коэффициент расхода воздуха, м³/м³ (м³/кг); - расход топлива, тыс. кДж/ч;

V_изв - количество углекислого газа, выделяющегося при разложении известняка, тыс. м3/ч (величину можно опреде­лить по графику на рис. 5); Т - садка печи, т; V_с - ско­рость выгорания углерода, %/ч; 0,054 - коэффициент пере­счета массы в объем.

При форсированном режиме печи средний расход продуктов сгорания изменяется при движении по дымоотводящему тракту печи. Это связано с подсосом атмосферного воздуха через не плотности кладки. Величина подсосов так велика, что объем продуктов сгорания, увеличивается в 1,8 – 2,0 раза по сравнению с величиной» определяемой формулой (1).

В течение плавки количество продуктов сгорания колеблется практически незначительно. Для оценки неравно­мерности тепловой нагрузки на печь введен коэффициент форсировки:

m = / , (3)

где - максимальная тепловая нагрузка на печь, кВт (ккал/ч);

- средняя тепловая нагрузка на печь, кВт (ккал/ч).

Обычно коэффициент форсировки составляет 1,25 - 1,30.

Средняя тепловая мощность печей существующих конструкций, в которых, как правило, невозможно увеличить пропускную способность дымового тракта, выражается зависимостью

= 18,2 + 3.76 • 10^-2 T + 4,0 • 10^-6 Т², (4)

где T - садка печи.

Для гидравлического расчета печи и газоочистных сооружений нужно знать не только среднее, но и максималь­ное количество продуктов сгорания, которое можно опреде­лить по формуле (1), подставив вместо максимальное значение:

= (1,25 - 1,30) .

Тепловой режим работы мартеновских печей приведен в табл. 2.

Состав и количество отходящих от печей газов изменяются при движении по дымоотводящему тракту. Это связано, прежде всего с подсосом атмосферного воздуха через не плотности кладки, так как отводящий тракт находится под разрежени­ем. Величина подсосов зависит от разрежения на отдельных участках тракта, определяющегося конструктивными парамет­рами печи и герметичностью кладки, которые изменяются в течение компании печи (периода между остановками печи на ремонты свода).

Наибольшая величина подсосов бывает на участке головка печи - верх насадок. Количество отходящих от мартеновской печи газов на участке от головки до под насадочного - пространства регенераторов увеличивается в 1,55-1,65 раза в начале компании и в 1,25 раза в конце; на участке от головки до общего борова в 1,6 - 1,7 в начале и в 1,35 раза в конце кампании. В борове на участке от перекидных устройств до входа в котел-утилизатор количество газов увеличивается на 10 % от количества газов в вертикальном канале.

Таким образом, на современных печах, отапливаемых высо­кокалорийным топливом, количество технологических газов при входе в котел-утилизатор увеличивается по сравнению с количеством газа, выходящего из головки, в 1,8-2,0 раза.

Физико-химическая характеристика технологических газов мартеновских и двух ванных печей (перед входом в дымовую трубу) приведена в табл. 2.

Выбросы пыли с технологическими газами. Содержание пыли в отходящих газах мартеновских и двух ванных печей определяется расходом кислорода на печь, при этом значение имеют способ подачи кислорода (в факел или в ванну), садка печи, вид топлива, период плав­ки и др. Данные о выбросах пыли из рабочего пространства мартеновских печей довольно разноречивы, очевидно, из-за не четких сведений о технологических процессах и различных методик определения запыленности газовых потоков. Однако анализ многочисленных данных позволяет установить наиболее характерные показатели запыленности для печей различной садки и конструкции (мартеновских и двух ванных) в зависимости от способа (в факел или ванну) и интенсивности подачи кислорода в ванну.

В зависимости от указанных факторов концентрация пыли в дымовых газах мартеновских печей колеблется в широких пределах - от 160 мг/м³ до 50 г/м³, при этом на печах, работающих без применения кислорода, - от 160 до 260 мг/м³, с подачей кислорода в факел - от 400 до 700 мг/м³ и с продувкой ванны кислородом - от 270 мг/м³ до 50 г/м³. Запыленность газов двух ванных печей колеблется в пределах от 2,8 до 17,2 г/м³. Более высокое значение нижнего предела запыленности по сравнению с мартеновскими печами, работающими с продувкой ванны кислородом, объясняется тем, что практически в двух ванной печи одна из ванн всегда находится под продувкой, тогда как в мартеновских печах нижний предел относится к бес продувочным периодам. Более низ­кий верхний предел запыленности на двух ванных печах связан с сепарирующим (способствующим осаждению части пыли) действием развитой поверхности шихтовых материалов в ванне, через которую проходят газы из продувочной камеры. Применение кислорода значительно увеличивает запыленность отходящих газов. Влияние подачи кислорода в факел на пылеобразование связано с усилени­ем тер

1 – вертикальный канал; 2 – над насадкой; 3 – общий боров Рис.6 Зависимость содержания пыли в отходящих продуктах сгорания 300-т мартеновской печи от удельной интенсивности продувки:

Рис.7 Зависимость запыленности отходящих продуктов сгорания от скорости выгорания углерода

мического разрушения кусковых материалов в период прогрева и угара оплавленного или расплавленного металла в последующие периоды плавки.

Основной причиной бурного пылеобразования в период продувки жидкой ванны кислородом является испарение металла в очагах высокой температуры и последующее его окисление атмосферой рабочего пространства, отсюда газы принимают бурую окраску оксидов железа. На рис. 6 приведена зависимость содержа­нии пыли в отходящих газах от удельного расхода кислорода. Для практических расчетов количества выбросов пыли из рабочего пространства печи при продувке кислородом рекомендуется снижать их величину на 35% при добавлении в дутье топлива (природного газа или мазута) и на 30 % при применении щелевых продувочных фурм относительно обычно применяемой шести сопловой кислородной фурмы.

На примере 150-т печи при подаче кислорода в факел показано изменение показателей запыленности также и в зависимости от периода плавки. Количество пыли в каждый период плавки определяется характером технологического процесса, проходящего в это время.

Во время завалки основным источником пылевыделения является загружаемая шихта, из которой газовым потоком увлекаются мелкие частицы железной руды, известняка и других ее компонентов.

В начале периода прогрева пыль образуется в результате термического разрушения кусковых материалов, в конце -

вследствие угара оплавленного металла.

В период слива чугуна максимальная запыленность отходящих дымовых газов наблюдается при сливе первого ковша, а далее сокращается, а три-четыре раза.

Во время плавления максимальное пылевыделение происходит при продувке ванны кислородом, причем в α.Существенное влияние на пылеобразование оказывает скорость выгорания углерода (рис. 7). Пылеобразование тем выше при одной и той же температуре металла, чем выше содержание углерода.