1.2 Колошниковий газ як вторинний продукт виплавки чавуну в доменній печі

Газ, що залишає доменну піч, використовується як паливо. При спалюванні 1т коксу в печі утвориться 5000 м3 газу. Теплота згоряння газу становить приблизно 3700 кДж/м3.

Колошниковий газ використовується для опалення доменних повітронагрівачів, коксових, мартенівських печей і котельних установок. Склад колошникового газу й шлаків наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Склад колошникового газу й шлаків

Показник	Одиниця виміру	Кількість
Колошниковий газ:
тиск	кПа	150
температура	С	340
Склад:
С	%	22,1
С2	%	17,0
Н2	%	6,9

Поліпшення якості шихтових матеріалів, підвищення температури дуття, збільшення тиску газу в робочому просторі печі, збагачення дуття киснем, вдмухування вуглецеводневоскладових добавок, що приводять до зниження питомої витрати коксу, змінюють вихід і характеристику колошникового газу.

При питомій витраті коксу 550 кг на 1 т чавуну питомий вихід газу не перевищує 2000 м³ на 1 т чавуну. Краще використання газу в печі, що приводить до зниження змісту окису вуглецю, знижує теплоту згоряння колошникового газу до 3400 кДж/м³. Збагачення газу воднем і зниження змісту в ньому азоту при вдмухуванні вуглецеводневоскладових добавок у кількості 100 м³ на 1т чавуну й збагаченні дуття киснем підвищує теплоту згоряння доменного газу в середньому на 7,5% на кожний відсоток підвищення змісту кисню в дуття.

Разом з газом з доменної печі виноситься значна кількість дрібних фракцій шихтових матеріалів. Наявність пилу в газі знижує його теплоту згоряння й приведе до засмічування й зношування його агрегатів. При роботі доменної печі на непідготовленій шихті без підвищення тиску газу в робочому просторі зміст пилу в газі становить 60 г/м³, а іноді досягає 100г/м³. Підготовка шихти до плавки, зменшення швидкості газу при підвищенні його тиску на колошнику знижує зміст пилу в газі до 30 г/м³.

Для усунення негативного впливу пилу, газ перед використанням попередньо очищається в спеціальних пиловловлюючих агрегатах. Розрізняють три стадії очищення: грубу, напівтонку й тонку.

Грубе очищення здійснюється в пиловловлювачах сухим способом. Грубе очищення знижує зміст пилу в газі до 3 г/м³. Напівтонке очищення здійснюється мокрим способом в апаратах, що називаються скруберами. Очищення в скруберах знижує вміст пилу в газі до 0,8 г/м³. Тонке очищення відбувається в електрофільтрах, (дезінтеграторах, тканевих фільтрах, у трубах-розпилювачах і дросельних групах. Тонке очищення знижує зміст пилу до 0,01 г/м³.

Схема труби Вентурі, що застосовується для очищення, показана на рисунку 1.2. Запилений газ уводиться через трубу а, куди подається також вода. У силу більшої швидкості газу вода швидко розпилюється на дуже дрібні краплі, утворюючи туман, і добре перемішується з газом. Найбільшу швидкість (від 50 до 150 м/сек) газ має в горловині б, а потім газ розширюється в дифузорі в. Завдяки тісному контакту водяних часток з газом відбувається змочування пилу й укрупнення її часток. Для видалення укрупненого пилу після труби Вентурі ставиться циклонний вологовідокремлювач або скрубер. При очищенні газу до кінцевого вмісту пилу 10 мг/м³ має місце втрата напору в трубі до 2000 мм вод. ст., що припустимо для доменної печі працюючої з тиском газу на колошнику від 0,3 до 0,4 кгс/см², при цьому витрата води становить 2 л/м³.

Рисунок 1.2 - Установка труби Вентурі

де 1 - труба-розширник; 2 - вологовідокремлювач; 3 - водовідводчик підвищеного тиску; а - підведення газу; б-горловина труби; в-дифузор

Тонке очищення газу відбувається в дросельному пристрої, що служить для підвищення тиску газу.

Схема очищення доменного газу на ДП-5 наведена на рисунку 1.3.

Рисунок 1.3 - Схема очищення доменного газу на ДП-5

Дросельний пристрій складається із трьох паралельно розташованих патрубків діаметром 750 мм, одним діаметром 450 мм і одним діаметром 200мм. Патрубки діаметром 750 і 450 мм обладнані дросельними клапанами. Перші три патрубки постійно закриті, при цьому збільшується опір у газопроводі й відповідно збільшується тиск газу. Газ проходить через відкритий клапан діаметром 450 мм. Ступінь відкриття клапана змінюється залежно від тиску в печі, підтримуючи тиск у верхній частині печі на рівні від 2 до 3 атмосфер.