Охолодження та очищення конвертерних газів

Процес в кисневому конвертері протікає інтенсивно. Рясне|багате| газовиділення є|з'являється| одним з головних недоліків|нестач| цього виробництва. Очищення|очистка| газів і передування їх охолоджування|охолодження| продовжують залишатися складними проблемами. Можливі різні способи застосування|вживання| конвертерних газів. Спалюючи газ над конвертером в казанах спеціальної конструкції, отримують|одержують| пару. Уловлювання газу після|потім| охолоджування|охолодження| і очищення|очистки| дозволяє використовувати його як паливо|пальне| в енергетичних агрегатах або як відновник в технологічних процесах.

У конвертерному газі в незначній кількості (до 1%) містяться азот, водень і кисень. Основною складовою є СО (до 90%) і СО2 (до 10%). Такий склад газу обуславливает високу теплоту його згорання (8,5-9,2 Мдж/м3) і токсичність. Газова суміш, що містить більше 12% CO стає вибухонебезпечною при концентрації кисню більше 5 %.

Зміст|вміст| сірі в конвертерних газах залежить значною мірою від її змісту|вмісту| у винищити і коливається|вагається| від 105 мг/м³ до 206 мг/м³ .

Вихід газів, їх склад змінні по ходу плавки|плавлення|. Кількість конвертерного газу, що виходить з|із| конвертера, складає 60-80 м³ на 1 т садки. Температура конвертерного газу 1400-1800C і близька до температури металу. Висока температура газу на виході з|із| конвертера обуславливает| значні втрати фізичної теплоти |із|з газами, |з'являється|є істотно|суттєвою|ю частко|долею|ю в тепловому балансі конвертерної плавк|плавлення|и (до 10%).

Конвертерний газ є|з'являється| високоякісним технологічним і енергетичним паливом|пальним|. Ці особливості необхідно враховувати при виборі системи і способу відведення|відводу| і використання. При відведенні|відводі| газу без доступу повітря пилоподібні|пиловидні| частинки|частки| мають крупніші розміри. Відповідно до цих особливостей вибирається схема газоочистки|газоочищення|. При дрібніших|мілких| фракціях пилу вимоги до газоочистки|газоочищення| підвищуються. Температура газу перед газоочисткою|газоочищенням| не повинна перевищувати 200-300˚С. Оскільки температура газу при виході з|із| кисневого конвертера 1600˚C перед газоочисткою|газоочищенням| їх необхідно охолоджувати.

Можливі декілька способів охолоджування|охолодження|:

- розбавлення повітрям;

- уприскування води;

- устаткування|обладнання| газоходу водоохолоджуваними камінами або екранами;

- вироблення пари в казанах-утилізаторах за рахунок фізичної теплоти конвертерних газів або продуктів їх згорання|згоряти|.

Найчастіше ці способи комбінуються. Спосіб охолоджування|охолодження| і конструкція устаткування|обладнання|, що охолоджує, істотно|суттєвий| впливають на технологічний процес виплавки стали і показники конвертерного виробництва.

Гази відводять з|із| кисневих конверторів різними способами, при яких величина коефіцієнта витрати повітря на вході різна:

α>1 – при повному|цілковитому| спалюванні газу з|із| доступом повітря;

0<α<1 – з|із| доступом повітря і частковим спалюванням газу;

α=0 – без доступу повітря і без спалювання газу.

Гази на виході з|із| кисневого конвертера містять|утримують| енергію ? 0,95-1,05 Мдж/т стали (20% фізичного тепла і 80% хімічній енергії).

Використання теплоти газів дозволяє заощадити 30 тис. т. умовного палива|пального| на 1 млн. т. стали. При використанні теплоти конвертерного газу можна отримати|одержувати| гарячу воду і насичену водяну пару в охолоджувачах|охолодниках| з|із| допалюванням (α>1). Пару направляють|спрямовують| для технологічних потреб|нужди| підприємства або після|потім| перегріву|перегрівання| – для вироблення електроенергії.

У системах без допалювання конвертерних газів (?=0) або з|із| частковим допалюванням в радіаційних казанах використовують до 10% хімічної енергії і фізичної теплоти газу з|із| подальшим|наступним| уловлюванням його і спалюванням як паливо|пальне| в енергетичних або технологічних агрегатах. Після|потім| охолоджування|охолодження| і очищення|очистки| без допалювання конвертерний газ може використовуватися як паливо|пальне|, хімічна сировина. Без очищення|очистки| і охолоджування|охолодження| його можна використовувати для підігріву|підігрівання| шихтовых| матеріалів конвертерної плавк|плавлення|и і як відновник залізорудної сировини.

У нашій країні в основному застосовуються системи відведення|відводу| газів з|із| повним|цілковитим| або частковим допалюванням CO| в конвертері. У цих схемах хімічна енергія конвертерних газів, що відходять, не використовується і втрачаєтьс|розгублює|я.

Застосування|вживання| конвертерного газу як паливо|пальне| є|з'являється| одним з резервів паливно-енергетичних ресурсів. Проте|однак| його застосування|вживання| утруднене по наступних|слідуючих| причинах:

- непостійність|незмінність| виходу конвертерного газу, як за часом, так і по кількості;

- різкі коливання складу газу в різні періоди плавки|плавлення|;

- можливість|спроможність| підсосу повітря, що може привести до утворення газокисневої суміші і вибуху агрегатів, що вживають|використовують|.

СПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ|очистки| ГАЗІВ, ЩО ВІДХОДЯТЬ

При виборі апаратів газоочистки|газоочищення| слід враховувати відмінність фракційного складу пилу в продуктах згорання|згоряти| (ОКГ з|із| допалюванням) і конвертерному газі (ОКГ без допалювання), що поступають|надходять| в газові тракти цих систем. Особлива увага приділяється герметизації газоходу  в останньому випадку у зв'язку з токсичністю|токсичний| оксиду вуглецю (II), що становить близько 90 % конвертерного газу.

Газовідвідний|відводити| тракт складається з казана-охолоджувача|охолодника|, апаратів мокрої газоочистки|газоочищення| з|із| системою сепарації і відведення|відводу| шламу, нагнітача газу, дожигательного| пристро|устрою|ю або газгольдера, арматури, газопроводів                       (|із|з нагнітачем і доочисткою в електрофільтрі) до споживача.

Охолоджений і очищений|обчищений| конвертерний газ може уловлюватися з|із| подальшим|наступним| використанням; якщо ж уловлювання не передбачене, він повинен спалюватися на свічках. У конвертерних цехах вітчизняних заводів конвертерний газ не уловлюється.

Принципова схема відведення|відводу| і очищення|очистки| конвертерного газу без допалювання Із|із| з використанням його хімічної енергії після|потім| газоочистки|газоочищення|, вживана одним із заводів Японії полягає в наступному|слідуючому|. Охолоджений газ поступає|надходить| в струменеві|струминні| промивачі, потім після|потім| коагуляції пилу в трубах|труба-конденсаторах| Вентурі він очищається у відцентрових скруберах і прямує в газгольдер або в димар. Перед викидом в атмосферу газ спалюють за допомогою спеціальних пальників.

ВИКОРИСТАННЯ ФІЗИЧНОГО ТЕПЛА КОНВЕРТЕРНОГО ГАЗА

Конвертерний газ з|із| конвертера поступає|надходить| в газовідвідний|відводити| тракт, де його фізична теплота реалізується для отримання|здобуття| пари в казані-охолоджувачі|охолоднику|. Як ОКГ без допалювання застосовують радіаційно-конвективні казани з|із| ширмовыми| екранами, в яких газ охолоджуєтьс|охолоджує|я до 500 – 600°С. Післ|потім|я казана-охолоджувач|охолодника|а перед газоочистко|газоочищенням|ю додаткове охолоджуванн|охолодження|я здійснюється шляхом уприскування води в газохід. У пропонованій схемі забезпечена можливіст|спроможність|ь використання фізичного тепла і хімічної енергії конвертерного газу: фізична теплота використовується в казані-охолоджувач|охолоднику|і для вироблення пари, а сам газ може бути застосований як високоякісне палив|пальне|о післ|потім|я очищенн|очистки|я від пилу.

Для максимальної реалізації енергетичних ресурсів в ККЦ необхідно використовувати енергоблок, до складу якого входять акумуляторна, випарна і деаэраторная| установки, а також допоміжне устаткуванн|обладнання|я.

Таким чином, запропонована схема передбачає замкнутий контур: казан-охолоджувач|охолодник| – енергоблок – казан-охолоджувач|охолодник|. При ефективному використання фізичного тепла конвертерного газу в ОКГ без допалювання енергоблок виробляє пара і конденсат для енергетичних і технологічних споживачів, а також для власних потреб|нужди| цеху.

ВИКОРИСТАННЯ ХІМІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ КОНВЕРТЕРНИХ ГАЗІВ, ЩО ВІДХОДЯТЬ 

Хімічну енергію газів, що відходять, раціонально використовувати для відновлення окатышей|. На мал. 3.3 представлен|уявляти|а принципова схема використання конвертерного газу як відновник. За рахунок створюваного нагнітачем розрідження конвертерний газ відбирається |із|з газоходу ОКГ при температурі 950 – 1050°С і через обвідною газохід прямує у відновний апарат; потім проходить через шар залізорудних окатышей|, нагріває їх до 750 – 850°С і відновлює до ступе|міри|ня металізації 95 %. Відпрацьований газ|із| з температурою 550 – 650°С і змі|вміст|ст|із| СЩ близько 35 % поступ|надходить|ає в газоочист|газоочищення|ку, розміщену в обвідному газоході за відновним апаратом, в каплеуловитель|, а потім нагнітачем подається на свічку. Зали|остача|шо|із|к СО, що утворюється при відновленні оксидів заліза до заліза металевого, допалюється на свічці.

З|із| відновного апарату сировина вивантажується періодично під час продування конвертера або в міжпродувальний період в проміжну футеровану ємність, розташовану|схильну| перед дозатором. Перед черговою плавкою|плавленням| порція гарячих металлизованных| окатышей| завантажується в конвертер.

Використання конвертерного газу для відновлення заліза із|із| залізорудних окатышей|, минувши доменний процес, дає економію дефіцитних і дорогих відновників. В порівнянні з використанням ломи застосуванн|вживання|я металлизованных| окатышей| забезпечує чистіше залізо і спрощує транспортування і завантаже|загрузку|ння матеріалів в конвертер. Пр|однак|оте для цього необхідні додаткові капітальні витр|затрати|ати в цеху, об|обсяг|'єм яких визначає рівень економічної ефективності системи.

Важливою|поважною| проблемою є|з'являється| підігрів|підігрівання| і рафінування конвертерної ломи від тих, що забруднюють його кольорових металів. Значна кількість фізичного і хімічного тепла, що міститься|утримується| в конвертерних газах, дозволяє вирішити цю проблему за рахунок тепла конвертерних газів, що відходять, і тим самим різко понизити|знизити| енергоємність|енергоємний| конвертерної сталі.

СИСТЕМИ ГАЗООЧИСТОК|газоочищень|

У системах газоочистки|газоочищення| промислову перевірку пройшли|минали| наступні|слідуючі| апарати: скрубери, турбулентні газопромивщики (великі, малі і ін.), звані також трубами|труба-конденсаторами| Вентурі; сухі електростатичні фільтри, мокрі електростатичні фільтри, пінні фільтри, циклони-каплевідділювачі і сухі, гидромеханические| фільтри, тканинні (рукавні) фільтри.

З|із| перерахованих апаратів основними є|з'являються| турбулентні газопромивщики (труби|труба-конденсатори| Вентурі), електростатичні фільтри, тканинні фільтри. Скрубери, пінні фільтри і циклони застосовують, як правило, в комбінації з|із| трубами|труба-конденсаторами| Вентурі і електрофільтрами.

Температура газів після|потім| охолоджувача|охолодника|, тобто перед системою очищення|очистки|, визначається її типом. Так, при металевих скруберах температура газів може досягати 400 °С. Якщо скрубер з|із| вогнетривким футеруванням, то температура може бути значно вище. Турбулентні газопромивщики, виконані з|із| вуглецевої сталі, надійно працюють при температурі газу, що поступає|надходить|, 350 – 400 °С.

Сухі електростатичні фільтри працюють задовільно при постійній температурі газів (приблизно 140 – 160 °С), що поступають|надходять|, і вологості|вогкості| газу близько 70 грама/м3|м-коду|3.

Тому, як правило, перед сухими електрофільтрами встановлюють стабілізатор, в якому в потік газів автоматично уприсується|упорскує| вода або вдувається пара для підтримки необхідної температури і вологості|вогкості|. Вміст горючих компонентів в газах, що поступають|надходять| в електрофільтри, має бути значно менше нижньої межі займання відповідного компоненту. Тому електростатичні фільтри не можуть працювати в системі відведення|відводу| газів без допалювання.

При використанні тканинних (рукавних) фільтрів пред'являють ще жорсткіші вимоги до температури вхідних газів, вона повинна знаходитися|перебувати| в межах 100 – 110 °С і не перевищувати 150 °С. При вищих температурах різко знижується міцність тканини, що фільтрує. У разі|в разі| застосування|вживання| мокрих систем очищень|очисток| газів не пред'являють таких вимог до коливань температури вхідних газів і вмісту в них CО|із|.

Система очищення|очистки| газів зумовлює певною мірою схему газовідвідного|відводити| тракту. Способи відведення|відводу| і охолоджування|охолодження| у свою чергу|своєю чергою| впливають значно на систему і габарити газоочистки|газоочищення|. Тому для конкретних об'єктів схеми охолоджування|охолодження| і системи очищення|очистки| потрібно вибирати після|потім| ретельного аналізу.

20