53. Окислительная зона.

Горение куска кокса начинается при взаимодействии с кислородом при условии , что температура в месте взаимодействия достаточна для течения реакции. Молекулы СО₂ реагируют с молекулами С, образуя СО; снаружи благодаря диффузии, в пограничный слой проникают новые молекулы кислорода, которые окисляют СО и взаимодействуют с углеродом поверхности. Так как в слое газа либо присутствуюе молекулы кислорода, которые окисляют окись углерода, либо они дуда диффундируют, в результате образуется СО₂. Если свободных молекул О₂ мало, то кроме СО₂ образуется СО. Зону, где существует свободный кислород называют окислительной.

На размеры окислительной зоны влияют:

• Объем дутья: чем больше Vд тем больше размеры окислительной зоны. В среднем объем дутья – 2 объема печи

• Скорость дутья: чем больше скорость тем больше размер. Увеличивается кинетическая энергия, больше струя дутья отбрасывает куски кокса дальше.

• Давление дутья – чем больше, тем больше размер

• Температура дутья – чем больше, тем меньше размер. При увеличении Тд увеличивается Т в горне, следовательно увеличивается скорость всех процессов, следовательно увеличивется скорость горения.

• Содержание кислорода: чем больше, тем меньше размер. С увеличением увеличивается Тдутья, следовательно уменьшается окислительная зона.

• ПГ: чем больше, тем больше размер. Так как приводит к уменьшению Т в горне (так же как и мазут и ПУТ)

• Влажность дутья: чем больше, тем меньше размер. Из-за уменьшения Т в горне

• Крупность и пористость кусков кокса: увеличивается размер фурменной зоны с увеличением размера кусков и уменьшением пористости.

54. Температура в горне (рис 125 стр. 246)

Теоретическая температура в горне вычисляется поформуле

= 1700-2500C.

За пределами окислительной зоны температура газа постепенно падает в направлении к центру горна. Интенсивность снижения температуры зависит от развития реакции прямого восстановления в зоне восстановления и от количества газов, проникающих из окислительной зоны в центр горна. Чем больше газа проходит к центру печи, тем меньше изменяется температура по радиусу горна и тем выше температура в центре. При недостаточном или слабом движении газового потока падение температуры резкое.

При повышении температуры больше 2500 увеличивается давление в печи, шихта не может идти вниз, начинают испаряться элементы и забиваются поры. Таким образом достигнут предел по температуре.

55. Формирование печного газа и изменение его состава при движении от фурм к колошнику.

Продукт сгорания кокса в горне – горновой газ его состав: 34,7% CO и 65,3% N2, если вдувать дутье, обогащенное кислородом, то в горновом газе увеличивется доля СО и снижается доля азота. Кроме того уменьшается объем горнового газа, в следствии уменьшения количества азота.

Дутье всегда содержит немного влаки, которая разлагается углеродом , поэтому в горновом газе всегда есть немного водорода. При вдувании в горн природного газа он неполностью скгорает по реакции и в горновом газе значительно возрастает содержание водорода до 8 –15%. Так же заметно увеличивается объем горновых газов. Горновой газ образуется нагретый до высокой температуры и характеризуется высоким давлением. При движении к колошнику этот газ отдает тепло движущимся навстречу маттериалам и охлаждается, при этом давление его вследствии проеодоления сопротивления шихты понижается, а химически состав непрервыно изменяется и кол-во увеличивается.

Горновой газ содержит 34-42%CO от 2 до 8-15%H2. Его состав сразу же за окислительной зоной меняется, в результате интенсивного протекания процессов восстановления. В нижней части печи, в зоне прямого восстановления, к гороновому газу доабвляется СО, а выше, в зоне косвенного восстановления (в зоне с температурами ниже 900-1000С) – добавляется газ . Количество водорода примерно неизменное, но в связи с увеличением количества газов, содержание водорода в них уменьшается. В конечном итоге изменение состава сводится к обогащению его диоксидом углерода.

В колошнике к газу добавляется испаряющаяся гигроскопическая влага, но ее содрежание при характеристике выходящего из печи газа не учитывают. Колошниковый газ содрежит:

Важным показателем является отношение CO2/CO увеличение этого отношения свидетельствует об улучшении восстановительно работы газа.