Применение пылеугольного топлива (ПУТ) в дутье

Черная металлургия (ЧМ) является одной из наиболее энергоемких производств. На нее расходуется 11% добываемого топлива. В Японии, например, на нужды ЧМ расходуется 13-15% всей энергии, В целом на нужды ЧМ затрачивается 30% всего добываемого каменного угля.

Доменное производство потребляет 54,3% топлива, расходуемого в ЧМ. Мировые запасы каменного угля составляют 6150 млрд.т (79%), нефть в залежах месторождений 480млрд.т (6,2%), нефть в битуминозных песках 750млрд.т (9,7%). Природный газ 380млрд.т (4,9%), гидроэнергия 3млрд.т (0,05%).

Следовательно, запасы угля в 13 раз больше, чем запасы нефти, и в 16 раз больше запасов газа. Отсюда следует, что в обозримом будущем уголь будет играть ведущую роль в энергетическом балансе мира. Поскольку запасы коксующихся углей ограничены (см. 2.2.5), то вдувание ПУТ на доменных печах России, Украины и Казахстана является одной из первоначальных задач [125, 126, 127].

В таблице 2.22 представлены основные результаты работы доменных печей с вдуванием больших количеств ПУТ. Из таблицы видно, что количество вдуваемого ПУТ достигает 180-212 кг/т чуг. с расходом кокса 300-270 кг/т чуг. Это в два раза меньший расход кокса, по сравнению с его расходом на доменных печах Украины и в 1,5 раза меньше, чем расход кокса в России.

Из таблицы также видно, что в сложных сырьевых условиях (выход шлака 594-550 кг/т чуг.) Донецкого металлургического завода (ДМЗ) на ДП №1 вдували ПУТ 141,8 и 178,4 кг/т чуг. с расходом кокса соответственно 526 и 450 кг/т чуг. против 674 кг/т чуг. без вдувания ПУТ.

Значительный успех по величине вдувания ПУТ, а также в деле более полного сгорания коксового остатка в пылинках угля достигнут за счет локального подвода кислорода в зону горения ПУТ. На рис.2.24 и 2.25 представлены конструкции фурменных приборов фирмы «Thyssen Stahl» и ИЧМ НАН Украины. Кроме того, в зоне горения ПУТ увеличили температуру и количество О₂.

Полнота сгорания ПУТ в горне доменной печи определяется следующими стадиями:

τ₁ = к₁ × 5,3 × 10¹⁴ Т^-4_ср.δ^0,8; (2.19)

τ₂ = к₂ × 0,5 × 10⁶ × δ⁶; (2.20)

(2.21)

(2.22)

где τ₁; τ₂; τ₃; τ₄ – время прогрева до воспламенения летучих (τ₁), выгорания летучих (τ₂), воспламенения углерода ПУТ (τ₃), и выгорания коксового остатка, с (τ₄);

к₁, к₂; к₃; к₄ – опытные коэффициенты, зависящие от марки угля;

Т_ср. – температура внешней среды, К;

δ – средний начальный размер частиц, м;

ρ_у, ρ_к – кажущаяся плотность угля и коксового остатка, кг/м³;

А^с_к – внутренняя зольность коксового остатка, %;

О₂ – объёмная концентрация кислорода, %;

n – коэффициент, равный для условий доменной печи 0,15-0,25.

Видно, что процесс сгорания ПУТ зависит от размера частиц угля, температуры зоны горения и концентрации О₂. Кроме того, эффективность

вдувания ПУТ увеличилась за счет применения смесей углей с высоким и низким содержанием летучих при их соотношении 1:1. Положительные результаты получены также при добавке в ПУТ флюсующих компонентов, которые улучшают режим шлакообразования и процессы десульфурации чугуна.

Значительные успехи наблюдаются в распределении ПУТ по отдельным фурмам, хотя здесь еще не достигнута полная равномерность их распределения по окружности горна. Учитывая важность вдувания ПУТ в доменные печи, можно не сомневаться, что будут совершенствоваться конструктивные и технологические параметры комбинированного дутья с ПУТ.

Дата добавления: 2014-07-23; просмотров: 510; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!