Способ осушения доменного дутья

 

СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ДОМЕННОГО ДУТЬЯ, .включающий засасывание воздуха в камеру осушения перед воздуходувной машиной и подачу .в него охлаждающей жидкости, отличатю щ и и с я тем, что, с целькРповышения эффективности охлаждения дутья и экономии кокса в доменных печах , в качестве охлаждающей жидкости используют жидкий азот. JHudffuu 4 Е:О х

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (Я) С 21 В 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3437964/22-02 (22) 14. 05. 82 (46) 23. 09. 83. Бюл. М 35 (72) Е.Ф. Вегман, Ю.С. Юсфин, A.Е. Пареньков, В.О. Чургель, Н.И. Савелов, Ю.П. Волков, A.È. Ма- нохин, П.П. Мишин и М.A. Цейтлин (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 669.162..224.047(088.8) (56) 1. Акцептованная заявка Японии 9 53-134707, кл. 10А» 522, 1977.

2. Акцептованная заявка Японии

Р 53-134706, кл. 10 A 522, 1977.

I (54) (57) СПОСОБ ОСУШЕНИЯ ДОМЕННОГО

ДУТЬЯ, включающий засасывание воздуха в камеру осушения перед воздуходувной машиной и подачу .в него охлаждающей жидкости, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения дутья и экономии кокса в доменных печах, в качестве охлаждающей жидкости используют жидкий азот.

1043169

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии .выплавки чугуна в.доменных пе.чах, и может быть использовано в до-; менных цехах меТаллургических за — водов.

Известен способ осушения доменного дутья, заключающийся в том, что воздух, засасываемый воздуходувной машиной, предварительно пропускают через теплообменник, где он 30 омывает поверхность. стального змее" вика, заполненного хладагентом, на.пример фреоном. В теплообменнике .воздух охлаждается ниже точки росы, что позволяет сконденсировать. .избыточное количество водяных паров, т.е. уменьшить влажность дущя )1).

Недостатками этого способа являются необходимость сооружения и эксплуатации мощной холодильной станции, обеспечивающей конденсацию испаряющегося в змеевиках фреона и подачу его .в теплообменник, размеры которого (количество дутья. до 10000 „"„„ ) должны быть большими, а также ограниченная степень осушения воздуха вследствие невозможности достижения температур нио

Э же -2 . — -5 С - температуры поверхности змеевика.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ осушения доменного дутья, включающий засасывание воздуха в камеру осу- N щения перед воздуходувной машиной и подачу в него охлаждающей жидкости, в качестве которой используют охлажденную воду. Этот способ

1 позволяет.понизить температуру воз-. $0 духа . и, следовательно. сконденси- . ровать часть содержащихся в нем водяных паров 12) .

Недостатками известного способа являются необходимость сооружения и эксплуатации холодильной станции для понижения температуры. воды и невозможность обеспечения подачи дутья с влажностью ниже 9 r/íì, т.е. 1%.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения дутья и экономия кокса в доменных печах.

Поставленная цель достигается тем; что согласно способу осушения Я .доменного дутья, включающему засасывания воздуха в камеру осушения перед воздуходувной машиной и подачу в него охлаждающей жидкости, в качестве охлаждающей жидкости ис- Я) пользуют жидкий азот.

)(идкий азот имеет температуру .-l96oС. При соприкосновении с воздухом он мгновенно испаряется и далее нагревается уже s газообразном виде до конечной температуры смеси, потребляя (как при испарении, так и при нагреве) большое количество тепла. Общее количество жидкого азота, вводимого в дутье, определяется желаемой концентрацией азота в доменном дутье и требуемой влажностью дутья на всасывающем патрубке воздуходувной машины. Расчеты ведут исходя из теплового баланса установки для осушения дутья

\ с64Р Z Н О

1 где с с

1 соответственно удельные теплоемкости газообразного азота, газообразного кислорода и водяного пара, соответственно удельная теплоемкость и масса сконденсированной воды, — соответственно удельная теплоемкость и масса образовавшихся льда и снега, — масса впрыскиваемого в жидком виде азота, - соответственно. объем и температура влажного воздуха; соответственно содержание во влажном воздухе азота, кислорода и водяного .napa в объемных долях, - соответственно объем и температура осушенного доменного дутья, соответственно содержание в осушенном доменном дутье азота,кислорода и водяного пара в объемных долях, % %

Сн,о i 7Вu о

A ф си,о i щн,о

ЩМ2

vs i ts в i в

Yy "зо

vg, tg б 4 О Ч7о — "í,î п7еро"„о н70 4 lñí (в Чвг у,4)

I /

+ Н о а

3 «рист н20 I AoT 7 з 1043169

10 а" — теплота испарения азота, „,".„„- теплота конденса- ции воды „ „, вЂ, теплота кристал- . лизации льда и 5 снега.

На чертеже дана схема осуществления способа осушения доменного дутья.

Схема включает в себя камеру 1 осушения воздуха, отделение фильтров и сухих пылеуловителей 2, воздуходувную машину 3, кауперы 4 и доменную печь 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Воздуходувная машина засасывает воздух в камеру 1 осушения, куда подается также жидкий азот. Здесь происходит резкое охлаждение воздуха и, в зависимости от конечной температуры смеси, выделение капель воды или частиц снега и льда, которые улавливаются затем в фильтрах и сухих пылеуловителях 2. Осушенная смесь поступает к всасывающему патрубку воздуходувной машины 3 и далее, нагреваясь в кауперах 4, к фурмам доменной печи 5.

Пример. Ведется доменная плавка металлизованной шихты (сте- З0 пень металлиэации 40Ъ) на нагретом дутье при увеличении концентрации азота на 0,1Ъ на каждый процент металлизации шихты. Атмосфер ных возДух (расчет на 1000 нм ), 35 при влажности 2% (16 вЂ, ) и темпер о ллз ратуре 27 С засасывается в камеру осушения дутья, куда подается также жидкий азот (-196 С, теплота испарения 47,6 ""„ " ). Принимаем удель- 40 ные теплоемкости газообразного азокк0д та .0,25 зт-, газообразного ннодорода б,22 -„ вЂ,. -з-, водяного пара

0,51 „,,рб „, льда и снега

0 50 „ .;-р" . Потерями тепла пренеб- 4 ре гаем.

Плотность насыщающего водяного пара связана с температурой линейной зависимостью в ожидаемом интервале -1 - -4 С конечной температу-. о ры смеси: /э„,о = 4,47 Ф (t + 1)«

Кт . 0 «32 «ооо ибл")

Найдем предварительно значение некоторых величин, входящих .в ур вйение теплового баланса установки И для осушения дутья.

Состав влажного воздуха в объеМных долях

22,4

ЧВ 16

: е но Ю

<000

: ., н б ° — - — =aàãÎ бб (1, 000-0,020) 0,79 0,774, где 0,79 - доля азота в сухом воз- духе;

0,206 ° о«

Объемная доля азота в осушенном дутье, соответствующая заданной степени металлиэации:

+ ь 1н о.774 + 0,1 100

0,814.

Объем водяных паров в осушенном дутье (с учетом ожидаемых объема и плотности насыщающего водяного пара) составляет 5 м (с точностью, принятой в расчете).

Суммарный объем кислорода и водяных паров в осушенном дутье

6 в

V02 ЧИАНО 402 Чиано

1000 О, 206 + 5 = 211 (м ) . . Обший объем осушенного дутья ч,ч 211 о, "н,о

g = 1,00,0 - .0,814 нг

1134 (м ).

Объем азота в осушенном дутье

Ъй = 1134 - 211 = 923 (мр).

Объем и масса азота, испарившегося в камере осушения дутья: ьчн . = чн, " чр = 923 - 0,774*

«1000 = 149 (M ); m< = 149 - — = 186,3 (кг).

28

22,3

Объемная доля кислорода и водя.ных паров в осушенном дутье:

0,182, 6 206 . 1134 . ц„,= 0,004.

Масса водяных паров в осушенном. дутье

mH o = pí.ã,î (4 47 + (t +1)" к0,32j 1000 = 5,43 + 0,363 tg (кг).

1134

Масса образовавшегося льда и снещй,о "н о <н о 16 (5р 43 +

+ 0,3б3 tg) = 10,57 -. 0,636 tg (кг).

Температура асушенного дутья из уравнения теплового баланса рав на (0,25з(1134 ° 0,814 22 4) + 0,22«

28

У

«(1134 ° 0,182 ° - — 4) + 0,51 ° (1134« ° 32

«Ор004 ° ---«4) + (10р57 - 0,363 t©)x

18

«0,50) t (0,25 ° (1000 .0,774 ° 22-g) + и

+ 0,22 ° (1000. 0,206 22-4) + 0,51

32 р

18 1 «(1000, Ор 020 . ° - — -)1. 27 + 0,25«

22,4)

«186,3 ° (-196) - 47,6 186,3 + (10«57 - 0,363 tg) з 675, где 675 - сумма теплот конденса QHH H кристаллизации воды (ккал)

-3,9 С.

Влажность осушенного дутья

1043169

Составитель В. Коробов

Редактор О. Половка ТехредМ. Костик, Корректор.A. Повх

Заказ 7265/28 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Вл. 4,47 + (-3,9+1)< 0,32

3,54 - или 0,44%. м

Использование изобретения позволит получить экономию кокса, равную .1,5-2,5% на каждый процент влаги, устраненной из дутья, так как при .вдувании осушенного дутья в rieчи перед фурмами ограничивается затрата тепла по реакции

Н40дфр + С ра рит = СО + Ну ккал

31,4 г,моль

Изобретение позволяет охладить обогащенный азотом воздух, всасываемый воздуходувной машиной. Это .увеличит ее производительность и уменьшит коррозию лопаток и внут5 ренней полости машины. Таким образом, применение предлагаемого способа даст промышленности, значительный экономический эффект как за счет экономии кокса в доменных печах, так и за счет экономии электроэнергии и улучшения условий работы воздуходувной ма- шины.