Способ отвода конвертерных газов

 

1. СПОСОБ ОТВОДА КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ, включающий мокрую газоочистку, удаление капельной влаги и разделение отводимых газов на два потока , отличающийся тем, что, с целью защиты дымососа и дымовой трубы от капельной влаги и сокращения энергозатрат на удаление ее из отводиИ 1 мых газов, разделение потоков производят после газоочистки, затем в одном из потоков вымораживают часть влаги, уда- . ляют ее в дополнительном каплеуповителе , осущенный газ подогревают, чего оба потока смешивают, при этом количество охлаждаемых газов в общем потоке, глубину их охлаждения и степень последующего подогрева определяют следующим неравенством. (-)co( см / где п - доля охлаждаемого потока; сЗр - влагосодержание насыщенного i газа после вымораживания части воды, г/им -сух; (О dg - впагосодержание исходных дымовых газов, г/нм сух; d - содержание капельной влаги в исходных газах, г/нм -сух; d(; - влагосодержание насыщенного газа при температуре смеси цымовых газов, г/нм3.сух. сх 2, Способ по п. 1, о тлича ю - щ и и с я тем, что. влагу удаляют посредством жидких поглотителей влаги, а уловленный раствор влаги с поглотителем направляют на регенерацию.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) 3(я) С 21 С 5/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) k

1 !I

H. ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Пд +(1-nil, +(1-n)d<(d

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 339069 1/2 2-0 2 . (22) 08.10.81 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72 ) Е. А. К ричевцов, Я. М, Шелоков, И, Х. Ромазан, B. N. Баранов, С. П. Киселев и В. Г. Лалетин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники и Уральское произвоцственно-техническое предприятие ".Уралэнергочермет" (53) 669.184.15 (088.8) (56) 1. Бережинский А. И. и Хомутин никова П.С. Утилизация, охлаждение и очистка конвертерных газов. М., "Металлургия", 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 287680, кл. С 21 С 5/40, опублик. 1969.

3. Патент ФРГ ¹ 1458872, кл. С 21 С 5/40, опублик. 1970, (54) (57) 1. СПОСОБ ОТВОДА КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ, включающий мокрую газоочистку, удаление капельной влаги и разделение отвоцимых газов на два потока, отличающийся тем, что, с целью зашиты llbIMococG и дымовой трубы от капельной влаги и сокрашения энергозатрат на уцаление ее из отводиГ мых газов, разцеление потоков производят после газоочистки, затем в одном из потоков вымораживают часть влаги, уцаляют ее в дополнительном каплеуловителе, осушенный газ подогревают, после чего оба потока смешивают, при этом количество охлаждаемых газов в общем потоке, глубину их охлаждения и степень последующего подогрева определяют слецуюшим неравенством. где р - доля охлаждаемого потока;

> дд - влагосодержание насыщенного с газа после вымораживания части э

3.

Воды, Г/нм сух

dz — влагосоцержание исходных цымо/HM 3 С:

dK — содержание капельной влаги в исходных газах, г/нм сух;

d — влагосодержание насыщенного газа при температуре смеси дымовых газов, г/нмЗ сух.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что. влагу уцаляют посредством жидких поглотителей влаги, а уловленный раствор влаги с поглотителем направляют на регенерацию.

108123,3

Изобретение относится к черной металлургии и преимущественно может быть использовано пля эвакуации конвертерных газов, а также пругих отхопяших газов после очистки их мокрым способом.

Конвертерные газы после мокрой очистки насьппены вопяными парами, сопержат капельную влагу, тонкописперсную пыль, агрессивные соепинеция и имеют о температуру 50 70 С. Общее содержание 10 влаги в них постигает 350-550 г на

1 м при нормальных условиях (1 1.

Такие газы лопают к пымососу пс металлическому трубопровопу, длина которого составляет 100-250 м, и выбрасывают в атмосферу через железобетонные трубы. При транспортировке по столь плинному газопровопу, расположенному вне цеха, происхопит охлажпение газов и выпеление из них капельной

20 влаги. Капельная влага вызывает эрозию лопаток пымососа, налипание на них пыли и образование прочных отложений, а также губительно воздействует на бетонные дымовые трубы.

Известен способ, согласно которому влажные дымовые конвертерные газы подогревают пля препотврашения вьшеления ,капельной влаги (2 j.

Однако в этом случае увеличивается обьем отвопимых газов и при нагреве очищенных газов за счет тепла, сопер жашегося в грязных конвертерных газах, .концентрация пыли в которых в 1000 раз выше, чем после газоочистки, неизбежно происхопит интенсивное загрязне-„„

35 ние устройств, реализующих такой способ.

Кроме того, в межпропувочный периоп газы подогревать нечем и периодически капельная влага все равно поступает на

40 пымосос и в пымовую трубу.

Наиболее близким по технической сущности и постигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ отвопа конвертерных газов, вклю45 чающий мокрую газоочистку, удаление капельной влаги и разпеление отвопимых газов на пва потока C3).

Грязные высокотемпературные конвертерные газы разпеляют на пва потока.

Опин из них охлажпают и насыщают вла50 гой и скруббере, а пругой идет по байпасному футерованному трубопровопу.

Затем с помощью регулятора оба потока смешивают в такой пропорции, чтобы смесь газов не соцержала капельной вла- 55 ги, но имела бы постаточное количество балласта (вопяного пара ) пля исключения обоазования взрывоопасных смесей в электрофильтре. Иэ электрофильтра пымовые газы с температурой 150 С по метало лическому трубопровопу транспортируются к пымососу. При столь высокой температуре газов, особенно зимой, неизбежно их значительное охлажпение в пымопровопе и выпапание капельной влаги.

Таким образом, от капельной влаги защищается только электрофильтр, а пымосос и пымовая труба не защищаются.

Кроме того, попогрев газов по 150 С о увеличивает их объем (главным образом за счет перевопа капельной влаги в вопяные пары). В межпропувочный период вслепствие отсутствия источника тепла невозможно нагреть пымовые газы и они влажные транспортируются по тракту.

Известный способ требует установки н пременно сухой газоочистки.

Целью изобретения является защита пымососа и дымовой трубы от капельной влаги и сокращение энергозатрат на упаление ее из отвопимых газов.

Поставленная цель постигается тем, что согласно способу отвопа конвертерных газов, включающему мокрую газо очистку, упаление капельной влаги и разпеление отвопимых газов на пва потока, разпеление потоков произвопят после газоочистки и затем в опном иэ потоков вымораживают часть влаги, удаляют ее .в пополнительном каплеуловителе, осущенный газ подогревают, после чего оба потока смешивают, при этом количество охлажпаемых газов в общем потоке, глубину их охлажпения и степень послепуюшего подогрева опрепеляют слепуюшим неравенством гпе п — поля охлажпаемого потока; дд - влагосопержание насыщенного газа после вымораживания части вопы, г/нм - сух;

8 < - влагосопержание исхопных пымовых газов, г/нм сух; дк — сопержание капельной влаги в исходных газах, г/нм ° сух;

- влагосопержание насыщенного см газа при температуре смеси дымовых газов, г/нм сух.

Влагу упаляют посредством жипких поглотителей влаги, а уловленный раствор влаги с поглотителем направляют на регенерацию.

На фиг. 1 препставлена схема реализации способа с абсорбцнонным холопильни3 i08i ком; на фиг. 2 — то же, с компрессорным холодильником; на фиг. 3 — то же, с жиц- кими влагопоглотителями.

Схема включает газоочистку 1, каплеуловитель 2 газоочистки,,регулирующие зацвижки 3, теплообменник 4 "гаэ-газ".: холодильную камеру 5, паропровоц 6, вторичный каплеуловитель 7, цымосос 8, компрессор 9, поверхностный теплообменник 10, регенератор 11, насос 12 и 10 влагопоглотительный аппарат 13 (например, скруббер).

Запыленные конвертерные газы очишают и охлажцают в мокрой газоочистке

1, улавливают капельную влагу в капле- 15 уловителе 2, после чего чистые газы раэцеляют с помошью регулируюших эацвижек 3 по цвум трактам (фиг. 1). По оцному из них влажные газы перемешают без изменения их влажности, а по цруго- 20 му влажные газы направляют в теплообменник 4, гце их охлажцают, затем цоохлаждают в холоцильной камере 5, после чего сепарируют капельную влагу во вторичном каплеуловителе 7 и поцсуши- 2S вают в теплообменнике 4. Охлажценные, подсушенные газы смешивают на всасе цымососа с потоком влажных дымовых газов. B качестве рабочего тела холЬцильной камеры может употребляться воцно-аммиачная смесь или цругие вешества. В качестве теплоносителя цля работы холодильной камеры используется пар конвертерных котлов-утилизаторов или цругие источники ВЗР. Выцеленную 35 во втором каплеуловителе 7 влагу сбрасывают в грязный оборотный цикл газоочистки.

При работе по схеме с компрессором (фиг. 2 ) в качес тве рабочего тела - холо- @ цильной камеры применяют фреон. Дымовые конвертерные газы после очистки их от пыли в газоочистке 1 и от капельной влаги в каплеуловителе 2 также раэцеляют на цва потока. Один поток без из- 4> менений параметров направляют к цымососу, а цругой — в холодильную камеру, гце цымовые газы охлажцают, затем сепарируют капельную влагу в каплеулови» теле 7, после чего холоцные газы направ >О ляют в поверхностный конценсатор холоцильника. В этом конценсаторе дымовые газы поцсушивают горячим фреоном, сжатым компрессором 9. Охлажценный фреон поцают в расширитель холоцильчой 55 камеры 5, а поцсушенные цымовые газы сМешивают с влажными и награвляют в цымосос.

213 4

При использовании жицких влагопоглотителей (фиг. 3) влажные конвертерные газы после очистки их от пыли в газо» очистке 1 и от капель в каплеуловителе

2 ик разцеляют на цва потока и с помощью зацвижки 3 регулируют соотношение этих потоков. Олин поток дымовых газов перемешают беэ изменения его парамет ров, а второй направляют во влагопоглотительный аппарат (например, скруббер)

13 с жицким влагопоглотителем (например, хлористым ли1ием или хлористым бромом). Иэ влагопоглотителя газы подают в каплеуловитель 7, после которого осушенные газы смешивают с влажным и направляют в цымосос. Уловленный в каплеуловителе, разбавленный воцой влагопоглотитель направляют в регенератор

11, гце влагу уцаляют, например, путем поцогрева паром, поцаваемым по трубо-, провоцу, и затем насосом 12 поцают во влагопоглотительный аппарат 13, Пример 1. Дымовые конвертер« ные газы имеют температуру 70 С.

Охлажцению в холоцильной камере поцвер гают лишь 40% объема дымовых газов цо 6 С. В теплообменнике газы поцогрео о вают до 60 С. Соцержание капельной влаги в цымовых газах перец разделением потоков составляет 10 г/нм . Количество о тепла в охлажценных цо 6 C газах по

Формуле 66= jn dп и + jг и составит 8,268 кДж/кг. Количество тепла в газах после теплообменника по формуле ба i ит с п n + и составит

39,03 кДж/кг. Количество тепла в не»обработанных газах по формуле 87Π— d (1- n)+ i (1- n )+ i с3 (1-и) составит 618,17 кДж/кг.Количество тепла в смеси газов по формуЛе Йс +

+ Q чо + 8 6о составит 657,2 кДж/кг, Температура смеси (Фсд ) опрецеляется уравнением Я = i „" "(d (1- и ) + иД ) +

I( см и о П

+1г гце 1 — теплосоцержание пара в охлаП жценных газах, кДж/кг; — теплосоцержание охлажценных г сухих газов, кДж/нм ; — теплосоцержание пара в исхоцП ных газах, .кДж/кг;

- теплосоцержание сухих исхоц° О

Ь, ных газов, кДж/нм; и составляет 65 С. о

ndn + (1-n) do +(1- n) dK =

= 223,216 г/нм з- сух.

Поскольку n d и + (l- n ) d + (1- п )

8+d<>=263,627 г/нм . сух, т.е. Фактически соцержание влаги в смеси газов

1081213 ниже, чем должно быть при полном насышении их при данной температуре Фс„,1, то пар нахоцится в перегретом состоянии, "сухой ", Пример 2. Применяют схему с компрессионной холоцильной камерой.

Дымовые газы имеют температуру

70 С. B холодильной камере охлаждают лишь 30 всего обьема газов до Я С, В теплообменнике газы подогревают цо 60 С. Содержание капелькой влаги s дымовых raaax перец разцелением потоков составляет 10 г/нм3. Количество тепла в охлажденных цо 5 С газах ло о формуле р

Q> " и dn +

5,648 кдж/НМЭ

Количество тепла в газах после теплообменника по формуле 8 =i „,. d„n +

+ пг п составляет 28,91 кДж/нм З.

Количество тепла в необработанных газах по формуле 8 о= т д0(1- и)+ 0 и ,+ г (1- ")+ к к(1721,2 кДж/нм .

Количество тепла в смеси по формуле

8 см @то + 0 gî составлЯет 750,11 кДж/нм .

8 i" fol (1- ).ndqlj+ i""

О ткуда 4 см

Поскольку, n 8„+(1- n) 80+(1» n ) ol

=252,275 С oly 315,787 г/нм3 сух, т.е. фактичес,ки содержание влаги в смеси газов ниже, чем цолжно быть при полном насышении их при даннОй темпе 35 ратуре см, то пар находится в перегре- том состоянии, "сухой, Пример 3. Применяютасхему с жидким поглотителем.

Дымовые газы имеют температуру

70 С.,;Осушению подвергают 20% всего объема дымовых газов. Соцеркание капельной влаги в цымовых газах перед разделением потоков составляет 10 г/нм3.

Температура осушенных газов не изменяется, а содержание влаги уменьшается цо 5 г/нм . Количество тепла в осушен3 ных газах по формуле ос = т © с1 n, + 1 n составит

° 0 о г

20,83 кДж/нм3.

Количество, тепла в необработанных газах по формуле 67 8 (1 и) + о то п о

+ i (1- n ) + т к с к (1- и) составит

824,23 кДж/НМЗ. о

Температура смеси (tq+) равна 70 С.

Поскольку ьйп+(1- n) до +(1-n ) д =

294,84 Ыс,„=357,3 г/нм сух, т.е. фактическое соцержание влаги в смеси газов ниже, чем должно быть при полном насьпцении их при данной температуре

1сА, то пар находится в перегретом состоянии, сухой .

Пример 4.Применяют схему с дополнительным каплеуловителем тонкой очистки. о

Газы с температурой 70 С напРавлЯются по двум трубопроводам, расположенным оцин в другом. При этом внешний поток (межцу стенками внутреннего и наружного дымопроводов) охлаждается и выпацает капельная влага, кажцая улавливается в дополнительном каплеуловителе перед дымососом, после чего газы смешиваются. Удаление капельной влаги в отводимых цымовых газах перед дымососом исклю- . чает эрозию лопаток цымососа, налипание мокрой пыли на роторы, прецотврашает образование прочных отложений, а также зашишает бетонные дымовые трубы от пропитки водой, что удлиняется срок их службы. При этом и улучшаются условия труца, так как значительно снижается ! вибрация дымососа.

Ожидаемый годовой экономический ,эффект по отрасли составит 49000 руб.

10812i3

Фиг. l

1081213

Составитель С. Миронов

Редактор Н. Рогулич Техред М,Надь Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1479/23 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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