Способ регулирования процесса дожигания окиси углерода и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к техническим решениям регулирования, связанным с процессами, происходящими в печах, и предназначено для регулирования процесса дожигания окиси углерода. Целью изобретения является повышение степени дожигания окиси углерода. Для достижения цели в измерительный участок газохода вводят необходимое для полного сгорания CO количество O<SB POS="POST">2</SB> в составе воздуха воздействием на исполнительный механизм клапана основного трубопровода подачи воздуха по параметру разности температур газа на входе и выходе измерительного участка, далее организуют независимую от основной подачу 3-7% воздуха от его максимального расхода, а также поддерживают разность температур на входе и выходе измерительного участка равной нулю воздействием на исполнительный механизм, при превышении температуры на выходе измерительного участка над температурой на входе расход воздуха увеличивают и наоборот. 2 с.п.ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4348148/23-02 (22) 30.12.87 (46) 30.07.89. Бюл. № 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) Ю. О. Сургучев и С. С. Политковский (53) 621.365.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1176244, кл. G 01 N 25/32, 1983. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДОЖИГАНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к техническим решениям регулирования, связанным с процессами, происходящими в печах, и предназначено для регулирования процесса доИзобретение относится к металлургическому производству, а именно к техническим решениям регулирования, связанным с процессом, происходящим в печах.

Цель изобретения — повышение степени дожигания окиси углерода.

На чертеже предста влено у стройство для осуществления способа.

Устройство содержит печь 1, газоход 2 с патрубком 3, а также измерительный участок 4, термодатчики 5 и 6, обводный (мимо клапана) трубопровод 7, обеспечивающий расход воздуха в 3 — 7% от расхода при открытом клапане, регулятор 8 пропорционального действия (допускаются законы регулирования П, ПИ, ПД, ПИД), исполнительный механизм 9, клапан 10 на трубопроводе 11 подачи воздуха и измерительный участок 4.

ÄÄSUÄÄ 1497432 A1 д11 4 F 23 В 5/00, С 21 С 5/52, 5/30

2 жигания окиси углерода. Целью изобретения является повышение степени дожигания окиси углерода. Для достижения цели в измерительный участок газохода вводят необходимое для полного сгорания СО количество О в составе воздуха воздействием на исполнительный механизм клапана основного трубопровода подачи воздуха по параметру разности температур газа на входе и выходе измерительного участка, далее организуют независимую от основной подачу

3 — 7% воздуха от его максимального расхода, а также поддерживают разность температур на входе и выходе измерительного участка равной нулю воздействием на исполнительный механизм, при превышении температуры на выходе измерительного участ ка над температурой на входе расход воздуха увеличивают и наоборот. 2 с. п. ф-лы, 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Датчики 5 и 6 соединены по дифференциальной схеме и их суммарный сигнал подан на вход линейного регулятора 8, выход регулятора 8 соединен с исполнительным механизмом 9 клапана 10. Обводной трубопровод 7 связан с основным трубопроводом 11 подачи воздуха в измерительный участок 4 газохода 2 на входе и выходе расположенного на трубопроводе Il клапана 10.

Устройство работает следующим образом.

Параметром, по которому ведется регулирование, является разность температур на входе и выходе измерительного участка 4.

Устройство поддерживает эту разность раврой нулю. При этом процесс дожигания происходит следующим образом.

При отсутствии СО в отходящих из печи газах постоянная подача в измерительный

1497432

25

Формула изобретения

3 участок 4 небольшого количества холодного воздуха по обводному трубопроводу обеспечивает превышение сигнала термодатчика

5 над сигналом термодатчика 6, что приводит к закрытию клапана 10. При появлении в отходящих газах СО происходит его сгорание в подаваемом в измерительный участок 4 воздухе, что приводит к увеличению сигнала термодатчика 6 и его превышению над сигналом термодатчика 5. Г1ри этом открывается клапан 10, увеличивая подачу воздуха в измерительный участок 4.

Увеличение подачи воздуха происходит до тех пор, пока выделяемая в реакции горения СО теплота не будет полностью расходоваться на нагрев подаваемого воздуха до температуры отходящих газов на выходе измерительного участка 4. В этом случае сигналы термодатчиков 5 и 6 сравниваются и дальнейшее увеличение подачи воздуха прекращается.

Гарантия полного сгорания СО основана на следующем.

Химическая формула горения СО

2СО+0 =2СО +135,2 ккал

В соответствии с приведенной формулой и учетом молекулярных весов реагентов, если весь кислород подаваемого воздуха участвует в реакции, можно записать, что на 32 г кислорода воздуха выделяется

135,2 ккал. Учитывая, что газ СО входит в состав печных газов, а следовательно, вступает в реакцию уже с температурой, измеряемой на входе измерительного участка 4, для поддержания выходной температуры, равной входной, вся тепловая энергия реакции должна идти на нагрев воздуха.

Рассчитаем значение увеличения температуры воздуха, весь кислород которого вступил в реакцию, в случае расхода энергии горения СО только на его нагрев.

Теплоемкость воздуха С =0,244 ккал/

/оград.

Содержание (массовое) кислорода в воздухе = 23 2о .

Тогда

23 2о/ 135200 кал Ть

32 г.l00ô0,244 кал/г.град — 4000 С

Так как температура отходящих газов печи лежит в пределах 900 — 2500 С, то для поддержания равенства температур на входе и выходе измерительного участка при подаче в него воздуха с температурой около

20 — 25 С, во-первых, необходимо, чтобы шло горение СО, а, во-вторых, чтобы воздуха подавалось с избытком, что и гарантирует полное сгорание СО.

При недостаче кислорода воздуха для полного сгорания СО отходящих газов выделяемая тепловая энергия не только нагревает подаваемый воздух, но и повышает температуру отходящих газов. Если идет го4 рение СО и при этом температура отходящих газов не изменилась, значит воздух подается с избытком, т. е. весь СО сгорает, а излишняя часть (часть, кислород которой не участвует в реакции) холодного подаваемого воздуха поддерживает неизменной температуру отходящих газов на протяжении измерительного участка.

Устройство отличается простотой и надежностью, гарантирует полное сгорание СО и не вызывает повышения температуры на участке дожигания СО, что снижает особые требования к его конструкции, ограничивает подачу воздуха во вполне конкретных значениях во всем диапазоне изменения состава и расхода отходящих из печи газов.

Подача излишнего воздуха не может считаться в данном устройстве недостатком, так как в применяемых газоотводящих системах печей все равно предусмотрено понижение температуры отходящих газов перед газоочистными устройствами разбавлением их воздухом. Однако подача сразу большого количества холодного воздуха может срывать горение СО за счет резкого снижения температуры газов.

1. Способ регулирования процесса дожигания окиси углерода, преимущественно в газоходе, соединенном с металлургическим агрегатом, включающий подачу в измерительный участок газохода воздуха в зависимости от разности температур газа на входе и выходе измерительного участка газохода, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дожигания екиси углерода, в измерительный участок газохода вне зависимости от температур газа непрерывно подают 3 — 7 воздуха от его максимально возможного расхода, а при превышении температуры газа на выходе измерительного участка над температурой ra=-a на его входе расход воздуха пропорционально увеличивают, а при превышении температуры газа на входе измерительного участка над температурой газа на его выходе расход воздуха пропорционально уменьшают.

2. Устройство регулирования процесса дожигания окиси углерода, преимущественно в газоходе, соединенном с металлургическим агрегатом, содержащее измерительный участок газохода, термодатчики, установленные на входе и выходе измерительного участка и соединенные по дифференциальной схеме с регулятором, основной трубопровод подачи воздуха в измерительный участок с установленным на нем клапаном с исполнительным механизмом, соединенным с регулятором, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дожигания окиси углерода, оно дополнительно содержит от1497432

Составитель А. Абросимов

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 4423/46 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Моска à, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 водной трубопровод, причем обводной трубопровод соединен с основным трубопроводом на входе и выходе клапана подачи воздуха.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве регулятора использован пропорциональный регулятор.