Способ осушения доменного дутья Советский патент 1983 года по МПК C21B9/16 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии -выплавки чугуна в доменных пе;Чах, и может быть использовано в д менных цехах металлургических за водов.

Известен способ осушения доменного дутья, заключающийся в том, что воздух, засасываемый воздуходуной машиной, предварительно пропускают через теплообменник, где он омывает поверхность стального змеевика, заполненного хладагентом, например фреоном. В теплообменнике .воздух охлаждается ниже точки росы, что позволяет сконденсировать, избыточное количество водяных паров, т.е. уменьшить влажность дутья 1 . .. .

Недостатками этого способа являются необходимость сооружения и эксплуатации мощнб.й холодильной станции, обеспечивающей конденсацию испаряющегося в змеевикая фреона и подачу его .в теплообменник, размеры которого (количество дутья до lOOOO - должны быть большими, а также ограниченная степень осушения воздуха -вследствие невозможности достижения тештератур ниже 2. - - температуры поверхности змеевика.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ осушения доменного дутья, включающий засасывание воздуха в камеру осушения перед воздуходувной машиной и подачу в него охлаждающей жидКости, в качестве которой используют охлажденную воду. Этот способ Jпозволяет.понизить температуру воздуха.: и, следовательно, сконденсировать часть содержащихся в нем водных паров- 2 .

Недостатками известного способа являются необходимость сооружения и эксплуатации холодильной станций для понижения температуры - воды и невозможность обеспечения подачи дутья с влажностью ниже 9 г/нм, : f.e. 1%. .

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

Поставленная цель достигается тем; что согласно способу осушения .доменного дутья, включающему засасывания воздуха в камеру осушения перед воздуходувной меиийной и подачу в него охлаждающей жидкости, в качестве охлаждающей жидкости используют жидкий азот.

Жидкий азот имеет температуру ,-196°С. При соприкосновении с воздухом он мгновенно испаряется и ;далее нагревается уже в 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:, .

t«a(.g-4-5|4) l SU-lio

.-...Iir .и. rtfl

н,о Ч 1 в/«г-)

-iO,o,(v,.aV,-|) c-;(v,.f«,,.,

0 (- бУ-с ; „,т,й.(«,,„.п,о

где Сц , .Со , Сц - соответственно удельные теплоемкости газообразного азота, газообразного

0 . . кислорода и водя ного пара; Сц g , тц-о - соответственно , удельная теплоемкость и масса

5. сконденсированной воды;

т

-И70

удельная теплоемкость и масса образовавшихся льда и снега,

шм-г

-масса впрыскиваемого в жидком виде азота; .

Vj , tft - соответственно. овъем и температура влажного , воздуха;

I S I , 1 U соответственно ot содержание во

влажном воздухе азота, кислорода и водяного пара в объемных долях ;

Y 6

-соответственно объем и темпера- , тура осушенного

, ., доменного дутья, Ч х соответственно N, содержание в осушенном доменном дутье азота,КИ9лорода и водяного пара в объем... кых долях; If. теплота испаре ния азота; теплота конден ции воды; теплота криста Ткрист лизации льда и снега. На чертеже дана схема осуществл ния 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 час.тиц снега и льда, которые улавливаются затем в фильт рах 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 (степень металлизации 40%) на нагретом дутье при увеличении концентрации азота на 0,1% на каждый пррцент метсшлизации шихты. Атмосферных воз Дух (расчётна 1000 нм) . при влажности 2% (16 ) и температуре 27с засасывается в камеру осушения дутья, куда подается также жидкий азот (, теплота ис парения 47,6 5. Принимаем удел ные теплоемкости газообразного азо та 0,25 щ. / газообразного Кислорода , водяного пара 0,51 кг. град, , льда и снега 0,. пртерями тепла пренеб регаем. Плотность насыщающего водяного пара связана с температурой линейной зависимостью в ожидаемом интер вале -1 - конечной температуры смеси: 4,47 (tg 1) (р,;,;). . Найдем предварительно значение некоторых величНн, входящих в урав нение теплового баланса установки для осушения дутья. Состав влажного воздуха в объемных долях-j. ZV- Шо- -° ° (000-0,020)0,79 0,774, где 0,79 - доля азота в сухом воздухе; , 0,206. Объемная доля азота в осушенном дутье, соответствующая заданной степени металлизации: ИГ «, + «2 0774 ч- 0,1-5:55 0,814. Объем водяных паров в осушенном дутье (с учетом ожидаемых объема и плотности насыщающего водяного па(с точностью. ра) составляет 5 принятой в расчете). Суммарный объем кислорода и водяных паров в осушенном дутье vo, + v,o ог VH,O 1000-0,206 + 5 211 (м ). Общий объем осушенного дутья 4-,L 211 l7oOJO -.o78i4 -zi 1134 YM). Объем азота в осушенном дутье 923 (м). VJ, 1134 - 211 Объем и масса азота, испарившегося в KaNKpe осушения дутья: 923 - 0,774 VM- - . V UVN7 . VM, - VMI xlOOO 149 (м);. „ - 149- fSj 186,3 (кг). Объемная доля кислорода и водяных паров в осушенном дутье: п - 206 - л 1 я 40j- л - 1 i 0,004. Масса водяных паров в осушенном . До v -t447 + (y1)x Q, Щ| ,5,43 + 0,363 tg(Kr).. Масса образовавшегося льда и снег 16 - (5,43 + - «iKiO + ЛТ7363 tg) 1-0,57 - 0,636 tg (кг). Темпегратура осушенного дутья из уравнения теплового баланса равна и {о,25(1134. 0,814. |2;j) 4- 0,22 (1134.0,182.-|2) + 0,51-(1134г. . .Ь Т Л CL iiO,) (10,57 - 0,363 tg)x 0,5031 0,25v(,774.||-|) 4- 0,22(,2D65|-j) + 0,51« (100оГо,020:.|§зЯ. 27 0,25« V - -л j 86,3(-196) - 47,,3 + . lO,57 - 0,363 ) . 675,. где 675 - конденсации и кристаллизации воды (-) ttf -3,9°С. . Влёихность осушенного дутья

Вл. « 4,47 -f (-3,9+1) 0,32 3,54 Е или 0,44%.

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

СО + Н Сграфит

31 4 ii5S2- г.моль

Изобретение позволяет охладить обогащенный азотом воздух, всасываемый воздуходувной машиной.Это увеличит ее производительность и уменьшит коррозию лопаток и внутренней 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 ус- ловий работы воздуходувной машины.

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