Способ регулирования процесса дожигания окиси углерода и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК F23B5/00 C21C5/52 C21C5/30 

Изобретение 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 представлено устройство 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.

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 II 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 рав- рой нулю. При этом процесс дожигания происходит следующим образом.

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

4; ;о со ьо

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 отходяш,их газах СО происходит его сгорание в подаваемом в измерительный участок 4 воздухе, что приводит к увеличению сигнала термодатчика б и его превышению над сигналом термодатчика 5. При этом открывается клапан 10, увеличивая по- дачу воздуха в измерительный участок 4. Увеличение подачи воздуха происходит ас тех пор, пока выделяемая в реакции горения СО теплота не будет полностью расхорение 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 соста

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 O₂ 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.

доваться на нагрев подаваемого воздуха ДО |с ва и расхода отходящих из печи газов.

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 2CO+O2 2CO2-f 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 ,244 ккал/ /%град.

Содержание (массовое) кислорода в воздухе 23,2%.

Тогда

Подача излишнего воздуха не может считаться в данном устройстве недостатком, так как в применяемых газоотводяших системах печей все равно предусмотрено понижение температуры отходящих газов перед 20 газоочистными устройствами разбавлением их воздухом. Однако подача сразу большого количества холодного воздуха может срывать горение СО за счет резкого снижения температуры газов.

25

40

АТ(,7Т

23,2%-135200 кал

50

32 г-100%-0,244 кал/гтрад

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 повыщает температуру отходящих газов. Если идет гоФормула изобретения

температурой газа на его выходе расход воздуха пропорционально уменьшают.

55 исполнительным механизмом, соединенным с регулятором, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дожигания окиси углерода, оно дополнительно содержит отва и расхода отходящих из печи газов.

Подача излишнего воздуха не может считаться в данном устройстве недостатком, так как в применяемых газоотводяших 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.

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.