Способ подачи реагентов в фурмы доменной печи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/16 

(54) СПОСОБ ПОДАЧИ РЕАГЕНТОВ В ФУРМЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

t

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству чугуна в доменных печах.

Известен способ подачи реагентов в фурмы доменных печей, позволяющий вдувать в горновой газ фурменной зоны различные углеводородные добавки совместно с дутьем, обогащенным кислородом 1.

Известный способ подачи реагентов в фурмы не позволяет обеспечить полного распыления и смешения с дутьем вводимых топ лив. Из-за чего, в колошниковом, газе появляются сажистый углерод и избыточней водород, которые выносятся из печи, что снижает коэффициент замены кокса газообразным или, жидким топливом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подачи реагентов в фурмы доменной печи, включающий по дачу через ее полость дутья и введение в это дутье топлива отдельной струей через газоподводящую трубку, выполненную в виде патрубка изогнутого к оси полости фурмы 2,

Однако в данном способе общая степень превращения, например, природного газа (рассчитываемая по остатку метана в горновом газе) не превыщает 90%, а обеспечение однородности состава горнового газа по водороду путем изменения конструкции ввода природного газа практически невозможно. Это обусловлено тем, что вводимый в дутье природный газ распределяется преимущественно в верхней части фурмы со стороны ввода, при этом несгоревшее топливо подвергается пиролизу и в газовом потоке печи появляется сажистый углерод, повышается концентрация водорода, что снижает мощную экономию кокса в доменной плавке при использовании газообразного или жидкого топлива.

Цель изобретения - снижение расхода кокса путем повышения степени реагирова15 ния топлива и равномерности распределения водорода в газовом потоке.

Поставленная цель достигнута тем, что совместно со струей топлива в дутье подают технологический кислород, причем топливо вводят в виде оболочки струи кислорода 20 при соотношении их расходов (4-6):1.

На чертеже представлено устройство (продольный разрез), осуществляющее предлагаемый способ. Устройство состоит из корпуса 1 с патрубками 2., предназначенными для ввода природного газа и кислорода. Коаксиально установленные патрубки 2 содержат на концах сопла 3, которые выведены через стенку корпуса в полость под углом А к центральной оси 4. Способ осуществляют следующим образом. Через полость фурмы подают дутье и вводят в это дутье топливо одновременно с кислородом, причем топливо выступает в роли защитной оболочки струи кислорода. Совместно истечение кислорода и топлива из коаксиально установленных сопел на патрубках обеспечивает тепловую экранизацию струи кислорода на всем пути в полости фурмы за торец. Время пребывания в полости фурмы, при выходе двухкомпонентной струи из сопел, меньще инкубационного периода воспламенения, поэтому горение топлива происходит за торцом фурмы, в печном пространстве. В результате струи кислорода и топлива только,попав в циркуляционную зону очагов горения начинают интенсивно сгорать. Высокая степень разрущения и горения струи топлива, при таком совместном с кислородом поступлении, обеспечивает больщую однородность горнового газа по содержанию водорода. Кроме того, горение вводимого в дутье топлива протекает в том участке печи, где выделенное тепло не попадает на водоохлаждаемый корпус фурмы. Принципиальное отличие предлагаемого соотношения от известного заключается в том, что горение таких смесей (в соотношениях 4-6:1) значительно повышает уровень реагирования, приближая его к взрывному характеру, и обеспечивает полное смешение компонентов горения с горновым газом. В то же время при увеличении соотношения более 6 частей топлива на 1 часть кислорода вызывается образование сажи из-за избытка углеводородов в локальном объеме, а при уменьшении соотношения менее 4 частей топлива на 1 часть кислорода снижается эффект теплового экранирования струи кислорода йри ее движении через полость. Пример. Через воздушную форму 2Г180 мм вводом природного газа с кислородом пода,ют дутье. Природный газ поступает в количестве 1000 с,кислородом в количестве 250 , что составляет соотношение расходом 4:1. Продукты горения поступают в камеру имитирующую фурменную зону. Введенная двухкомпонентная струя загорается с разрущением в 120 мм от торца фурмы. Отборы проб газа из периферийной и центральной зоны иммитационной камеры показывают идентичность химического состава, содержат 11% водорода и 38,9% окиси углерода. Для проверки выбранного соотношения 6:1 двухкомпонентную струю из природного газа в количестве 1000 и кислорода в количестве 167 подают в камеру имитирующую фурменную зону. Струя газа загорается на расстоянии в 200 мм от торца фурмы. Продукты горения интенсивно перемешиваются и анализ их показал высокую степень однородности (содержание водорода до 12% и окиси углерода до 39%). Большая однородность химического состава продуктов горения повышает эффективность комбинированного дутья, снижает расход кокса. При соотношении 7:1 или 1000 природного газа и 140 кислорода, что составляет соотношение болеее 6:1, в продуктах горения обнаруживают метан в количестве 2,5%, водорода - 12%, окиси углерода - 37,5%, азота - 49,0%. Наличие метана указывает на снижение эффекта смешивания струй, что не приемлемо, так как это отрицательно сказывается на расходе кокса. При соотношении 3:1 или 1000 природного газа и 330 кислорода, что составляет соотношение менее 4:1, двухкомпонентная струя загорается в полости фурмы и факел горения соприкасается с торцом, что вызывает увеличение температуры исходящей воды из полости на 3-4°С. Экранирующего воздействия струи природного газа в это.м случае не наблюдается, что не приемлемо, так как тепло, выделяемое при сгорании двухкомпонентной струи, теряется безвозвратно, отрицательно сказывается на расходе кокса. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными однородность горнового газа по содержанию водорода, снижение безвозвратных потерь тепла с охлаждающей водой, исключает тепловое воздействие на материал корпуса фурмы и образование сажистого углерода. Кроме того, высокая степень использования восстановительной способности водорода, снижение потери тепла с охлаждающей водой, увеличение долговечности фурмы повыщает возможную экономию кокса при использовании комбинированного дутья в доменной плавке, особенно при высоком обогащении дутья кислородом. Формула изобретения Способ реагентов в фурмы доменной печи, включающий подачу через ее полость дутья и введение в этом дутье топлива отдельной струей, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса вследствие повыщения степени реагирования топлива и однородности горнового газа, совместно с струей топлива в дутье подают кислород, причем топливо вводят в виде оболочки струи кислорода при их соотношении (4-6) :1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 370237, кл. С 21 В 7/16, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 370257, кл. С 21 В 7/16, 1970.