Подготовка воздуха для доменного процесса является важным этапом, который обеспечивает оптимальные условия для плавки чугуна. Воздух, используемый в доменной печи, должен быть очищен от вредных примесей, иметь необходимый химический состав, быть охлажден, осушен и обогащен кислородом. Эти меры позволяют повысить эффективность доменного процесса, снизить расход кокса и улучшить качество чугуна.
Удаление вредных примесей
Воздух, используемый в доменной печи, содержит различные вредные примеси, такие как пыль, сера и соединения азота. Эти примеси могут негативно влиять на процесс плавки чугуна, снижая его качество и увеличивая расход кокса. Поэтому перед подачей воздуха в доменную печь необходимо удалить из него вредные примеси.
Для удаления пыли из воздуха используются пылеуловители различных типов, например, циклоны, рукавные фильтры и электрофильтры. Циклоны работают по принципу центробежной силы, отделяя пыль от воздуха за счет вращательного движения. Рукавные фильтры пропускают воздух через ткань, которая задерживает пыль. Электрофильтры используют электрический заряд для осаждения пыли на электродах.
Для удаления соединений серы из воздуха применяются газоочистные установки, использующие различные методы очистки, такие как адсорбция, абсорбция и каталитическое окисление. Адсорбционные установки используют активированный уголь или другие адсорбенты для связывания соединений серы. Абсорбционные установки используют растворы щелочей или других абсорбентов для поглощения соединений серы. Каталитические установки используют катализаторы для окисления соединений серы в диоксид серы, который затем улавливается в газоочистных установках.
Для удаления соединений азота из воздуха используются установки селективного некаталитического восстановления (СНВ). В установках СНВ аммиак вводится в поток воздуха, где он реагирует с оксидами азота, образуя азот и воду.
Удаление вредных примесей из воздуха перед подачей в доменную печь позволяет повысить качество чугуна, снизить расход кокса и улучшить экологические показатели доменного производства.
Обеспечение необходимого химического состава
После удаления вредных примесей воздух, используемый в доменной печи, должен иметь необходимый химический состав. Основным компонентом воздуха является азот, который не участвует в доменном процессе. Однако в воздухе также должны присутствовать кислород и углекислый газ.
Кислород необходим для окисления кокса и железорудных материалов в доменной печи. Содержание кислорода в воздухе регулируется путем смешивания воздуха с другими газами, такими как азот или инертные газы.
Углекислый газ также играет важную роль в доменном процессе. Он способствует образованию карбидов железа, которые участвуют в восстановлении железа из руды. Содержание углекислого газа в воздухе регулируется путем добавления в воздух продуктов сгорания кокса или других углеродсодержащих материалов.
Оптимальный химический состав воздуха для доменного процесса зависит от конкретных условий производства и используемых материалов. Правильное обеспечение химического состава воздуха позволяет оптимизировать доменный процесс, повысить эффективность использования кокса и улучшить качество чугуна.
Для контроля химического состава воздуха используются газоанализаторы, которые позволяют непрерывно измерять содержание кислорода, углекислого газа и других компонентов в воздухе. На основании показаний газоанализаторов операторы доменной печи регулируют подачу воздуха и других газов в печь, обеспечивая оптимальные условия для плавки чугуна.
Охлаждение и осушение воздуха
Перед подачей в доменную печь воздух должен быть охлажден и осушен. Это необходимо для повышения эффективности доменного процесса и снижения расхода кокса.
Охлаждение воздуха позволяет увеличить его плотность, что приводит к увеличению количества кислорода, подаваемого в печь. Это способствует более интенсивному горению кокса и улучшает восстановление железа из руды.
Осушение воздуха необходимо для удаления водяного пара, который может привести к образованию шлака и снижению эффективности доменного процесса. Водяной пар также может вызвать коррозию оборудования и трубопроводов.
Охлаждение и осушение воздуха осуществляется в специальных устройствах, называемых воздухоохладителями. Воздухоохладители представляют собой теплообменные аппараты, в которых воздух охлаждается и осушается путем контакта с холодной водой или другим охлаждающим агентом.
Охлажденный и осушенный воздух подается в доменную печь через воздухонагреватели, где он нагревается до температуры 800-1200 °C. Нагретый воздух обеспечивает более интенсивное горение кокса и улучшает восстановление железа из руды;
Оптимальные параметры охлаждения и осушения воздуха зависят от конкретных условий производства и используемых материалов. Правильное охлаждение и осушение воздуха позволяет повысить эффективность доменного процесса, снизить расход кокса и улучшить качество чугуна.
Для контроля параметров охлаждения и осушения воздуха используются датчики температуры и влажности. На основании показаний датчиков операторы доменной печи регулируют работу воздухоохладителей, обеспечивая оптимальные условия для плавки чугуна.
Обогащение воздуха кислородом
Обогащение воздуха кислородом перед подачей в доменную печь является эффективным способом повышения производительности и снижения расхода кокса. Кислород, являясь сильным окислителем, интенсифицирует горение кокса и улучшает восстановление железа из руды.
Обогащение воздуха кислородом осуществляется путем смешивания его с техническим кислородом, получаемым из атмосферного воздуха методом разделения. Технический кислород подается в доменную печь через специальные фурмы, расположенные в нижней части печи.
Концентрация кислорода в обогащенном воздухе может варьироваться от 25 до 35%. Оптимальная концентрация кислорода зависит от конкретных условий производства и используемых материалов.
Обогащение воздуха кислородом позволяет⁚
- Увеличить производительность доменной печи за счет более интенсивного горения кокса и улучшения восстановления железа.
- Снизить расход кокса на единицу выплавляемого чугуна.
- Улучшить качество чугуна за счет снижения содержания в нем вредных примесей.
- Повысить тепловую эффективность доменного процесса.
Обогащение воздуха кислородом широко применяется на современных доменных печах. Это позволяет повысить эффективность производства чугуна, снизить затраты и улучшить качество продукции.
Для контроля параметров обогащения воздуха кислородом используются датчики концентрации кислорода. На основании показаний датчиков операторы доменной печи регулируют подачу технического кислорода, обеспечивая оптимальные условия для плавки чугуна.