Газоочистка

В процессе выплавки чугуна в доменной печи образуется запыленный газ, который очищают и используют в качестве топлива. При работе доменных печей с повышенным давлением газа под колошником лишь 15-20# его энергии используется для очистки и транспортировки газа.

Химический состав газа и его запыленность зависят от состава шихты. Температура газа составляет 200...450 °С при запыленности 15...25 г/м³ газа. При выплавке передельного чугуна пыль состоит из окислов железа, кремния, алюминия, кальция, магния и марганца. Плотность пыли 3...4 г/см³.

Содержание доменного газа, выделяющегося из печи и зависящего от состава шихты и дутья, 2...3 тыо.м3/т чугуна. Запыленность выброса из межконусного пространства и шлюзовых емкостей доменной печи 10...20 г/м³ при температуре 175—300 °С и влажности 100 г/м³.

После очистки газ должен содержать не более 5 мг/м³ пыли и иметь температуру 35...40 °С. Для очистки доменного газа от пыли применяют как сухие,так и мокрые способы улавливания.

Сухой пылеуловитель. Первым в цепи аппаратов очистки газов стоит сухой пылеуловитель (рис.40) инерционного типа. Улавливание пыли достигается за счет резкого изменения направления движения газа на 90°. Скорость газа на входе в пылеуловитель 10 м/с. Поперечное сечение аппарата рассчитывается исходя из скорости газа 1 м/с. Высота цилиндрической части примерно равна диаметру. Угол наклона пылевого мешка должен быть выше угла естественного откоса пыли. При прохождении газа через сухой пылеуловитель улавливается наиболее крупная пыль (крупнее 30 мкм). Эффективность таких пылеуловителей составляет 65-80 %; гидравлическое сопротивление - 150...390 Па. Разгрузка пыли из сухого пылеуловителя, кроме обычного шнекового питателя, осуществляется на ряде печей по наклонной трубе (рис.40, а), где движущей силой работает пар, образующийся при впрыскивании воды в разгрузочную трубу в массу горячей колошниковой пыли.

РИСУНОК «СХЕМА СУХОГО ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ»

Скруббер. Для повышения эффективности улавливания тонкодисперсной пыли применяют мокрые методы очистки газа. Аппаратом мокрой очистки обычно является скруббер. На современных доменных печах, работающих на повышенном давлении, применяются полые противоточные скрубберы (рис.41).

РИСУНОК «СХЕМА ПОЛОГО СКРУБЕРА»

Газовый поток вводят в скруббер через наклонный патрубок, расположенный в нижней части аппарата. Таким образом, газ движется снизу вверх, а разбрызгиваемая форсунками вода – сверху вниз. Форсунки установлены в несколько рядов, при этом факел распыленной воды в верхнем ярусе направлен вниз, против движения газа, а в остальных ярусах - по ходу его движения.

Газ отводится из скруббера в верхней части. Шлаковая вода попалает в бункер, откуда через гадрозатвор выводится в шлаковую канализацию. Степень очистки доменного газа достигает 60-75 %, при этом происходит очистка газа от частиц крупнее 10 мкм.

Оптимальной считается в полом скруббере скорость газа 0,7......1,5 м/с. При более высокой скорости наблюдается унос брызг. Скорость 2,0...2,3 м/с допускают, если после полого скруббера устанавливают еще аппараты для мокрой очистки газа от пыля.

Средний расход воды в полом скруббере составляет 3...10 л/м³ газа, гидравлическое сопротивление - около 250 Па. Оптимальное отношение высоты цилиндрической части скруббера к диаметру равно 2,5.

Скоростные аылеуловители с трубами Вентури

Если в газе содержатся чаотицы пыли размером менее 5 мкм, его очистка только в инерционных или центробежных аппаратах проходит неэффективно. Для улавливания пыли устанавливают турбулентный промыва-тель. или. как его называют, трубу Вентури (труба-коагулятор) (рис.42).

РИСУНОК «СХЕМА СКОРОСТНОГО ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ»

Скоростные пылеуловители включают турбулентный лромыватель, инерционный пыле- и брызгоуловитель и центробежный скруббер (циклон). Скорость во входном сечении конфузора и выходном сечении диффузора составляет 18...24 м/с, а в горловине 90...200 м/с.

Трубы Вентури на доменных газоочистках устанавливают вертикально, обычно две-три на каждом скруббере. Иногда несколько труб Вентури имеют общий бункер-кадлеуловитель.

Удельный расход воды в трубе Вентури 0,25.. Л,25 л/ма. При более мелкодисперсной пыли расход воды увеличивается.

В инерционном пыле- и каплеуловителе скорость газа в его поперечном сечении должна быть 0,3...2.5 м/с. Для центробежных бункеров отношение высоты к диаметру цилиндрической части составляет 2,5...4,5. Гидравлическое сопротивление скоростного пылеуловителя 7...10 кПа.

Дроссельная группа. Для повышения давления газов в доменной печи устанавливают дроссельную группу (рис.43). перед входом в которую находятся форсунки для орошения. При этом дроссельная группа работает как газоочистной аппарат.

На больших доменных печах клапан, работающий а автоматическом режиме, для тонкого регулирования давления газов под колошником увеличивают с 400 до 750 мм.

РИСУНОК «СХЕМА ДРОСЕЛЬНОЙ ГРУППЫ»

Схема расположения агрегатов газоочистки. Опыт эксплуатации систем очистки доменного газа показал, что наиболее эффективна система рис.44, состоящая из сухого пылеуловителя, скрубберов с трубами Вентури и каллеуловителя. Система разветвляется на дроссельную группу и газовую утилизационную бескомпрессорную турбину, перед которой устанавливают подогреватель для предотвращения, обмерзания лопаток турбины, пии высокой влажности газа. Нагрев газа до120... 140 °С предупреждает это давление.

Использование ГУБТ позволяет вырабатывать значительное количество электроэнергии, себестоимость которой гораздо ниже, чем вырабатываемой заводской ТЭЦ. Экономически выгодным использование ГУБТ ставится при давлении газов под колошником более 0.18 Ша (1,6 ати).

Вопроси для самоконтроля

1. Какие физические закономерности используются при разработке газоочистных сооружений?

2. Устройство сухого пылеуловителя.

3. Какие допустимы скорости газов в газоочистных сооружениях?

4. Роль воды в работе скруббера и труб Вентури. б. Чей определяется конфигурация труб Вентури?

6. Как используется ионизация при газоочистке?

7. Почему перед подачей на ГУБТ газ подогревают?

8. Какова эффективность газоочистных сооружений?

9. Какие возникают сопротивления газоочистных сооружений проходу газового потока?

10. Сколько и каких клапанов в дроссельной группе?

11. Каково давление в газопроводе чистого газа?

12. После какого элемента газоочистки отбирается газ для наполнения межконусного пространства?

13. Какие части газоочистки футерованы огнеупорным кирпичом?

Литература

1. Вегман Е.Ф.. Ееребин Б.Н., Похвиснев А.Н., Юсфин B.C. Металлургия чугуна. - М.: Металлургия, 1977. - C.463-47I. - •

2. Бфлменко Г.Г.. Гиммельфарб А.А., Левченко В.В. Металлургия чугуна. - М.: Металлургия. - K. Вшвашк.. 1981. - C.4I7-422.

3. Металлические конструкции: Справочник проектировщика / Под ред. Н.П.Мельникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980.- С.Э66-366, 372-374.

4. Юдашкин МЛ. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. - 2-е изд., перераб. и доп. - №.: Металлургия, 1984. - C.I04-105, 127-133. 157-168. 197-233. 264-271.

5. Остроухов МЛ., Шпарбер ЛЯ. Справочник мастера-доменщика. -М.: Металлургия, 1977. - C.I06-III.