Способ регулирования процесса дожигания окиси углерода и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1497432 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изоб кому пр ким реш процессо Цель дожиганетение относоизводству,ениям регулим, происходяизобретенияия окиси угле дифференсигнал поора 8, вы- полнительОбводной трубопро- змерителье и выходе 11 клапаится к металлургичеса именно к техничесрования, связанным с щим в печах.- повышение степени Пара лировани входе и Устройст рой нул происход При о газах пометром, по которому е, является разность выходе измерительно во поддерживает эту ю. При этом проце ит следующим образ тсутствии СО в отхо стоянная подача в и ведется регутемператур на го участка 4. разность равсс дожигания ом,дящих из печизмерительный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт систем автоматизации и управления(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДОЖИГАНИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к техническим решениям регулирования, связанным с процессами, происходящими в печах, и предназначено для регулирования процесса доНа чертеже предста влено у стройство 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, обеспечивающий расход воздуха в 3 - 700 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, 4 Г 23 В 5/00, С 21 С 5/52, 5/3 жигания окиси углерода. Целью изобретения является повышение степени дожигания окиси углерода. Для достижения цели в измерительный участок газохода вводят необходимое для полного сгорания СО количество О 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 в 70 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 участ ка над температурой на входе расход воздуха увеличивают и наоборот. 2 с. п. ф-лы, 1 3. п. ф-лы, 1 ил,Датчики 5 и 6 соединены поциальной схеме и их суммарный дан на вход линейного регулят ход регулятора 8 соединен с ис ным механизмом 9 клапана 10.трубопровод 7 связан с основным водом 11 подачи воздуха в и ный участок 4 газохода 2 на вход расположенного на трубопроводе на 10. Устройство работает следующим образом.3участок 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 отходящих газах СО происходит его сгорание в подаваемом в измерительный участок 4 воздухе, что приводит к увеличению сигнала термодатчика 6 и его превышению над сигналом термодатчика 5. Г 1 ри этом открывается клапан 10, увеличивая подачу воздуха в измерительный участок 4. Увеличение подачи воздуха происходит до тех пор, пока выделяемая в реакции горения СО теплота не будет полностью расходоваться на нагрев подаваемого воздуха до 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 СО2 СО+02=2 СО 2+135,2 ккалВ 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 С=0,244 ккал/ /оград.Содержание (массовое) кислорода в воздухе = 23,2%.Тогда23 2% 135200 калТь -32 г 100 ф 0,244 кал/г град- 4000 СТак 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 гарантируетполное сгорание СО.При недостаче кислорода воздуха для полного сгорания СО отходящих газов выделяемая тепловая энергия не только нагревает подаваемый воздух, но и повышает температуру отходящих газов, Если идет го 4рение 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 состава и расхода отходящих из печи газов.Подача излишнего воздуха не может считаться в данном устройстве недостатком, так как в применяемых газоотводящих 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. Формула изобретения 1. Способ регулирования процесса дожигания окиси углерода, преимущественно в газоходе, соединенном с металлургическим агрегатом, включающий подачу в измерительный участок газохода воздуха в зависимости от разности температур газа на входе и выходе измерительного участка газо- хода, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дожигания екиси углерода, в измерительный участок газохода вне зависимости от температур газа непрерывно подают 3 - 7% воздуха от его максимально возможного расхода, а при превышении температуры газа на выходе измерительного участка над температурой газа на его входе расход воздуха пропорционально увеличивают, а при превышении температуры газа на входе измерительного участка над температурой газа на его выходе расход воздуха пропорционально уменьшают. 30 35 40 45 50 55 5 10 15 20 2. Устройство регулирования процесса дожигания окиси углерода, преимущественно в газоходе, соединенном с металлургическим агрегатом, содержащее измерительный участок газохода, термодатчики, установленные на входе и выходе измерительного участка и соединенные по дифференциальной схеме с регулятором, основной трубопровод подачи воздуха в измерительный участок с установленным на нем клапаном с исполнительным механизмом, соединенным с регулятором, отличающееся тем, что, с целью повышения степени дожигания окиси углерода, оно дополнительно содержит от1497432 5водной трубопровод, причем обводной трубопровод соединен с основным трубопроводом на входе и выходе клапана подачи воздуха. витель А. Абросимовд И. Верес Корректор М. Самборска ж 488 Подписноеп СостРедактор Н. Горват ТехрЗаказ 4423/46 Тира о изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС- 35, Раушская наб., д. 4,5 нат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ударственного комитет113035, Москва, Ж венно.издательский ком ВНИИПИ Го Произввдс 63. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве регулятора использован пропорциональный регулятор.