Способ подачи реагентов в фурмы доменной печи

Союз СоветскидСоцкепистнческкдРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯк ьвтоскомь свидютильствю854991(51) М. Кл,С 21 В 7/16 Гееударетееинвщ комитет Опубликовано 15.08.81. Бюллетень30(53) УДК 669.162. .221.2 (088.8) по делам изобретений и еткрмтийДата опубликования описания 25.08,81(71) Заявитель Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ПОДАЧИ РЕАГЕНТОВ В ФУРМЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИИзобретение 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 11.Известный способ подачи реагентов в фурмы не позволяет обеспечить полного распыления и смешения с дутьем вводимых топлив. Из-за чего, в колошниковом газе появляются сажистый углерод и избыточный 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 газо- подводящую трубку, выполненную в виде патрубка изогнутого к оси полости фурмы 121Однако в данном способе общая степень превращения, например, природного газа (рассчитываемая по остатку метана в горновом газе) не превышает 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 возможную экономию кокса в доменной плавке при использовании газообразного или жидкого топлива,Цель изобретения - снижение расходакокса путем повышения степени реагирова ния топлива и равномерности распределенияводорода в газовом потоке.Поставленная цель достигнута тем, чтосовместно со струей топлива в дутье подают технологический кислород, причем топливо вводят в виде оболочки струи кислорода ф при соотношении их расходов (4 - 6):1.На чертеже представлено устройство85499 3Устройство 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 фур 51015 мы за торец. Время пребывания в полости фурмы, при выходе двухкомпонентной струи из сопел, меньше инкубационного периода воспламенения, поэтому горение топлива происходит за торцом фурмы, в печном пространстве. В результате струи кислорода и20 топлива только, попав в циркуляционную зону очагов горенияначинают интенсивно сгорать. Высокая степень разрушения и горения струи топлива, при таком совместном с кислородом поступлении, обеспечивает 25 большую 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.30Принципиальное 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 35 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 при ее движении через полость.Пример. Через воздушную форму 8180 мм вводом природного газа с кислородом пода; 45 ют дутье. Природный газ поступает в количестве 1000 мз/ч с кислородом в количестве 250 мз/ч, что составляет соотношение расходом 4:1. Продукты горения поступают в камеру имитирующую фурменную зону. Введенная двухкомпонентная струя загорается с разрушением 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./о окиси углерода. Для проверки выбранного соотношения 6:1 двухкомпонентную струю из природного газа в количестве 1000 мз/ч и кислорода в количестве 167 м/ч подают в ка 14меру имитирующую фурменную зону. Струягаза загорается на расстоянии в 200 мм отторца фурмы. Продукты горения интенсивноперемешиваются и анализ их показал высокую степень однородности (содержание водорода до 12/о и окиси углерода до 39 О/о).Большая однородность химического состава продуктов горения повышает эффективность комбинированного дутья, снижает расход. кокса,При соотношении 7:1 или 1000 м/ч природного газа и 140 м/ч кислорода, что составляет соотношение болеее 6:1, в продуктах горения обнаруживают метан в количестве 2,5 О/о, водорода - 12 /о, окиси углерода -37,5%, азота - 49,0 О/о. Наличие метана указывает на снижение эффекта смешиванияструй, что не приемлемо, так как это отрицательно сказывается на расходе кокса.При соотношении 3:1 или 1000 м/ч природного газа и 330 м/ч кислорода, что составляет соотношение менее 4:1, двухкомпонентная струя загорается в полости фурмыи факел горения соприкасается с торцом, чтовызывает увеличение температуры исходящей воды из полости на 3 - 4 С. Экранирующего воздействия струи природного газа вэтом случае не наблюдается, что не приемлемо, так как тепло, выделяемое при сгорании двухкомпонентной струи, теряется безвозвратно, отрицательно сказывается на расходе кокса.Использование предлагаемого способаобеспечивает по сравнению с известнымиоднородность 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 фурмыповышает возможную экономию кокса прииспользовании комбинированного дутья вдоменной плавке, особенно при высоком обогащении дутья кислородом.формула изобретенияСпособ реагентов в фурмы доменной печи, включающий подачу через ее полостьдутья и введение в этом дутье топлива отдельной струей, отличающийся тем, что, сцелью снижения расхода кокса вследствиеповышения степени реагирования топливаи однородности горнового газа, совместнос струей топлива в дутье подают кислород,причем топливо вводят в виде оболочкиструи кислорода при их соотношении(4 - 6):1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР370237, кл. С 21 В /16, 1969.2. Авторское свидетельство СССР370257, кл. С 21 В 7/16, 1970.Со Тех Тир И ПИ Госуда о делам И Москва, Ж ПП Патент