Способ определения полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке

во делам изобретений и открытнй(088 8) Опубликован Дата опубли теньВ,К. Корнев, Ж.Е Н,Е, Дунаев, В.Н Научно-производс Центральный ордена исследовательск им, И,П. Бардина,химии им. В.И,металлургцов, Э.т 1. Гаттимов лин и Г.Л, Ць 1 мбал е объединение "Т вого Красного Зн титут черной мет тут геохимий Й"а дского и Караганд и комбинат леп) Авторыизобретения аку лачермет",мени Научно-.:ллургииадитическойинский:.-. ь венно Трудо й инс Инсти Верна чески) ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОТЫ ГАЗИФИКАЦИИ ОДНОГО ИЗ ВИДОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УГЛЕРОДСОДЕРЖАЦЕГО ТОПЛИВА В ДОИЕННОГ ПЛАВбретение отн чен и ув ся к черноик выплавке чу- работающих енн металлургии гуна в доме с применени видов допол особа являсть, гроных печ м кроме окса разл нного соб и этало ИХ ТОПЛИВ опическим мы е, отмывкеактивов твиественнуможнотвенной У в лноты горени о т пределение ее кач к жение удельпроизводи пре- обах ительных углеродсодержагазообразных, жидких и измельченных твердых, вдувае х в рабочее пространство печи,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ оценки полноты газификации од ного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающий отбор проб, о деление содержания углерода в пр и удельного расхода загружаемого в печь кокса, вдуваемого в горн печи дополнительного топлива и выносимойт 1из печи колошниковой пыли 11Определение Формы част ц углерода в отобранных и обработанных соответствующим образом растворами кислот пробах производится на электронном микроскопе пр5000 к 50000Недостатками этого сются не только трудоемкмоздкость процесса, свясложностью подготовки инов к электронно-микросисследованиям (извлеченуглерода с применениемпроведению их), но и отвозможности провести ко оценки) .Цель изобретения - сниного расхода и повышениятельности доменной печи.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определения пол ноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающему отбор проб, определение содержания углерода в пробах и удельного92007 25 расхода загружаемого в печь кокса,вдуваемого в горн дополнительноготоплива и выносимой из печи колошниковой пыли, пробы подвергают изотопному анализу на содержание стаЯ О бильных изотопов углерода С и С , и по полученным данным определяют коэффициент полноты газификации дополнительного топлива по Формуле 6Сппз - 3 Скп С п 1 - , СуСв С ип- 100 Со 1где С - удельный расхсд углерода дополнительного топлива, кг/т чугуна;Г - удельный вынос из доменКОной печи углерода колошниковой пыли кг/т чугуУ 203на;1 ЪГ - величина, определяющаясоотношение стабильныхизотопов углерода С и1.)в колошниковой пыли,;- величина, определяющаясоотношение стабильныхизотопов углерода С - ив твердом топливе,загружаемом через колош 15 ник доменной печи,3;3 Г Д , - величина, определяющаясоотношение стабильныхизотопов углерода С ив дополнительномтопливе,/.Изотопный анализ позволяет испольэовать естественные свойствауглеродсодержащих топлив, состоящиев различии их изотопного состава по4 Оуглероду,Природные соединения имеют присущий им изотопный состав углерода:уголь с С к - 23 + -27/,нефть2 11ЦС ь + -34/ь метан в природномгазе 6 С - 40 + -+50 полученнаяпри разложении карбонатов о С310,5 + -0,5 с, полученная при сожжении древесины 6 С"5 - 22 + -26 к,Изотопный состав змеряется насьмасс-спектрометре в величинах о Сгде,ф С /С образца0,0112372 Продукты сгорания и преобразованияэтих в;:щ ,в при высоких температу 2 4рах (свыше 400 С) сохраняют свойьизотопный состав, поэтому, измерив изотопный состав углерода в колошниковой пыли и зная иэотопный исходный состав кокса и дополнительного углеродсодержащего топлива, можно установить, эа счет какого вещества (или какой их пропорции) внесены в колошниковую пыль углеродистые частицы.Способ исследования полноты сгорания дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной печи осуществляют следующим образом.Первоначально производят отбор проб исходных углеродсодержащих топлив (кокс, жидкое или газообразное топливо и др.) и проб колошниковой пыли после каждого агрегата газоочистки доменной печи (пылеуловитель, скруббер, трубы Вентури, электрофильтр, дроссельная группа и др.). После агрегатов сухой очистки доменного газа пыль отбирают в виде твердых частиц доменной шихты и топлива, а после агрегатов мокрой очистки в виде шламовых вод, из которых выделяют взвесь в виде порошка, Затем определяют удельный вынос колошниковой пыли на единицу выплавляемого чугуна и составляют в соответствии с удельным выносом общую пробу колошниковой пыли,После этого пробу переводят в вид, удобный для масс-спектрометрического анализа, и по известной методике измеряют на масс-спектрометре величину 6 С (2, .По данным определения изотопного состава углерода кокса, углерода дополнительного топлива и углерода в колошниковой пыли расчетным путем определяют долю участия дополнительного топлива в пробах и затем пслноту его сгорания. Например, в коксе Карагандинского металлургического комбината 8 С" = -24,981 В мазуте, использованном для вдувания в доменную печь в качестве дополнительного топлива, 8 С = -34,133, а в общей пробе колошниковой пыли о С = -25,42 К.Ьг 1 ЪВеличина О С колошниковой пнлн получена долевой суммой величин и С в пробах пыли, осевшей в пылеуловителе, скруббере, трубах Вентури, дроссельной группе, доля которой5 Ст- ск 20 25 Сю - обознао углерода твервыносимого из пылью, кг/т чуюСя=С, +С; о коС,=С,.-С 5составляет соответственно 0,66;0,252; 0,069 и 0,015.Величины 0 С указанных проб составляют соответственно 2 Й,90; 21,90;30,75 и 32,51 5Из величины выхода общей колошниковой пыли на единицу чугуна определяют весовой удельный вынос углерода мазута, а исходя из удельного расхода мазута на единицу чугуна определяют коэффициент полноты сгорания дополнительного топлива.Коэффициент полноть сгорания дополнительного топлива может быть представлен выражением5щяК =100 ;1)С дал где К, С- обозначения приведенывыше;С, - количество несгоревшего углерода дополнительного топлива, вынесенного с колошниковой пылью из доменнойпечи, кг/т чугуна.Величина о С определяется соот Ъношением ксличеств углерода твердого топлива и дополнительного топлива, выносимых из печи с кслошниковой пылью, и может быть найдена из вы- ражения б СюС 1 п =ЬС ъ С еЮСа С" (2) З 5 1где 0 СД, 5 СС 3.чения даны выше;количестводого топлива (кокса)печи с колошниковой гуна,Количество углерода в копошниковой пыли определяется выносимым из печи углерода твердого топлива и дополнительного топлива Преобразуя выражения (2) и (3),получим соответственно:ЪиС дСбм оС = ъ - т-С- - , - ь - СЭооС ю6 С После подстановки (Й) и (5) и соответствующих преобразований, по- лучим 10 С мам В С тъ:,;: -- ,"ч- С ко (6) Подставляя 16) в (1), получимокончательно: В приведенной формуле выражение обозначает долю участия углерода дополнительного топлива в углеродепробы колошниковой пыли, а разностьв числителе дает количество углеродадополнительного топлива, которое полезно использовано в доменной плавке, и отношение ее к углероду вдуваемого дополнительного топлива, умноженное на 100, показывает полноту газификации дополнительного топлива вдоменной плавке, вОпределялась полнота сгорания дополнительного топлива (мазута) вдоменной печи 1 1 Карметкомбината.С этой целью отобраны пробы твердого топлива ( кокса) дополнительноготоплива (мазута) и копошниковой пыли,Пробы кокса, мазута и колошниковойпыли, оседающей в сухом пылеуповителе, отбирают обычным путем,Пробы колошниковой пыли, оседающейв мокрой газоочистке получают приФильтрации проб шламовых вод,Содержание углерода в твердом топливе, дополнительном топливе и колошниковой пыли определяют анализомпроб в химлаборатории.Удельный расход твердого топливаи дополнительного топлива определяютпо данным учета доменного цеха.Общий вынос колошниковой пыли определяют суммой весов колошниковойпыли, осевшей в сухом пылеуловителеи мокрой газоочистке.Вес колошниковой пипи, осевшей всухом пылеуловитепе, определяют поданным учета доменного цеха, Весколошниковой пили, осевшей в мокрой5 1 О 15 2 О 25 30 35 41,6К 4 О 7 92газоочистке, опр:, яют путем отборапроб шламовых вод, определения весовой концентрации твердых частиц впробах шламовых вод и расчетом,исходя из известного расхода воды наорошение агрегатов мокрой газоочистки, этого количества колошниковойпыли.Определение отношений стабильныхизотопов углерода С и С в пробахтвердого топлива дополнительноготоплива и колошниковой пыли производят на масс-спектрометре,В результате вышеуказанных операций установили:Расход мазута вдуваемого в печь, чугана 50 кг/тСодержание углеродав мазуте,4 33,25Общий вынос колошниковой пыли, чугуна 36,9 кг/тСодержание углеродав плешинкой пыпи 2 20,8е яеВепинины о Скп ЕСетпи 0 С соответственЪно,24,98По полученным данным определяютСдуй и С ттСД,т = 50 83,25: 100 = 41,6 кг/тчугунас 1 п = 36,9, 20,8 : 100 = ,7 кг/тчугунаПосле подстановки полученных данных в формулу коэффициента полнотыгазификации дополнительного топлива,получаем: 24,98+25,12100:.оо41,6 0072 8полнительных угперодсодержащих видов топлива и выдавать объективные рекомендации для широкого внедрения. Применение предлагаемого способаисключает трудоемкие процессы поподготовке проб колоЬниковой пыли,по извлечению углерода из нее, таккак для проведения масс-спектрометрических исследований используютсяобычные высушенные первичные пробы.Кроме того, применение этого изобретения позволяет проводить количественную оценку эффективности сжиганиядополнительного топлива в доменнойплавке,Внедрение предлагаемого способа в условиях Карагандинского металлургического комбината при вдувании мазута в качестве дополнительного топлива позволяет более эффективно его использовать за счет наиболее оптимального варианта по обеспечению условий для максимальной полноты сгс. рания в доменной печи и повышения коэффициента замены кокса мазутом, повысить качество чугуна и, соответственно, обеспечить зкономию кокса 2-4 кг/т чугуна. Предлагаемый способ позволяет также производить количественную оценку эффективности работы газо- очистных агрегатов тракта газоочистки доменных печей и выбирать оптимальный вариант по обеспечению условий для лучшего улавливания пыли из доменного газа, Использование предлагаемого способа для оценки эффективности работыотдельных агрегатов газоочистноготракта доменной печи осуществляютаналогичным образом, как указано выоше, только масс-спектрические определения отношений стабильных изотопов в пробах колошниковой пыли, отобранных после каждого агрегата и,соответственно, определяют долевоеучастие углерода от неполного сжигания мазута и эффективность работыкаждого агрегата газоочистки,Предлагаемый способ позволяет впромышленных условиях объективно иоперативно производить количественнуюоценку эффективности мероприятий поиспользованию в доменной плавке доФормула изобретения Способ опредепения полноты газификации одного из видов дополнительного углеродсодержащего топлива в доменной плавке, включающий отбор проб, определение содержания углерода в пробах, удельного расхода загружаемого в печь кокса, вдуваемого в горн дополнительного топлива и выносимой из печи колошниковой пыли, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода кокса и повышения производительности доменной печи, пробы подвергают изотопному анализу на содержание стабильных изотопов углерода С" и С4 по полученным данным определяют козфСоста едактор Н. Киштулинец х Заказ 2269/2 Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5 Тираж 587 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 3035, Москва, Ж, лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,фициент полноты газификации дополнительного топлива К, Ф, по формуле о8 Сещ - ВСкс , С к КС - Сдю расход углерода дополнительного топлива, кг/тчугуна;вынос из доменной пециуглерода колошниковой пыликг/т чугуна;величина, определяющаотношение стабильныхтопов углерода С и С вколошниковой пыли, Ф; 10СГ величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода С и С12. 1 Ъв коксе,Ъ;Д С- величина, определяющая соотношение стабильных изотопов углерода С и Св дополнительном топливе,. 1. Известия вузов. лургия", 1971, Н 8, с2. Галимов Э.М. Ге ных изотопов углерода 1968, с. 98- 115, с. 1 итель Б. РаковскийА.бабинец Корректор В. Синицка