Газовые вагранки и воздействие на нагреваемый железоуглеродистый материал переменной подачи высокотемпературных продуктов сгорания водородсодержащего топлива. Черный А.А. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

15
Величина, уменьшающая коэффициент расхода воздуха в связи с
дополнительной подачей природного газа в продукты сгорания, ∆α
гд
определяется, исходя из того, что на 1% Г
д
коэффициент расхода воздуха
уменьшается приблизительно на 0,013. Поэтому ∆α
гд
= 0,013 Г
д
.
Следовательно, в результате подсвечивания продуктов сгорания
получаемый коэффициент расхода воздуха α
п
меньше α
0
и равен α
0
- ∆α
гд
.
При 5 Г
д
10% по сравнению Г
д
= 0% в камеру из шахты меньше
поступало шлака, так как меньше была величина У
мет
(потери металла при
плавке в печи, %), а в связи с этим меньше разрушалась футеровка подины
шахты и площадки между шахтой и ванной камеры.
Обнаружено увеличение стойкости футеровки печи при 5 Г
д
10% в 1,5-2 раза по сравнению со случаем, когда Г
д
= 0%.
Выявлено, что при высокотемпературном сжигании смеси природного
газа с воздухом для интенсификации печных процессов, снижения потерь
металла рационален дополнительный ввод в высокотемпературные продукты
сгорания природного газа. Повышение эффективности дополнительного
ввода природного газа заметно уже при Г
д
= 2,5% и существенно при 5 Г
д
10%.
Следовательно, для улучшения печных процессов необходимо
создавать условия, обеспечивающие достижение высоких температур в
факелах, а затем выше факелов надо изменить состав продуктов сгорания
так, чтобы в них увеличивалось содержание компонентов - раскислителей,
преимущественно водорода, его ионов и разогретых до высокой температуры
мелкодисперсных частиц углерода, что возможно осуществлять путем
дополнительного ввода
в высокотемпературные продукты сгорания
природного газа, углеводороды которого при температуре выше 1427 К
полностью разлагаются на водород и сажистый углерод, причем с
образованием большого количества ионов, снижающих окислительные
свойства печных газов в зоне плавления.
Анализ полученных математических зависимостей на основе
планирования экспериментов свидетельствует о том, что с увеличением
температуры воздуха - окислителя
Т
в
при Г
д
= const повышается температура
продуктов сгорания Т
пс
, но более значительно при Г
д
= 0. При Г
д
= 0 с
повышением Т
в
и уменьшением α
0
, увеличивается степень черноты
продуктов сгорания - Е
пс
, что связано с улучшением условий для
возникновения дисперсной фазы. Закономерность увеличения Е
пс
с
повышением Т
в
и уменьшением α
0
сохраняется для каждого случая Г
д
= const
в пределах 0 Г
д
10%, причем величина Е
пс
более значительно возрастает
при Т
в
= 293 К, чем при Т
в
= 583 К, что объясняется развитием реакций С +
СО
2
= 2СО, С + Н
2
0 = СО + Н
2
с увеличением Т
пс
при повышении Т
в
.
Математическая модель позволила установить, что с повышением Т
в
и, соответственно, с уменьшением α
0
уменьшаются потери металла в связи с
окислением У
мет
, причем более значительно при больших величинах
количества стали в шахте в % Z
c
и менее значительно при Z
c
= 0. При z
c
=
100%, Т
в
= 293 К металл полностью окисляется, а в случае Т
в
=873 К
       Величина, уменьшающая коэффициент расхода воздуха в связи с
дополнительной подачей природного газа в продукты сгорания, ∆αгд
определяется, исходя из того, что на 1% Гд коэффициент расхода воздуха
уменьшается приблизительно на 0,013. Поэтому ∆αгд = 0,013 Гд.
       Следовательно, в результате подсвечивания продуктов сгорания
получаемый коэффициент расхода воздуха αп меньше α0 и равен α0 - ∆αгд.
       При 5 ≤ Гд ≤ 10% по сравнению Гд = 0% в камеру из шахты меньше
поступало шлака, так как меньше была величина Умет (потери металла при
плавке в печи, %), а в связи с этим меньше разрушалась футеровка подины
шахты и площадки между шахтой и ванной камеры.
       Обнаружено увеличение стойкости футеровки печи при         5 ≤ Гд ≤
10% в 1,5-2 раза по сравнению со случаем, когда Гд = 0%.
       Выявлено, что при высокотемпературном сжигании смеси природного
газа с воздухом для интенсификации печных процессов, снижения потерь
металла рационален дополнительный ввод в высокотемпературные продукты
сгорания природного газа. Повышение эффективности дополнительного
ввода природного газа заметно уже при Гд = 2,5% и существенно при 5 ≤ Гд ≤
10%.
       Следовательно, для улучшения печных процессов необходимо
создавать условия, обеспечивающие достижение высоких температур в
факелах, а затем выше факелов надо изменить состав продуктов сгорания
так, чтобы в них увеличивалось содержание компонентов - раскислителей,
преимущественно водорода, его ионов и разогретых до высокой температуры
мелкодисперсных частиц углерода, что возможно осуществлять путем
дополнительного ввода в высокотемпературные продукты сгорания
природного газа, углеводороды которого при температуре выше 1427 К
полностью разлагаются на водород и сажистый углерод, причем с
образованием большого количества ионов, снижающих окислительные
свойства печных газов в зоне плавления.
       Анализ полученных математических зависимостей на основе
планирования экспериментов свидетельствует о том, что с увеличением
температуры воздуха - окислителя Тв при Гд = const повышается температура
продуктов сгорания Тпс, но более значительно при Гд = 0. При Гд = 0 с
повышением Тв и уменьшением α0, увеличивается степень черноты
продуктов сгорания - Епс, что связано с улучшением условий для
возникновения дисперсной фазы. Закономерность увеличения Епс с
повышением Тв и уменьшением α0 сохраняется для каждого случая Гд = const
в пределах 0 ≤ Гд ≤ 10%, причем величина Епс более значительно возрастает
при Тв = 293 К, чем при Тв = 583 К, что объясняется развитием реакций С +
СО2 = 2СО, С + Н20 = СО + Н2 с увеличением Тпс при повышении Тв.
       Математическая модель позволила установить, что с повышением Тв
и, соответственно, с уменьшением α0 уменьшаются потери металла в связи с
окислением Умет, причем более значительно при больших величинах
количества стали в шахте в % Zc и менее значительно при Zc = 0. При zc =
100%, Тв = 293 К металл полностью окисляется, а в случае Тв =873 К
                                    15