Восстановительная работа газов

Непосредственное определение содержания паров воды в колошниковом газе затруднено из-за поступления в газ влаги шихты.

Вместе с тем балансовый расчет количества H2O не содержит здесь таких значительных погрешностей, как при расчетах применительно к газу, отобранному в отдельных точках слоя шихты, и для оценки конечных показателей для водорода можно пользоваться расчетными величинами. Данные различных авторов о характере зависимости между конечными степенями использования СО и Нг, между степенями использования этих газов и количеством водорода в печных газах и т. п. разноречивы.

В одних случаях конечная степень использования водорода выше, а в других "иже, чем для СО и т. д. Объяснения одних и тех же опытных фактов в различных работах часто не совпадают или не вполне обоснованы. Рассмотрим результаты ряда исследований на доменных печах. По данным Н. Н. Бабарыкина для ММК между конечными степенями использования СО и Н2 имеется довольно тесная корреляция. Однако линейной зависимости здесь нет. Для равновесных соотношений это закономерно.

Увеличение влажности, тем более без соответствующей корректировки температуры дутья, как это имело место на исследуемой печи, не могло вызвать увеличения доли кислорода в печных газах ( отношения В). А само по себе повышение доли водорода приводит к уменьшению и Ссо и Сн2 . Степень использования Н2 была выше степени использования СО, что можно связать с повышенными температурами печи, выплавлявшей литейный чугун: в верхних частях шахты даже минимальная температура составляла 900°С.

Период исследования характеризовался сравнительно постоянной температурой и влажностью дутья, .и изменения расхода кокса определялись главным образом влиянием инжекции природного газа, расход которого изменялся в Эти закономерности можно объяснить особенностями протекания реакции водяного газа на верхней ступени теплообмена.

С увеличением доли H2O в печных газах ан2о, а относительное количество остаточного водяного пара и, следовательно, степень его использования возрастают и наоборот. Пусть .по реакции водяного газа исчезнет 0,5% H2O и соответственно 0,5% СО, тогда степень превращения H2O изменится на 25%, а СО всего на 2%. Тем более здесь трудно уловить корреляцию между этими величинами, поскольку расход природного газа Г изменялся в сравнительно небольших пределах.

Таким образом, связь между конечными значениями Сн2 и расходом природного газа Г в принципе должна существовать во многих случаях. Однако она проявляется достаточно четко в области малых значений Г и при его изменении в широких пределах. Надежная корреляция между Сн2 и приходом водорода наблюдается далеко не всегда. Наиболее четко она выявляется тогда, когда влияние различных факторов на результаты плавки, кроме увеличения доли водорода в печных газах, минимально.

Эта связь заметно искажается, например при неровном гранулометрическом составе сырых материалов или в том случае, когда увеличение количества природного газа мало снижает расход кокса и т. д. Корреляционная зависимость между Ссо и Сн2 должна в принципе наблюдаться всегда. Но обычно она также сильно искажена под влиянием различных процессов в верхней части печи. В работах установлен некоторый параллелизм в характере изменения Ссо и Сн2 .

Причем отмечается, что одновременное увеличение этих величин при повышении расхода природного газа, на первый взгляд, противоречит закономерностям массообмена. Исходя из этих закономерностей при постоянной степени непрямого восстановления окислов следовало бы ожидать либо одновременного уменьшения обеих величин Ссо и Сн2 , либо увеличения одной из них при обязательном уменьшении другой.

Сама постановка такого вопроса не вполне обоснована. Она была бы оправдана в том случае, если бы процессы восстановления окисью углерода и водородом протекали независимо друг от друга без регулирующего влияния реакции водяного газа. На конечный состав газа заметно влияют условия его формирования в шахте печи, где состав газа близок к равновесному для реакции водяного газа.

При ее равновесии Ссо и Сн, изменяются в противоположных направлениях только в результате изменения температуры. Поэтому увеличение £со при одновременном уменьшении Сн, и наоборот должно наблюдаться в том случае, если увеличение расхода природного газа вызывает заметное изменение вида температурного поля в верхних частях доменной печи. Последнее, однако, непосредственно не связано с закономерностями массообмена.

При небольших изменениях температур Ссо и Сн2 будут изменяться в одном направлении либо одновременно увеличиваться, либо уменьшаться. В работе справедливо отмечается, что одновременное увеличение Ссо и Сн2 при повышении прихода водорода обусловлено уменьшением степени прямого восстановления окислов железа и должно наблюдаться тогда, когда рост доли кислорода, отнимаемого газами, опережает темп повышения расхода природного газа.

В соответствии с выводами из уравнения такое условие означает, что одновременно с увеличением отношения Н/С=Л должно в определенной мере расти и отношения 0/С=В. При слабом изменении В, а тем более при его понижении, с увеличением расхода природного газа одновременно с уменьшением Сн2 будет уменьшаться и Ссо.

Следовательно, для широкого интервала температур (500 1200°С) связь между Сн2 и Сею не может быть линейной. Таким образом, экспериментальные данные, полученные на доменных печах, подтверждают основные теоретические положения: При температурах выше 700 800°С состав печных газов близок к равновесному для реакции водяного газа. При более низких температурах эта реакция существенно замедляется и содержание паров воды в печных газах выше равновесного.

Степень использования окиси углерода по ходу газа непрерывно растет, а степень использования водорода растет только до горизонтов доменной печи с температурами выше ~ 800°С. В участках доменной печи с температурами менее 800°С степень использования окиси углерода выше, а с температурами более 800°С ниже степени использования водорода. В верхних частях доменной печи водород почти не участвует в восстановлении.

Предлагаем посмотреть другие страницы сайта:
← Результаты лабораторных исследований | Общие закономерности →

#РЕКОМЕНДУЕМОЕ:

#ПОДЕЛИТЬСЯ: