- •Оглавление
- •Предисловие
- •Глава і основы механики печных газов
- •§ 1. Элементы теории подобия
- •§ 2. Общие сведения о свойствах и движении жидкостей и газов
- •§ 3. Статика газов
- •§ 4. Динамика газов
- •§ 5. Движение газов в рабочем пространстве металлургических печей
- •Глава іі основы теплопередачи
- •§ 1. Характеристика процессов теплообмена
- •§ 2. Конвективный теплообмен
- •§ 3. Теплопроводность
- •§ 4. Теплообмен излучением
- •Глава ііі нагрев металла
- •§ 1. Окисление и обезуглероживание стали
- •§ 2. Основы рациональной технологии нагрева стали
- •§ 3. Расчет нагрева металла
- •Глава IV топливо и его сжигание
- •§ 1. Характеристика топлива
- •§ 2. Основы теории горения топлива
- •§ 3. Устройства для сжигания топлива
- •Глава V материалы и строительные элементы печей
- •§ 1. Огнеупорные материалы
- •§ 2. Теплоизоляционные материалы
- •§ 3. Строительные материалы и металлы, применяемые для печей и их элементов
- •§ 4. Строительные элементы печей
- •§ 5. Сооружение печей
- •Глава VI утилизация тепла в метал- лургических печах
- •§ 1. Характеристика методов утилизации тепла в металлургических печах
- •§ 2. Утилизация тепла отходящих дымовых газов с целью предварительного подогрева газа и воздуха
- •§ 3. Утилизация тепла отходящих дымовых газов в теплосиловых устройствах
- •§ 4. Охлаждение печей
- •Глава VII очистка дымовых газов
- •§ 1. Характеристика газоочистных устройств
- •§ 2. Очистка газов доменного производства
- •§ 3. Очистка газов в сталеплавильном производстве
- •§ 4. Очистка газов в ферросплавном производстве
- •ГлаваViii топливные печи и конвертеры,
- •§ 1. Классификация и общая характеристика тепловой работы печей
- •§ 2. Доменные печи
- •§ 3. Сталеплавильные агрегаты
- •§ 4. Нагревательные печи прокатных цехов
- •§ 5. Термические печи прокатных цехов
- •Глава IX электрические печи, применяемые
- •§ 1. Характеристика процесса электрического нагрева
- •§ 2. Дуговые и плазменные печи
- •§ 3. Индукционные печи
- •§ 4. Печи сопротивления
- •§ 5. Электронно-лучевые печи
- •Глава X пуск, эксплуатация и ремонт печей
- •§ 1. Пуск и разогрев печей
- •§ 2. Эксплуатация печей и уход за ними
- •§ 3. Ремонт печей
- •§ 4. Техника безопасности при эксплуатации печей
- •Рекомендательный библиографический список
- •Условные обозначения
- •Предметный указатель
§ 4. Очистка газов в ферросплавном производстве
Для производства ферросплавов применяются электродуговые рудовосстановительные печи. В плавильной зоне возле электродов температура достигает 2000°С, при которой многие компоненты шихты переходят в парообразное состояние. В результате конденсации паров образуются высокодисперсные частицы пыли. На долю частиц возгонного происхождения размером до 2 мкм приходится основная масса образующейся пыли. Концентрация пыли в зоне тигля, т.е. в зоне ее образования, составляет 100 – 400 г/м3. Основная часть пыли осаждается в слое шихты в процессе фильтрации газа и уже на выходе из колошника ее содержится 15 – 40 г/м3.
Большинство видов ферросплавов успешно выплавляется в печах, закрытых сводом. Однако такие ферросплавы, как силикокальций и ферросилиций с содержанием кремния 75% и 90%, выплавляют в открытых печах. В этом случае на колошнике при соединении с атмосферным воздухом происходит догорание горючих компонентов реакционных газов. Количество отходящих газов в связи с этим увеличивается в несколько десятков раз по сравнению с закрытой печью, а концентрация пыли снижается до 0,5 – 5 г/м3.
В закрытой печи количество газов, образующихся в зоне реакции, определяется видом выплавляемого сплава, энергетическим режимом работы печи, а также ее габаритами, и составляет примерно 100 – 270 м3/ч из расчета на 1 МВт мощности. Газы закрытых печей в связи с их высокой теплотой сгорания (8 – 10 МДж/м3) можно использовать в качестве топлива или подать на дожигание на свечу. Для этого их предварительно очищают от пыли. Газы открытых печей отводят с помощью зонта и подают на газоочистку, где они очищаются до санитарных норм.
В промышленных системах очистки газов рудовосстановительных печей нашли применение все наиболее эффективные пылеулавливающие аппараты: скрубберы Вентури, тканевые и электрофильтры. Выбор системы пылеулавливания определяется условиями производства: конструкцией печи, видом ферросплава, местными условиями и т.п.
Очистка газов открытых печей. На ферросплавных заводах за открытыми печами применяют газоочистки, схемы которых подобны приведенным на рис. 107. Газовоздушная смесь отводится через укрытие — зонт с температурой 200° – 300°С и запыленностью 1 – 3 г/м3. Далее газы проходят аппараты мокрой или сухой очистки.
Для улавливания высокодисперсной пыли требуется установка высоконапорных скрубберов Вентури с перепадом давления до 15 кПа. Большой расход газов, поступающих на очистку, требует установки нескольких аппаратов и повышенных расходов воды.
Как показал отечественный и зарубежный опыт, для открытых печей более экономичным оказывается применение сухих методов очистки газа в рукавных фильтрах и в электрофильтрах. В схемах с электрофильтром применяют специальную подготовку газов. Для снижения высоких значений УЭС пыли, чем отличается пыль ферросплавов, а также для улучшения работы электрофильтров производят кондиционирование газа впрыском воды или подачей пара до 20% влажности либо аммиака.
Р укавные фильтры удовлетворительно работают при максимальной нагрузке на ткань не более 0,6 м3/м2мин. В связи с этим приходится применять фильтры с большим количеством рукавов. фильтрующий материал — стеклоткань графитизированная и обработанная силиконом. Эффективность пылеулавливания сухих аппаратов не менее 99%.
Очистка газов закрытых печей. Для этого типа печей применение мокрых систем очистки газов, работающих с оборотной схемой водоснабжения, является наиболее рациональным. С целью равномерного отвода газа на своде устанавливается два, три и более газоотводящих патрубка. От каждого из них газ поступает на отдельную газоочистку. Это дает возможность производить ремонт газоочистки на работающей печи.
Применяется двухступенчатая очистка газа. В первую ступень входит наклонный орошаемый газоход и полый форсуночный скруббер или низконапорная труба Вентури (рис. 108). Наклонный газоход диаметром 400 мм и длиной 3 – 4 м орошается форсунками. Температура газа снижается до 60 – 80°С, а запыленность на 30 – 50%. В форсуночном скруббере происходит конденсация водяных паров, снижается температура газов до 30 – 40°С, а запыленность до 2 – 4 г/м3. В случае применения низконапорной трубы Вентури (2 – 3 кПа) удается уменьшить габариты установки и расход воды.
Окончательная очистка газа осуществляется в скруббере Вентури второй ступени при перепаде давления 12 – 20 кПа. В горловине трубы скорость газа достигает 120 – 150 м/с, что приводит к интенсивной коагуляции частиц пыли. В качестве каплеуловителя применяют центробежный прямоточный циклон, скорость газа в свободном сечении которого составляет 4 – 5 м/с. В конструкции трубы Вентури предусматривается возможность регулирования сечения горловины. Это позволяет поддерживать перепад в горловине на заданном уровне. Газоочистки работают эффективно и обеспечивают концентрацию пыли на выходе 20 – 40 мг/м3.
В качестве тягодутьевого оборудования на ферросплавных печах закрытого типа применяются ротационные газодувки и турбогазодувки, производительностью до 24 тыс. м3/ч. На некоторых заводах успешно применяются водокольцевые вакуум-насосы, которые могут работать на запыленном газе без забивания пылью.
Опыт сухой очистки газов закрытых печей отсутствует. Одной из причин этого является трудность поддержания давления под сводом на уровне 1 – 5 Па при существующей системе регенерации рукавных фильтров. Для предварительного охлаждения газов перед фильтром пригоден лишь скруббер полного испарения с тонким распылом жидкости. При этом остается опасность залипания рукавов, их недолговечность. Эти и другие причины сдерживают применение сухих методов очистки.
Очищенный в мокрой газоочистке газ отводится потребителю, где он используется как топливо, а большей частью дожигается на свече перед выбросом в атмосферу.