3. Определение характеристик выбросов из конвертера.

Количественные характеристики выбросов являются исходными данными для определения устройства, особенностей работы и расчета проектируемой установки. На этом этапе следует определить следующие характеристики газов: расход (м³/c) и плотность (кг/м³) выходящих газов приведенные к нормальным условиям, их состав, температуру и содержание пыли в газе (г/м³). Также определяют характеристики пыли, в первую очередь, ее дисперсный и химический состав.

Состав, температура газа и характеристики пыли определены в задании и могут быть найдены по литературным или иным данным. Выход газов и содержание в них пыли должны быть рассчитаны в соответствии с технологией и размерами (садкой) конвертера.

Расход конвертерных газов меняется во времени. Установку отвода и очистки рассчитывают на максимальный расход газа. Его определяют, если охладителем является руда, по формуле:

V_max=2,2 V_k

и, если охладителем является скрап, то по формуле:

V_max=(1,86 – 2)V_k

где V_max – максимальный выход конвертерных газов приведенный к нормальным условиям (при н.у.), м³/с.

V_k – расход кислорода при продувке при н.у., м³/c

Расход кислорода при продувке можно оценить по формуле:

V_k = Y E

где E – емкость конвертера, тонн

Y - удельный расход кислорода, м³/т в 1с. Эту величину задают технологи-сталеплавильщики в пределах 3 – 7 м³/т в 1мин., чаще 3 – 5 м³/т в 1мин.

Средняя интенсивность выноса пыли из конвертера М_П (кг/мин) может быть найдена по формуле:

М_п = М_Fe n^. ( 100/Fe_общ )

Здесь n – число реакционных зон (сопел фурмы).

Fe_общ – содержание железа в конвертерной пыли на выходе из горловины конвертера, % .

М_Fe - средняя интенсивность выноса оксидов железа из одной реакционной зоны, кг/ мин. (находят по рис.1).

Начальное содержание пыли в газе (запыленность) – Z_Н , кг/м³ (г/м³) может быть найдено по формуле:

Z_Н = M_n / V_max

20

15

Рис.1 Зависимость выноса железа из реакционной зоны от интенсивности продувки стали кислородом. (Расход кислорода на сопло находят делением общего расход кислорода – V_k на число сопел фурмы - n )

10

5

0

20

40

60

Расход кислорода на сопло, м³/мин

4. Выбор и описание котла охладителя.

Котлы охладители конвертерных газов выбирают из уже раз­работанных по двум основным признакам:

1. расчетный максимальный объем отходящих газов - V_max .

2. способ отвода газов (с дожиганием или без дожигания– СО)

Эти признаки известны из задания на проект и проведенных расчетов. Выбирают по литературе один из котлов - охладителей (утилизаторов) серии – ОКГ, которые специально разработанны для отвода конвертерных газов. В завершение выбора приводят таблицу с основными характеристиками котла.

5. Расчет параметров газа после котла охладителя.

Температуру газа и разрежение (избыточное давление) газа оценивают из характеристик котла – охладителя. Давление газа на входе в котел практически равно атмосферному, поэтому разреже­ние на его выходе можно принять равным гидросопротивлению котла. Состав газа, его расход и плотность, приведенные к нормаль­ным условиям (н.у.) остаются либо практически такими же, как на входе в котел (в системах без дожигания СО), либо значительно из­меняются в котлах с полным дожиганием СО.

В системах без дожигания СО можно принять, что объем дыма выходящего из котла – V_g равен максимальному выходу конвертерного газа - V_max , т.е. V_g = V_max .

Для систем с дожиганием СО необходимо провести расчет го­рения конвертерного газа, используя известные методики расчета горения газообразного топлива. Состав и расход газа при н.у.(V_g) выходящего из котла следует для дальнейших расчетов брать как для дыма, образовавшегося при сгорании конвертерного газа.

Расход газа при рабочих условиях на выходе из котла -V₁ (м³/с) находят по уравнению состояния идеального газа:

где V_g – расход газа (дыма) на выходе из котла при н.у., м³/с.

Т₁ – температура газа на выходе из котла, ^оС.

Р_К – гидравлическое сопротивление котла, Па.

Плотность газа - _o (кг/м³) при нормальных условиях опреде­ляют, исходя из химического состава газа (дыма), по формуле:

_ос = ₁ r₁ +₂ r₂ + …+_n r_n

где ₁, ₂,_n – плотность 1-го, 2-го, …n-го газа при нор­мальных условиях, кг/м³.

r₁ ,r₂ ,…,r_n - объемная доля 1-го, 2-го, …, n-го газа, в долях единицы.

Плотность газа при рабочих условиях ₁ (кг/м³) находят по формуле:

Запыленность (содержание пыли) газа после котла охладителя можно определить следующим образом: Z₁ = M_п / V_g (г/м³).