Способ подачи природного газа в фурмы доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при вдувании природного газа в воздушные фурмы доменных печей. Целью изобретения является повышение эффективности использования природного газа с одновременным снижением затрат на предварительную его подготовку перед применением. Цель достигается предварительным смешиванием природного газа с кислородсодержащим газом, подвергшимся озонированию до степени озонирования 1-20 %, с образованием газовой смеси, содержащей 0,5-25 мас.% кислорода. Снижение затрат достигается тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют компремированный воздух. С этой же целью в качестве кислородсодержащего газа используют компремированные аглогазы. 2 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при вдувании природного газа в поток горячего дутья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ подачи природного газа в фурмы доменной печи, включающий его предварительное смешивание с кислородсодержащим газом с образованием газовой смеси, содержащей 0,5-25 мас. кислорода, и вдувание ее в поток горячего дутья с различной степенью обогащения кислородом [1] Недостатком данного способа является необходимость применения в качестве кислородсодержащего газа технологического кислорода высокого давления, что снижает экономический эффект применения данного способа из-за высокой стоимости технологического кислорода.

Целью изобретения является снижение затрат на подготовку природного газа к вдуванию в доменные печи и повышение эффективности его применения.

Цель достигается тем, что в известном способе подачи природного газа в фурмы доменной печи, включающем его предварительное смешивание с кислородсодержащим газом с образованием газовой смеси, содержащей 0,5-25 мас. кислорода, и вдувание ее в поток горячего дутья с различным содержанием кислорода, кислородсодержащий газ перед смешиванием подвергают озонированию до степени озонирования 1-20% от содержания кислорода.

Цель достигается также тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют компремированный воздух или компремированные отходящие газы.

Наличие озона в газокислородной смеси резко снижает температуру начала взрывного окисления метана и обеспечивает воспламенение природного газа в полости воздушной фурмы и полное его сжигание в пределах фурменной зоны.

Предпочтительные пределы степени озонирования кислородсодержащего газа (1-20%) определены путем компьютерного моделирования процесса окисления газокислородной смеси, вдуваемой в поток горячего дутья в воздушной фурме. Нижний предел относится к высоконагретому дутью (1200^оС и выше) и высокой концентрации кислорода в кислородсодержащем газе (технологический кислород). Верхний предел степени озонирования относится к низким температурам дутья (900^оС) и пониженной концентрации кислорода в кислородсодержащем газе (воздух, отходящие аглогазы). Снижение степени озонирования ниже 1% делает неэффективным применение воздуха в качестве кислородсодержащего газа. Повышение степени озонирования выше 20% нецелесообразно из-за повышения расхода электроэнергии на озонирование и снижения влияния его на процесс окисления природного газа.

Применение компремированного воздуха для получения газокислородной смеси расширяют сферу применения изобретения, распространяя ее на металлургические заводы, где отсутствует кислород высокого давления. Кроме того, применение компремированного воздуха вместо технологического кислорода повышает экономическую эффективность применения природного газа в доменных печах.

П р и м е р 1. На доменной печи, имеющей 40 воздушных фурм диаметром 140 мм и работающей на дутье обогащенным кислородом до 25% с расходом 10000 м³/мин, вдували газокислородную смесь, содержащую 6 мас. кислорода. Расход природного газа составлял 7% от расхода дутья. Газокислородную смесь вдували в поток горячего дутья с различной степенью обогащения кислорода, через трубки, выходящие в полость фурмы на расстоянии 380 мм от ее среза и имеющие диаметр 30 мм. В качестве кислородсодержащего газа использовали воздух, который перед смешиванием с природным газом озонировали в электроразряднике. При температуре дутья 1100^оС и степени озонирования 0,5% воспламенение газокислородной смеси происходило в непосредственной близкости от среза фурмы. При степени озонирования 20% газокислородная смесь воспламенялась в полости фурмы на расстоянии 150-200 мм от среза фурмы при температурах дутья 900-1200^оС соответственно.

П р и м е р 2. При тех же условиях работы печи газокислородную смесь получали, используя технологический кислород. При степени озонирования кислорода 0,5% газокислородная смесь воспламенялась на расстоянии 100-210 мм от среза фурмы при температурах дутья 900-1200^оС соответственно. При степени озонирования 20% смесь воспламенялась в полости фурмы на расстоянии 40 мм от места ее ввода в фурмы при всех температурах дутья в интервале 900-1200^оС.

П р и м е р 3. При тех же условиях работы печи газокислородную смесь получали, используя компремированные отходящие аглогазы, содержащие 17,5 мас. кислорода. При степени озонирования 1% газокислородная смесь воспламенялась в полости фурмы вблизи ее среза при температуре дутья 1200^оС. При степени озонирования 20% воспламенение смеси происходило в полости фурм на расстоянии 120-180 мм от ее среза при температурах дутья 900-1200^оС соответственно.

Таким образом, применение изобретения позволяет повысить эффективность использования природного газа в доменных печах и уменьшить расход кокса.

Формула изобретения

1. Способ подачи природного газа в фурмы доменной печи, включающий его предварительное смешивание с кислородсодержащим газом с образованием газовой смеси, содержащей 0,5 25% кислорода, и вдувание ее в поток горячего дутья с различной степенью обогащения кислородом, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ перед смешиванием подвергают озонированию до степени озонирования 1 20% 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют компремированный воздух.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют компремированные отходящие агломерационные газы.