Устройство для дожигания ваграночных газов

 

Изобретение направлено на защиту окружающей среды, относится к устройствам для обезвреживания уходящих газов печей шахтного типа и может быть применено на предприятиях металлургической и машиностроительной промышленности. Устройство содержит трубу вагранки с загрузочным окном и горелки, установленные в ней, при этом оно оснащено нагнетательным вентилятором, соединенным воздухопроводами через коллекторы с соплами, размещенными вдоль трубы по обе стороны загрузочного окна и ориентированными так, что воздушные струи направлены под углом к плоскости загрузочного окна и образуют воздушную завесу, а над загрузочным окном установлен козырек. Изобретение обеспечивает высокую степень дожигания горючих компонентов выходящих из шихты газов. 2 з. п.ф-лы, 3 ил.

Устройство для дожигания ваграночных газов направлено на защиту окружающей среды, относится к области обезвреживания уходящих газов печей шахтного типа для нагрева и плавления материалов на предприятиях металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.

Известны [1] устройства для дожигания ваграночных газов, состоящие из одной или нескольких газовых горелок, расположенных в трубе вагранки в районе загрузочного окна над поверхностью шихты. Горелки служат для поджигания ваграночных газов, выходящих из шихты.

Недостатком таких устройств является низкая степень дожигания ваграночных газов, обусловленная низкими скоростями (порядка 20-30 м/с) струй продуктов горения из горелочных туннелей газовых горелок и, следовательно, слабым перемешиванием выходящих из шихты газов с воздухом, содержащим окислитель - кислород, и недостаточной температурой смеси, что приводит к неполному дожиганию окиси углерода в трубе вагранки и выбросу ядовитой окиси углерода в атмосферу.

Для обеспечения более полного дожигания горючих компонентов ваграночных газов в дополнение к известному устройству, содержащему трубу вагранки с загрузочным окном и горелками, помещенными в ней, установлен нагнетательный вентилятор, соединенный воздухопроводами через коллекторы с соплами, размещенными вдоль трубы по обе стороны загрузочного окна, причем сопла ориентированы таким образом, что воздушные струи, исходящие из сопел, направлены под углом к плоскости загрузочного окна и образуют воздушную завесу. Над загрузочным окном установлен козырек. Горелки в трубе установлены тангенциально, выше загрузочного окна, и за счет высоких скоростей струй продуктов сгорания (200-250 м/с) на выходе из горелочного туннеля обеспечивают хорошее перемешивание ваграночных газов, содержащих горючие компоненты - в основном оксид углерода и углеводороды - с потоком воздуха, проходящего из цеха через загрузочное окно в трубу вагранки, а воздушная завеса загрузочного окна и козырек над ним обеспечивают поступление в трубу вагранки необходимого для горения окиси углерода с минимальным избытком воздуха и тем самым поддерживают высокую температуру газов для дожигания любых концентраций окиси углерода внутри трубы вагранки. Дополнительная установка над загрузочным окном специального козырька необходима для отсечки подсасываемого в трубу вагранки главным образом через верх загрузочного окна потока воздуха из цеха. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг.2, 3 - разрез по А-А и разрез по В-В соответственно.

Устройство для дожигания ваграночных газов состоит из трубы 1 вагранки, загрузочного окна 2, горелок 3, вентилятора 4, воздухопроводов 5, коллекторов 6 с соплами 7, которые направляют воздушные струи под углом α к плоскости проема загрузочного окна. Горелки находятся в трубе вагранки выше загрузочного окна, а оси горелок и горелочных туннелей расположены тангенциально в поперечном сечении трубы вагранки; над загрузочным окном установлен козырек 8.

Устройство для дожигания ваграночных газов работает следующим образом.

До начала плавки разжигаются высокоскоростные горелки 3 подачей газообразного топлива среднего давления из газопровода и воздуха из отдельного высоконапорного вентилятора. После подачи дутьевого воздуха на фурмы вагранки и начала плавления чугуна включается подача воздуха на воздушную завесу от специального вентилятора 4. Образующиеся при горении топлива в шахте вагранки продукты неполного сгорания - ваграночные газы фильтруются через шихту вверх и выходят из нее у нижней кромки загрузочного окна 2. Далее ваграночные газы, содержащие горючие компоненты, в том числе ядовитую окись углерода СО, двигаются вверх по трубе и частично смешиваются с потоком воздуха, подсасывающимся через проем загрузочного окна в трубу вагранки. Выше загрузочного окна 2 слабо перемешанные потоки ваграночных газов и подсосанного воздуха попадают в область действия высокоскоростных струй продуктов сгорания из туннелей тангенциально установленных горелок 3, где происходит интенсивное перемешивание и горение смеси двух основных газовых потоков - ваграночных газов, содержащих горючие компоненты, и воздуха, содержащего необходимый для дожигания окислитель - кислород.

Струи воздушной завесы направлены под таким углом α к плоскости загрузочного окна, который обеспечивает подсос в трубу вагранки определенного количества воздуха, необходимого для дожигания горючих компонентов ваграночных газов с коэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим как высокую температуру в области дожигания в трубе 1 вагранки, так и полноту сгорания окиси углерода и других горючих компонентов. Козырек 8 препятствует подсосу в трубу вагранки избыточного количества воздуха.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для дожигания ваграночных газов обеспечивает хорошие условия и высокую степень дожигания горючих компонентов выходящих из шихты газов, содержащих, в частности, ядовитую окись углерода.

Источники информации 1. Сухарчук Ю. С. , Юдкин А.К. Плавка чугуна в вагранках. - М.: Машиностроение, 1989. - С.49, рис. 27.

Формула изобретения

1. Устройство для дожигания ваграночных газов, содержащее трубу вагранки с загрузочным окном и горелки, установленные в ней, отличающееся тем, что оно снабжено нагнетательным вентилятором, воздухопроводами и коллекторами с соплами, при этом нагнетательный вентилятор соединен воздухопроводами через коллекторы с соплами, которые размещены вдоль трубы по обе стороны загрузочного окна с возможностью обеспечения ориентации воздушных струй под углом к плоскости загрузочного окна и образования воздушной завесы, а над загрузочным окном установлен козырек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горелки установлены в поперечном сечении трубы тангенциально и выполнены высокоскоростными со скоростью выхода продуктов сгорания из горелочного туннеля 200-250 м/с.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горелки установлены выше загрузочного окна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3