Система очистки и дожигания газов

В неочищенных ваграночных газах содержится от 5 до 50г/нм³ пыли и от 5 до 24% СО. Для очистки газов от пыли используют несколько устройств предварительного и тонкого обеспыливания. Эти устройства, соединённые последовательно трубопроводами, создают значительное сопротивление движению газов.В системах очистки и дожигания газов современных ваграночных комплексов не используют механических дымососов. Это объясняется тем, что для движения газов такие устройства создают высокое разряжение системе газоочистки. В результате этого существует большая вероятность подсоса воздуха в систему и образования взрывоопасной смеси воздуха с ваграночным газом, содержащим СО. Движение газов в современных системах газоочистки обеспечивается повышенным давлением под колошником, создаваемым вентиляторами подачи воздуха, а также водяными эжекторами в системе газоочистки.

Предварительная очистка ваграночного газа производится в сухих инерционных и центробежных пылеуловителях (рис.8.8.).

Рис. 8.8. Пылеуловители. а) – инерционный, б) – центробежный.

В инерционные пылеуловители газ вводят сверху. При повороте струи газа вверх тяжёлые частицы пыли по инерции опускаются вниз и уходят из устройства.

Для тонкой очистки ваграночных газов широко используются мокрые пылеотделители. В этих устройствах взаимодействие потоков воды и газа при высоких относительных скоростях приводит к распылению частиц воды и осаждению (коагуляции) на них частиц пыли. После чего пыль хорошо отделяется от газа инерционным или центробежным способом. Мокрые пылеотделители позволяют удалить до 90% частиц размерм 2…5мкм. На рис. 8.1 позицией -8 обозначено устройство для тонкого обеспыливания – эжекторный скруббер. Одновременно с пылеотделением скруббер создаёт избыточное давление газа, необходимое для дальнейшего движения в рекуператор.

В некоторых системах очистки ваграночных газов используются дезинтеграторы Тайзена (рис. 8.9), в которых коагуляция пыли обеспечивается высокоскоростным механическим перемешиванием капель воды и пыли. Однако недостатками дезинтегратора является ненадёжность механического устройства и необходимость предварительного охлаждения газа.

Рис. 8.9. Дезинтегратор Тайзена

1 – корпус; 2 – ротор; 3 –пластины ротора; 4 –неподвижные пластины; 5 –разбрызгиватель воды; 6 – труба для подвода воды.

Наибольшую полноту очистки ваграночных газов обеспечивают тканевые рукавные фильтры (рис. 8.10.). В корпусе 1 фильтра закреплены рукава 7 из

Рис. 8.10. Тканевый рукавный фильтр

1 – корпус; 2 – патрубки нижней плиты; 3 – шнек; 4 – верхняя рама; 5 – выпускная труба; 6 – кулачковый механизм; 7 – рукава.

хлопчатобумажной или синтетической ткани. Верхние концы рукавов закрыты крышками и подвешены на раме 4. Нижние концы закреплены на патрубках 2 прикреплённых к общей плите, через отверстия в которой подаётся газ. Пыль остаётся на внутренней поверхности рукавов, а очищенный газ удаляется через трубу 5. Для очистки рукавов от накопившейся пыли раму 4 периодически встряхивают с помощью кулачкового механизма 6. Пыль удаляется из конического днища шнеком 3. Температура очищаемых газов должна быть не выше 65^оС для хлопчатобумажных рукавов и не более 300^оС для синтетических и стеклотканиевых. В тоже время температура газов должна быть на 10^оС выше точки росы иначе фильтр быстро увлажняется и покрывается грязью.

Дожигание газов происходит в рекуператорах, конструкция которых согласно правилам безопасности (ПБ 11-551-03) должна исключать поступление газов в помещение. Ваграночные газы помимо СО в количестве от 5 до 24% содержат SO₂ (0,025…0,5%), СО₂ (5…16%) а также кислород, водород и пара воды в безвредных незначительных количествах. Количество ваграночных газов составляет примерно 1 тонну или 1000 нм³ на тонну выплавленного чугуна. Очистка ваграночных газов от SO₂ происходит одновременно с осаждением пыли в мокрых пылеуловителях, так как этот газ хорошо растворяется в воде. Очистка от высокотоксичного моноксида углерода СО осуществляется дожиганием. При дожигании ваграночного газа выделяется около 1500кДж/нм³ газа. Это тепло называют химическим теплом ваграночного газа. Кроме химического тепла газ обладает физическим теплом, оцениваемым температурой газа. Поэтому в современных ваграночных комплексах дожигание ваграночного газа используют не только для преобразования токсичного СО в СО₂ но и для подогрева дутья.

Рекуператоры для подогрева дутья могут использовать тепло сгорания дополнительного топлива, а также физическое, химическое или суммарное тепло ваграночных газов.

Использование только физического тепла для работы рекуператоров позволяло максимально упростить их конструкцию, несколько уменьшить расход топлива, но не обеспечивало получение температуры металла выше 1400^оС. Стабильно высокая температура чугуна на уровне 1420…1460^оС, как известно из курса «Плавка», необходима для получения высококачественного чугуна путём модифицирования. Кроме того, использование физического тепла ваграночных газов не позволяет производить мокрую очистку газов от большого количества содержащейся в них пыли. Отложение пыли на разделительных стенках рекуператоров резко уменьшает эффективность теплообмена и требует больших трудозатрат по очистке. Поэтому в современных рекуператорах используют ваграночные газы, прошедшие предварительную и мокрую очистку и потерявшие таким образом физическое тепло, но сохранившие химическое тепло. Этого тепла достаточно для получения технологически обоснованной температуры дутья порядка 500^оС.

Использование в рекуператорах природного газа, как основного топлива, при наличии ваграночного газа, который необходимо дожигать в соответствии с требованиями Правил безопасности, представляется расточительным. Однако для стабилизации процесса горения ваграночного газа, содержащего сравнительно немного горючего газа СО, в топку рекуператора непрерывно подают немного природного газа.

В большинстве современных ваграночных комплексов для подогрева дутья используют радиационно-конвективные рекуператоры, принцип действия которых изложен в главе 7. Комбинированный металлический рекуператор, используемый в ваграночном комплексе (рис. 8.1), отличается от ранее показанного на рис. 7.12. тем, что радиационная его часть не щелевая, а трубчатая. Это устраняет недостаток щелевых рекуператоров – коробление внутреннего цилиндра при неравномерном его нагреве.

Дата добавления: 2015-07-21