<<
>>

4.2. Влияние параметров гидродинамического режима ванны на зффек- тивность вовлечения твердых частиц в барботажные столбы

Л-тя процесса Ромелт важно, чтобы гидродинамический режим шлаковой ванны обеспечивал интенсивное вовлечение уюльных частиц на всем протяжении барботажных столбов, так как это обеспечивает полноту использования дутья и хорошую теплопередачу от барботажных столбов шлаковой ванне.

При физическом моделировании исследовали влияние параметров гидродинамического режима ванны на содержание модельных частиц фракции 0.5- 1,25 мм внутри барботажных столбов на двух характерных уровнях: нижнем, в иже ввода дугья в ванну (рис. 23. поз. 1) и верхнем, на уровне примерно поло-вины высоты барботажного столба (рис. 23, поз. 2).

Рисунок 23. Локализация отбора проб в барботажных столбах

а - вид сооку; о вид сверху: в - вид на торцевую стенку А1. Л2, Б1, Б2 позиции отбора проб; 1,2- уровни отбора проб

В опытах варьировали высоту ванны: 20, 40 и 80 мм. а также расход дутья на фурму - 37,5 л/мин и 48,45 л/мин.

/ бирботажныл

В торцевых зонах ванны при любом режиме продувки содержание частиц существенно выше, чем в остальной ванне. Поэтому исследовали эффективность захвата частиц как в струи центральных фурм (поз. В, рис. 23) , так и крайних фурм, расположенных у торцевых стенок модели (поз А).

Полученные в опытах данные представлены в виде графиков на рис. 24-27. —¦—А1 -#-А2

-#-Б2

расхшупд - 48,75 л'ыин на 1 фурму

-0-А1 -В-А2 —-г-Б1

-в-Б2

расхитил - 375.тмин на 1 фурму

2 4 6 8

Общее содержание частиц в ванне (Себв)> % масс-

Рису нок 24. Влияние количества частиц в ванне на их содержание в барботажных столбах (уровень жидкости над фурмами 20 мм. расходы дутья 37.5 д'мин и 48,45 л/мин I

Из рис. 24-26 видно, что во всем диапазоне содержаний модельных частиц в жидкости с увеличением высоты ванны над фурмами (при одинаковом расходе дутья) содержание частиц в верхней части барботажного столба центральной фурмы (поз. Б2) уменьшается.

л мин н8

-«-А1 -В-А2 -Й-Б1 -6-Б2

расюд лугья - 57,5 л'мии на I фурму

• _ » — —ф ¦ J —<9—- —*— —9

—* —"Л ф— —S— — 5 U Общее содержание частиц в ванне (Со&л), % масс.

' Рисунок 25. Влияние количества частиц в ванне на их содержание в барботажных столбах (уровень жидкости над фурмами 40 мм, расходы дутья 37,5 л/мин и 48,45 л/мин)

4 6 8 10

Общее содержание частиц в ванне (Совщ), % масс.

Рисунок 26. Влияние количества частиц в ванне на их содержание в барботажных столбах (уровень жидкости над фурмами 80 мм. расходы дутья 37.5 .тмин и 48.45 л/мин)

рас.ч>д;$тья - 373 ;»'мин га I фурму

-Ф-А1 -§—А2 —А—Б1

-#-Б2

расхитил - 48,75 Л'.ЧИН

to 1 фурму —

-6-А2 -Й-Б1

52 Для наглядности на рис. 27 приведены конкретные зависимости влияния высоты панны (при постоянном расходе дутья на фурму 37.5 л/мин) на содержание частиц в поз. Б2 при малом насыщении суспензии (C,.fM, = l% (масс.)) и в режиме существования сплошного слоя чаешц на поверхности ванны (СЛ„;- 9%).

В обоих случаях увеличение высоты ванны в два раза (в сравнении с базовым вариантом) приводит к одинаковом}, уменьшению содержания твердых частиц в верхней части барботажных столбов - в 1.37 раза. При ном содержание частиц в барботажных сюлба.х на уровне фурм с увеличением высоты ванны существенно не изменяется.

Эффективность захвата частиц в барботажные столбы невозможно анализировать в отрыве от данных о распределении частиц в остальной ванне. Сопоставление с данными раздела 4.1. о распределении модельных частиц вне барботажных столбов почки отбора проб вне барботажных столбов представлены на рис. 15) показывает, что в барботажных столбах их содержание ниже, чем в остальной части ванны. Это различие более выражено в верхних горизонтах ванны.

Так, при С,-,-,, = 1 % (масс), высоте ванны 40 мм и расходе дутья на фурму 37,5 л/мин содержание частиц в верхней части барботажного столба центральной фурмы было в 7,7 раз меньше, чем в области поверхностного слоя ванны в поз. 1, и в 13,2 раза меньше при С.,си|- 9% (рис. 20 и 25). В то же время, на уровне фурм при С0-.:п — 10п (масс.) содержание частиц в барботажном столбе центральной фурмы было в 6,4 раза ниже, чем в окружающей жидкости, а при С\,5ц.= 9% это соотношение незначительно изменилось и стало равным ?.() (рис. 22 и 25).

.Анализ рис. 24-26 показывает, что содержание частиц в верхней части барботажных столбов центральных фурм при увеличении насыщенности суспензии от i до 9°о (ог массы жидкой ванны) возрастало незначительно (не более чем на 15-20%), а на уровне фурм практически не изменялось.

При увеличении расхода дутья с 37,5 л/мин до 48.75 л/мин содержание частиц в барботажных столбах на уровне фурм изменяется очень слабо (рис. 25), что соответствует практическому постоянству содержания частиц в ванне (поз. 1, 2, 4, рис. 15) на этом уровне (раздел 4.!.). 0,8

0.7 -

0.6

0,5

и

о g

? 0,4

х я ю

| 0.3

и 10 20 30 40 50 60 70 80 90

30 40 50 60 70 80 90 Высота ванны над фурмами, мм -*-Б1 -В-Б2

Рисунок 27. Влияние высоты ванны нал фурмами на содержание частиц в бароо- тажных столбах (поз. Б1. Ь2. расход дутья 37,5 л-'мин) при С0бui= а> 1 б>Q %

Увеличение расхода дутья влекло за собой незначительное (часто не превышающее ошибку опыта) снижение содержания частиц в верхней части барботажных столбов (рис. 24-20).

Содержание частиц в нижней части барбогажного сюлба у фурм, ближайших к торцам модели (в поз. Л1). всегда несколько выше (примерно в 1,2-1,3 раза), чем в аналогичной позиции в барботажном столбе центральной фурмы В! (рис. 24-26). При увеличении расхода дутья до 48,75 л/мин, содержание частиц в барботажных столбах в пот. Л1 практически не изменялось (снижалось от 0,36% до 0,30%).

Содержание частиц в верхней части барботажных столбов у крайних фурм (поз. А2). как и для поз. А1. всегда было выше (также примерно в 1,2-1,3 раза), чем в аналот ичной позиции в барботажном столбе центральной фурмы Б2 (рис. 24-26). При увеличении насыщенности суспензии содержание частиц в поз. А2 несколько возрастало: с 0,8% до 1,0% (уровень ванны над фурмами - 20 мм, расход дутья 37,5 л.'мин'|. При увеличении высоты ванны (с 20 до 40 мм) над фурмами содержание частиц на поч уровне барботажното столба уменьшалось до 0,7-0,9%, при высоте ванны 80 мм над фурмами - становилось еше меньше - 0.5-0,6% (рис. 24-26).

Увеличение интенсивности продувки приводило к незначительному снижению содержания частиц в верхней части барботажных столбов фурм, расположенных у торцов модели.

В разделе 4.1 показано, что при использовании модельных частиц средней и мелкой фракций при высоте ванны 80 мм и расходе дутья 48.75 л/мин при всех примененных в опытах насыщениях суспензии режим блокировки поверхности сплошным слоем частиц не наблюдается. На этом основании рекомендовано одновременно повысить высоту ванны, расход дутья и количество утля в ванне. На основе данных, представленных в настоящем разделе, рассмотрим, как это может отразиться на вовлечении частиц в барботажные столбы.

Сравним эффективность вовлечения модельных частиц в барботажные столбы при С0|-,ш = 5-9%. в этом, более оптимальном варианте гидродинамическою режима, и в «базовом» варианте (с расходом дутья 37,5 л/мин, высотой ванны 40 мм и обычным для процесса Ромелт С0,„„^ 3% (масс.)). Из рис. 25 видно, что при режиме но «базовому» вариашу в верхней части барботажных столбов в центральной части ванны содержание частиц составляло 0,6%. Во втором варианте (рис. 26). при Сс.;„ .= 5-9%, оно составляло около 0,4% ((09-0,42%), т.е. было меньше в 1.5 раза. Качественно оценим, как переход от ба^овою к более оптимальному режиму повлиял на общее количество частиц, находящихся в барботажных столбах.

При увеличении высоты ванны в два раза общее количество частиц в соот- вектвенно увеличенном объеме барботажного столба (бе* учета ею увеличения из-за увеличения расхода дутья, т.е. оценка по минимальному пределу) увеличивается в 1,33 раза:

->

^ " =1.33*»!, (70)

Таким образом, при работе печи с повышенной производительностью (в разделе ^.1 для этого предложено одновременно увеличить расход дутья и высоту ванны, и работать при С,^,-5-9%) в барботажные столбы будет поступать дос та-очное количество угля.

Главная проблема при работе печи с высокой производительностью обеспечение надежного возврата тепла от дожигания при значительном увеличении количества печных газов, выделяющихся из ванны - нуждается в специальном исследовании.

При использовании печи в режиме иногенерагора можно также рекомендовав повысить расход дутья на фурмы и увеличить высоту ванны. Это позво- ли 1 работать с более высокой производительностью, пропуская дутье через более юлеIый слой шлака без опасности пробоя ванны. Последнее недопустимо для 1ех11ологии, поскольку может привести к резкому снижению эффективности захвата учля в струи кислородовоздушного дутья и, соответственно, к неполному использованию кислорода

Таким образом, на основании результатов проведенных исследований можно сделать следующие качественные выводы: в барботажных столбах содержание модельных частиц ниже, чем в остальном объеме ванны. Это различие более выражено в верхних горизонтах ванны;

во всем диапазоне содержаний частиц в жидкости с увеличением высоты ванны над фурмами (при одинаковом расходе дутья) содержание частиц в верхней части барботажных столбов центральных фурм уменьшается, а на уровне фурм практически не изменяется;

содержание частиц в верхней части барботажных столбов центральных фурм слабо возрастает при увеличении количества частиц в ванне и практически не изменяется на уровне фурм;

при увеличении расхода дутья содержание частиц в верхней части барботажных столбов незначительно снижается, а на уровне фурм практически постоянно;

содержание частиц в барботажных столбах фурм, расположенных у торцов модели, на обоих уровнях отбора проб несколько выше, чем у центральных фурм и с увеличением количества частиц в ванне практически не воз- рас 1 ас т;

наибольшее общее количество час;иц, находящихся в барботажных столбах. соответствует режиму с интенсивной продувкой (48.75 л.'мин) наиболее высокой ванны (80 мм над фурмами), что подтверждает рекомендацию раздела 4.1.

<< | >>
Источник: КОЛЕСНИКОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ШЛАКОУГОЛЬНЫХ СУСПЕНЗИЙ И ОСОБЕННОСТЕЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ В НИХ ЖЕЛЕЗА С ЦЕЛЬЮ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА РОМЕЛТ. 2006

Еще по теме 4.2. Влияние параметров гидродинамического режима ванны на зффек- тивность вовлечения твердых частиц в барботажные столбы:

  1. 4.4. Рекомендации по выбору энергетических параметров и режимов работы СНМ
  2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
  3. 1.1. Роль шлакоугольной суспензии в современных процессах жидкофазного восстановления
  4. 1.5. Задачи настоящего исследования
  5. ГЛАВА 3. ПАРАМЕТРЫ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВАННЫ 11ЕЧИ РОМЕЛТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
  6. 3.1. Параметры фигичсской модели
  7. 3.2.4. Анализ погрешности эксперимента.
  8. 4.1. Влияние на структуру суспензии расхода дутья, высоты ванны, фракционного состава и общего содержания частиц в ванне
  9. 4.2. Влияние параметров гидродинамического режима ванны на зффек- тивность вовлечения твердых частиц в барботажные столбы
  10. 4.3. Влияние диаметра фурм на структуру суспензии
  11. 4.5. Структура суспензии при наличии на поверхности ванны «сплошного слои» HI твердых частиц
  12. СОДЕРЖАНИЕ
  13. Глава 6. Газификация угля в барботажных столбах