Структура шлакоугольной суспензии

Строение шлакоугольной суспензии определяется динамическим балансом поступления угля в барботируемый шлаковый расплав и его расходования при газификации в барботажных столбах, в ходе вос­становления железа и других элементов, а также взаимодействия с влагой шихтовых материалов.

Важнейшим фактором является режим продувки шлака, опреде­ляющий замешивание угля в глубину барботируемого расплава.

Для содержания ококсованных частиц угля в шлаке и его фракци­онного состава характерен достаточно большой разброс при отборах по ходу опытов, при неизменном или близких режимах загрузки. Это может быть следствием большой неоднородности распределения угля между областями действия барботажных столбов и периферийными областями шлаковой ванны и их динамического взаимодействия.

По вертикали шлакоугольная суспензия имеет две характерные об­ласти. В поверхностном слое содержание угля на порядок выше, чем в нижних горизонтах (рис. 5.3). На нижней границе поверхностного слоя происходит скачкообразное снижение содержания угля в шлаке до ~ 0,5% (масс.) и далее оно уменьшается до ~ 0,2% (масс.) в верхней части слоя спокойного шлака. При этом количество крупных частиц угля также уменьшается с высотой и в нижних горизонтах шлаковой ванны наблюдаются только мелкие фракции.

Рисунок 5 3 Массовая концентрация частиц угля (С) по высоте шлакового расплава (Н)

Средняя и нижняя части слоя спокойного шлака, из которых он выводится в отстойник при выпуске, практически не содержат частиц угля. Это позволяет исключить потери угля из ванны с выпускаемым шлаком.

Характеристики шлакоугольной суспензии, полученные при про­ведении опытов при производительностях 5-10 т чугуна в час при­ведены в табл. 5.3. В пробах, отобранных ниже поверхностного слоя содержание угля в шлаке было незначительно (особенно в фурменной и в подфурменной зонах).

Исходный уголь имел удельную поверхность в диапазоне 5,0-

12,0 м2/кг угля.

В экспериментах общая поверхность угля в ванне составляла от 1440 до 7150 м2. Масса угля - 255 - 1360 кг. При этом поверхностный слой содержал от одной до двух третей всего количества угля (0,4 - 0,6 суммарной площади поверхности).

Полученные экспериментальные данные позволили разработать математическую модель, позволяющую предсказывать структуру шлакоугольной суспензии в реакторе.

Таблица 5.3 Характеристики шлакоуголъной суспензии

5.1.