Горение в доменном процессе

Высокая температура, необходимая для ведения доменного процесса, достигается за счет интенсивного горения кокса. Для этого через специальные отверстия и устройства, называемые фурмами, в домну вдувают воздух, иногда обогащенный кислородом, нагретый до 1100-1300°С. Кокс, сгорающий [c.10]

Основные химические реакции в процессе горения и газификации. Характеристика предельного состава газов, полученных при газификации углерода. Реакции горения углерода в доменном процессе. [c.37]

Реакция восстановления углекислоты играет большую роль в процессах горения и газификации, в доменном процессе и т. д. С термодинамической стороны эта реакция хорошо изучена рядом исследователей Будуаром, Ридом и Уилером, Юшкевичем и др. [73—75]. [c.72]

Гетерогенные реакции весьма распространены в технике горение твердого топлива, восстановление железной руды оксидом углерода (II) в доменном процессе, коррозия металлов и сплавов и др. [c.125]

Продукты сгорания для нагрева кокса можно получить сжиганием вводимых извне углеводородных газов или части кокса. В последнем случае в топочный аппарат достаточно подавать подогретый воздух при взаимодействии его с коксом выделяется тепло, необходимое для нагрева оставшейся массы кокса до определенной температуры. Предварительный подогрев воздуха как способ интенсификации процесса горения широко используется в. промышленности. Так, в доменном процессе н на заводах по производству стекла воздух перед подачей в топки подогревают до 700—1000 °С [95]. [c.234]

Домну загружают через колошник материалами (чередующимися слоями). Горение и необходимая температура поддерживаются вдуванием через отверстия в горне горячего воздуха. Производительность домны повышается примерно на Уз при вдувании воздуха, обогащенного кислородом, т. е. при применении кислородного дутья. Схема доменного процесса приведена на рис. 72. [c.470]

В последнее время кислород стал широко применяться в металлургии в доменном процессе получения чугуна и в мартеновских печах для варки стали (кислородное дутье), благодаря чему повышается температура процесса и производительность печей. Повышение интенсивности работы печей на чистом кислороде объясняется тем, что при кислородном дутье в значительной мере ускоряется реакция горения и уменьшаются потери тепла с отходящими газами. [c.111]

В заключение рассмотрим реакции горения углерода кокса в доменном процессе. [c.45]

С возможностью естественной конвекции нужно считаться при процессах горения в шахтных топках и газогенераторах, при каталитических процессах в начальных участках реакторов с большим градиентом температуры и концентрации, в доменных печах, в тепловой изоляции в виде зернистой засыпки. [c.107]

Доменные печи работают на каменноугольном коксе. Для улучшения работы печей и экономии кокса, который является дорогим топливом, в зону горения доменных печей вдувают при помощи сопл некоторое количество природного газа. В качестве добавочного топлива вместо природного газа также используют и мазут. В доменных печах совмещаются два различных процесса металлургический процесс выплавки чугуна из железных руд и процесс газификации кокса. Эти процессы органически связаны друг с другом. [c.194]

Экспериментальные н теоретические исследования процессов горения и газификации оказали плодотворное влияние на интенсификацию топочных и газогенераторных процессов. Наибольшие результаты в этом отношении достигнуты в энергетике, а такн е в доменных процессах. Современная энергетика, являющаяся одним из крупнейших потребителей твердых топлив, добилась высоких показателей при сжигании этих топлив в топках паровых котлов. [c.563]

Содержание влаги в коксе теоретически должно поддерживаться минимальным, так как на ее испарение и перегрев паров до температуры колошника доменной печи непроизводительно расходуется тепло, получаемое от горения кокса. При тушении кокса легко доводить остаточное содержание влаги в последнем до 1— 1,5%. Однако практически содержание влаги в коксе поддерживается на уровне 4—5%, так как с такой влажностью кокс меньше пылит при транспортировке и перевалке, а кроме того, расход некоторого количества тепла на испарение избыточной влаги даже полезен в доменном процессе, так как это охлаждает колошниковое загрузочное устройство. [c.431]

Получение железа из руд в промышленности начинается с доменного процесса. Остановимся на химических процессах восстановления железных руд до металла, протекающих в доменных печах. В доменную печь загружают сначала уголь, а затем послойно — смесь руды с углем и флюсом и уголь. Нижний слой угля поджигают. При горении его образуется углекислый газ [c.466]

В начале техника довольствовалась общими химическими уравнениями и термодинамическими законами применительно к реакциям горения. Наряду с процессами сжигания топлив были разработаны методы получения искусственных горючих газов, истоки которых следует искать в развитии доменного процесса, представляющего собой в известной мере разновидность газогенераторного процесса. Вопросы сжигания и газификации топлив становятся предметом глубоких исследований русских и зарубежных ученых. Капитальным трудом, в котором даются основы науки о топливе, является монография Д. И. Менделеева Основы фабрично-заводской промышленности [4]. В разделе Топливо дана характеристика близкой и далекой перспектив развития научных и технических знаний в области топливной промышленности и использования топлива. [c.8]

При плавке чугуна в электродоменной печи технологический процесс протекает аналогично обычному доменному процессу с той разницей, что в шихту задается лишь столько углерода, сколько необходимо для восстановления железной руды, а требуемое количество тепла выделяется не за счёт горения углерода, а за счет электроэнергии. [c.306]

Мартеновский процесс проводится в пламенной, регенеративной, мартеновской печп, при высоких температурах. В результате получается сталь с заданным химическим составом. Основные исходные материалы в мартеновском процессе — лом стали и чугун— берутся в шихту в разных отношениях от нуля до 100%, того или другого, в зависимости от экономических условий, стоимости и наличия в данном районе чугуна и лома, а также от вида выплавляемой стали. Температурный режим процесса является важнейшим фактором, определяющим условия плавного и последовательного нагрева металла до 1600—1650°С, к моменту выпуска и разлива его в специальные формы — изложницы. Нагрев осуществляется созданием факелов горения в рабочем пространстве печи, газообразного или жидкого топлива в воздухе, предварительно нагретом в генераторах. Воздух берется в количестве, обеспечивающем не только горение топлива, но и создающем окислительную газовую среду печи, химически действующую на жидкий металл (на металлическую ванну). Главнейшей целью мартеновского процесса является 1) удаление из ванны вводимых с шихтой или газовой смесью тех элементов, присутствие которых в стали нежелательно (Р, 5, На, N2, Оа), 2) снижение до требуемых норм содержания элементов, необходимых в стали, С, Мп, 51. Иногда процесс плавки заканчивается введением легирующих элементов. Удаление ненужных элементов производится окислением кислородом печной газовой среды и кислородом прибавляемой в ванну железной, марганцевой руды или окалины. Образующиеся в расплавленном металле газообразные окислы в виде пузырьков производят бурление ванны (кипение), вырываются из нее и, входя в состав печной газовой среды, выводятся из печи. Наиболее легкие жидкие и твердые окислы накапливаются на поверхности металла, покрывая его сплошным слоем шлака. Как и в доменном процессе, химический состав шлака должен быть представлен стойкими не восстановимыми соединениями— окислами, легко отделяемыми от выплавленного металла. Шлаки предохраняют металл от загрязнения нежелательными элементами и защищают его от прямого взаимодействия с печными газами. Окисление происходит следующим образом. [c.186]

Вследствие высокой скорости дутья горение кокса происходит в основном на его поверхности, поэтому пористость кокса не играет существенной роли в доменном процессе. Пористость кокса представляет собой отношение объема пор в нем к объему, занимаемому кусками кокса. Эта величина, умноженная на 100, выражает пористость в процентах. [c.19]

Весьма часто используется процесс горения для технологических целей и в доменном процессе, и при резке металлов, и для термообработки, и при штамповке взрывом, и во многих других случаях. [c.6]

Процесс доменной плавки происходит в плавильных агрегатах непрерывного действия шахтного типа — доменных печах, представляющих реакторы идеального вытеснения РИВ-Н. В них непрерывно движутся навстречу друг другу два материальных потока сверху вниз твердая шихта и снизу вверх газообразные восстановители, образующиеся в результате горения топлива и взаимодействия продуктов горения с компонентами шихты. Подобный режим противотока создает постоянство дви- [c.60]

Восстанавливают оксиды железа в доменных печах (домнах). Сверху (через колошниковое отверстие) в домну послойно загружают железную руду, кокс и флюсы. Снизу поднимаются газообразные продукты горения кокса, в частности восстановитель оксид углерода (II) СО. Чтобы ускорить процесс восстановления железа и поддержать высокую температуру, в нижнюю часть домны через отверстия (фурмы) вдувают горячий воздух, обогащенный кислородом. [c.425]

Изменение параметров дутья в тех случаях, когда оно связано с изменением количества продуктов горения на единицу вводимого углерода, оказывает влияние не только на процессы в окислительной зоне слоя или фурменной зоне и на сопротивление слоя, но также на процессы теплообмена по всей высоте слоя. Объясняется это изменением водяного числа газов Wr- При увеличении температуры нагрева дутья, но при постоянной генерации тепла в окислительной зоне водяное число газов уменьшается, что, несмотря на увеличение температуры в горне, приводит к снижению температуры в верхних горизонтах слоя, т. е. к похолоданию колошника печи. В некоторых случаях это явление может быть компенсировано более интенсивным ходом реакций, сопровождающихся образованием газов в нижней части слоя. Например, в доменном [c.465]

Методы химической технологии весьма распространены в нехимических отраслях промышленности металлургии, транспорте, электронике, энергетике, строительстве и др. Типичные химические процессы включают получение металлов (в доменных, мартеновских и других плавильных печах), горение в топках паровых котлов, двигателях внутреннего сгорания или ракетных двигателях, производство материалов для электроники и строительства. Решение проблем защиты окружающей среды невозможно без использования химических методов. [c.8]

Методы химической технологии весьма распространены в нехимических отраслях промышленности - металлургии, транспорте, электронике, энергетике, строительстве и др. Процессы получения металлов (в доменных, мартеновских и других плавильных печах) - типичные химические процессы. Горение топлива в топках паровых котлов, в двигателях внутреннего сгорания или ракетных - типичный химический процесс. Получение материалов электроники и строительных материалов тоже во многом связано с химическими процессами. Защита окружающей среды также использует химические методы. [c.10]

Горение твердого топлива играет огромную pojrb в металлургии и прежде всего в доменном процессе. [c.31]

Теоретические основы доменного процесса. Шихтовые материалы, посгупившие в печи, перемещаются вниз, проходят через зоны разной степени нагрева и под действием кдуших навстречу горячих газов, испытывают сложный комплекс физико-химических превращений. В этих материалах последовательно происходит испарение гигроскопической и кристаллизационной воды, разложение карбонатов, восстановление железа и других металлов из их окислов, науглероживание железа, плавление металла, образование и плавление шлаков, горение топлива и т. д. [c.177]

В мартеновских печах наряду со сжиганием доменного и коксового газов применяется также пылегазовое отопление, причем в качестве присадки к коксовому газу служат отсевы углей (25% по количеству тепла). Процесс горения получается устойчивым и факел по светимости не уступает мазутному [31 ]. [c.32]

Пирит подвергается флотационному обогащению с целью получения высококонцентрированной РегОз (Рез04), применяемой для выплавки чугуна в доменном процессе. Реакция (1) осуществляется без доступа воздуха, реакция (2) проводится в печах кипящего слоя с использованием выделяющегося тепла для получения энергетического пара. Этот способ отличается высокими технико-эконо-. мическими показателями, так кар в нем полностью используются и Fe, и S, составляющие молекулу пирита, и тепло его горения. [c.292]

Повышение скорости дутья часто служит мощным фактором интенсификации процесса горения и газификации. При горении топлпва в слоевой топке, в горне доменной печи и др. скорость процесса определяется скоростью доставки окислителя и отвода продуктов реакции от реагирующей поверхности и очень слабо зависит от скорости химической реакции. Поэтому повышение скорости дутья приводит к непрерывному повышению скорости реагирования и повышению производительности топливоиспользующего аппарата до тех пор, пока процесс реагирования не перейдет в кинетическую область. Однако, как показывают опыт и расчеты, этот переход происходит ири скоростях, значительно превышающих скорости, при которых сохраняется гидродинамическая устойчивость слоя. Таким образом, пределы интенсификации процессов сжигания твердого тоилива с помощью новышения скоростей дутья ограничены только устойчивостью залегания кусков в слое. [c.207]

При использовании коксов в процессах, где они полностью расходуются (газ1 икация, горение, доменный процесс, выплавка цветных металлов, производство сероуглерода и т.д.), важным является показатель, характеризующий суммарную скорость расходования кокса - его интегральная химическая активность. Яо аналогии с работой [17] интегральную карбоксиреакционную способность углеродистых материалов мове-но определить как [c.39]

Основное назначение кокса - использование в качестве компонента шихты дпн доменной ппавки, поэтому качество кокса как металлургического топлива определяется условиями, имеющимися в доменной печи. Как известно, основные процессы, связанные с восстановлением оксидов железа углеродом, осуществляются при высоких температурах, достигаемых за счет горения части кокса. Таким образом, кокс является и восстановителем, и энергоносителем. Однако этим роль кокса в доменном процессе не исчерпывается, так как он является также и разрыхлителем стобла шихтовых материалов в печи, обеспечивая их высокую газопроницаемость. В нижней части доменной печи кокс образует своеобразную решетку, через которую дренируют в горн жидкие продукты плавки. [c.178]

Углерод топлива в доменном процессе входит в соединение с кислородом дутья и окислами железа. Его горение служит основным источником тепла, необходимого для восстановления железа и расплавления чугуна и флюсов. Восстановление идет путем непосредствепного соедииопия окислов железа с углеродом (прямое восстановление) пли с окисью углерода, полученной в результате неполного горения углерода топлива. [c.31]

В сочинениях химиков второй половины XVII в. большое внимание отводилось толкованиям явлений горения и кальцинации (нревраш,ение в известь ) металлов. Такое внимание вполне понятно и связано с потребностями расширявшегося производства, в первую очередь с топливной проблемой. Развитие металлургической и металлообрабатываюш,ей промышленности, стекольного производства и других отраслей техники привело в ряде стран Западной Европы к катастрофическому истреблению лесов. Недостаток древесного топлива и особенно древесного угля — единственного в то время средства для восстановления металлов из руд, широко применявшегося в производстве, поставил перед учеными и практиками задачу найти пути более экономичного и рационального использования топлива. Одновременно начались поиски заменителей древесного угля в металлургических процессах. Еш,е в 1619 г. Дад Дадлей (1599—1684) предложил применять в доменном процессе вместо древесного угля каменный. Поэтому технологи-металлурги и химики, разрабатывавшие пути осуществления этого предложения, довольно широко изучали процессы горения и свойства топлива. [c.233]

Профиль плавильного пространства печи выбран таким образом, чтобы обеспечить равномерное опускание шихты вследствие горения кокса, плавления материалов шихты и периодического выпуска чугуна и шлака, равномерное распределение газового потока по сечению печи и максимально интенсивное протекание процессов восстановления руды, образования и разделения чугуна и шлака. В соответствии с этим в пдавильном пространстве печи различают следующие части колошник, шахту, распар, заплечики и гчэрн. На рис 4.7 представлен разрез доменной печи и распределение температур по ее высоте. [c.61]

В сочинениях, которые Шталь опубликовал в конце XVII в., его взгляды о составных частях сложных тел получили некоторое развитие в связи с объяснением им явлений горения и в особенности явления кальцинации металлов. Еще в Иене Шталь начал исследования, связанные, по-видимому, с рационализацией доменного процесса и металлообрабатывающих производств. Мастеровые обратили его внимание на явление, причинявшее им много неприятностей. Впоследствии Шталь писал об этом следующее Кузнецы, медники, литейщики колоколов и пуговичные мастера жаловались на то, что из несовершенных металлов в процессе прокаливания их на воздухе выгорает некоторая часть металлы при этом распадаются, превращаясь как бы в золу... Почему это происходит, что это за явление, как оно протекает, что именно уходит из металла и, равным образом, как следует поступить, чтобы этого не происходило, или каким образом восстановить потери,— это неизвестно даже таким опытным мастерам [c.236]

Существенным фактором, интенсифицирующим процессы горени [ и газификации твердых топлив, в ряде случаев можно считать также скорость потока реагирующих газов. В слоевых процессах скорость горония насколько высока и потребление кислорода в гетерогенных реакциях происходит так быстро и так активно, что длина кислородной зоны измеряется 2—3 диаметрами частиц, причем с повышением расхода дутья интенсивность гореиия углерода пропорционально возрастает (см. рис. 31). Практически скорость реагирования твердого топлпва в слое лимитируется только скоростью дутья и, следовательно, устойчивостью слоя кусков. Горение кокса в доменной печи, как известно, протекает при высоких темиературах (1600—2000°), и поэтому скорость процесса в основном оиределяется скоростью молярной диффузии, которая в свою очередь определяется скоростью дутья. Огромные скорости реакции твердых топлив, помимо благоприятных температурных условий, обеспечиваются высокими относительными скоростями между газом и частицами топлива. Высокие скорости обтекания газом кусков топлива, наряду с непрерывным подводом кнслорода к реакционной поверхиости, способствуют и отводу продуктов сгорания, в том числе и таких, как окись углерода, оказывающая тормозящее действие на горение углерода, и тем самым интенсифицируют слоевой процесс. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции будет определяться пе скоростью подвода окислителя, а скоростью химической реакцрш. Однако этого предела в кислородной зоне обычно достигнуть не удается, и практически суммарная скорость реакции в слое определяется, как раньше указывалось, такой скоростью подвода реагирующего газа, при которой сохраняется устойчивость залегания кусков топлива в слое. В зависимости от фракционного состава топлива критическая скорость газового потока, при которой теряется устойчивость частиц в слое, характеризуемая данными, приведенными [c.560]

Доменный процесс начинается с того, что около горна углерод сгорает, давая те же продукты, что и в газогенераторе. Температура здесь настолько высока, что горение идет почти нацело до СО. Примеси водяного пара вступают с ним в реакцию водяного газа, давая частично водород и СОз. Непосредственно над фурмами, где t достигает 1 700°, газ содержит мало Oj, содержание которого растет по мере понижения t, приближаясь к колошнику. Полученные СО и Hj, а также углерод, образующийся из 2С0 = С + СО , восстановляют окислы железа до низших окислов и до металла. Реакции между С — СО — СОд— [c.272]

Одними из первых объектов исследований процессов горения в промыигленности были доменные печи. В 1838 г. в Германии Бунзен исследовал доменные газы на металлургических заводах Векерхагена. [c.9]

Газификация имеет большие преимущества по сравнению с использованием топлива непосредственно в твердом виде. Горючие газы легко транспортируются по трубам на большие расстояния. При сн<игаппи газа не образуется твердого остатка (золы) легко достигаются автоматизация п регулирование процесса, полнота сгорания и высокий температурный уровень горения. Для превращения твердого топлива в газообразное применяют специальные аппараты — газогенераторы. В ряде случаев газ является побочным продуктом другого технологического процесса. Например, доменная печь является не только плавильной печью, но и генератором доменного газа. [c.13]

Правильный сход топлива и шихты jr равномерная газопроницаемость зависят от процесса выгорания кокса i горне доменной печи, в области фурм. Крупность кусков и направленное через фурмы дутье, создающее циркуляц[гю частиц и рыхлое состояние слоя в области фурм, способствуют увеличению объема зоны горения и в связи с этим равномерному движению материала и ровиому ходу домсшюго процесса [21,30]. По-види- [c.31]

Лабораторные установки подобного рода по организации процесса и результатам исследований наиболее близки к условиям технических аппаратов—топок, печей, котлов, газогенераторов, вагранок и т. п. —для сжигания п газификации топлив в виде слоя, пылеугольной аэровзвеси и т. п., а также к условиям сжигания кокса в доменных печах [33, 210] (рис. 32). Однако и лабораторные, и опытно-промышленные исследования таких комплексных процоссов горения и газификации, являясь очень важными для разработки теории, не могут служить основанием для изучения кинетики и тем более механизма химических реакций — окислония, восстановления и т. п. В них можно только выявить роль и-характер нротекания той илн другой реакции в общем процессе. [c.166]

Как известно, в горне доменной печи ну воздушном и тем более на обогащенном кислородом дутье развиваются очень высокие температуры, порядка 1550—1800°С. Это обусловливает высокие значения коистаит скоростей реакции окисления, порядка /с = 600 1100 см/сек. С другой стороны, при болыпих размерах металлургического кокса (порядка =40- -80 мм) и больших скоростях дутья режим движения газа характеризуется очень большими числами Ке. Но, несмотря иа большие числа Во, благодаря высоким температурам реакции процесс горения кокса в горне протекает всо жо со значительным диффузионным торможением. Увеличение скорости дутья способствует расширению объема зоны горения. Это видио из формулы (4. 2), так как величпна к, даже учитывая диффузионно(> торможение I конце кислородной зоны, изменяется менее сильно, чом скорость дутья Уо- [c.409]