47. Утилизация тепла и очистка конвертерных газов.

Особенности утилизации конвертерных газов - основной составляющей их является СО; температура их в зависимости от периода плавки колеблется в пределах 1300-1700 °С.

В случае работы конвертеров с подачей кислорода только сверху в отходящих газах практически нет водорода; при донной продувке и защите фурм подачей жидких или газообразных углеводородов в отходящих газах может содержаться заметное количество водорода. Конвертерные газы представляют собой ценнейший вид высокопотенциальных ВЭР (можно утилизировать и их физическое тепло, и химическое тепло от сжигания СО и Н2).

Приходится, однако, учитывать следующее:

1) Интенсивность выделения газов из конвертера периодически меняется от нуля в межплавильный период до максимума примерно в середине периода продувки. Если принять, что промежуток времени от выпуска до выпуска 35 мин (т. е. примерно 40 плавок в сутки), а продолжительность интенсивного окисления углерода 10 мин, то из 1440 мин суточного времени лишь 10 • 40 = 400 мин в сутки конвертер покидают газы, являющиеся ВЭР.

2) Отходящие конвертерные газы несут с собой значительное количество плавильной пыли (в отдельные периоды до 250 г/м3). Выброс таких запыленных газов в атмосферу недопустим и по санитарным, и по экологическим, и по экономическим нормам (пыль состоит в основном из оксидов железа).

Поэтому все конвертеры оборудованы системами очистки отходящих газов с тем, чтобы утилизировать пыль, уловленную в этих системах.

В данной связи конвертер является частью единой системы: конвертер — охладитель (котел-утилизатор) — газоочистное устройство—дымосос-устройства для выброса газов в атмосферу или для их утилизации.

В зависимости от допускаемого (или организуемого) подсоса воздуха в систему плавка может осуществляться по нескольким режимам:

а) с полным дожиганием (дополнительно выделяемое тепло в известной степени используется в котле-утилизаторе);

б) с частичным дожиганием (при максимальном выделении газов дожигается только часть СО, остальная часть СО сгорает на свече на выходе из системы; при уменьшении выделяющихся газов количество СО, сгорающего на свече, уменьшается; в результате обеспечивается по ходу всей продувки более равномерная работа котла-утилизатора при постоянной производительности дымососа; как при полном, так и при частичном дожигании объемы газов вследствие подсоса воздуха существенно (в 3—4 раза) возрастают;

в) без дожигания. В последнем случае зазор между горловиной конвертера и котлом-утилизатором герметизируют.

Объем очищаемых газов при этом в 3—4 раза меньше, чем при работе с дожиганием, что упрощает и удешевляет организацию газоочистки. Выделяющиеся после очистки газы собирают в газгольдере. Их можно использовать как топливо (содержат 70—85 % СО, теплота сгорания 8-10 кДж/м3) или сырье для химической промышленности.

Отечественная промышленность пока не располагает значительным опытом такой работы. Основная масса конвертерных газов используется для получения пара и подвергается при этом охлаждению до (200—500 °С) в котлах-утилизаторах, после чего направляется на газоочистку.

Современные котлы-утилизаторы имеют паропроизводительность до 300 т/ч и более. Кроме перечисленных способов утилизации горячие конвертерные газы можно использовать и как восстановитель железорудного сырья, и для предварительного нагрева загружаемого в конвертер лома.

Использование газов как восстановителя весьма заманчиво, но только после охлаждения, так как в случае твердофазного восстановления желательно иметь температуру около 1050 °С (т. е. газы необходимо охлаждать).

Так же существует технология так называемой энергохимической аккумуляции, сущность которой заключается в добавке в отходящие конвертерные газы определенного количества СН4. В результате реакции повышается теплота его сгорания, увеличивается его количество. СО + ЗСО2 + СН4 = 4СО + СO2 + Н2 + Н2О Возможны и другие варианты решения проблемы эффективного использования физической и химической теплоты конвертерных газов.