Спосіб контролю ступеня допалювання моноокису вуглецю у двоокис в порожнині конвертера

Реферат: Спосіб контролю ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис вуглецю в порожнині конвертера включає вимірювання швидкості зневуглецювання за хімічним складом газу в газоході охолоджувача конвертерних газів і розрідженість на вході в газохід. Додатково вимірюють хімічний склад дуття і повітря та ступінь допалювання визначають за виразом  CO2  CO 2г  г   СОр   , де  СОр - витрати кисню на реакцію окиснення, кг/с;  г  CO2    CO CO 2г  г  CO г  г загальна витрата газу у газоході, кг/с; CO 2г - об'ємні % CO 2 у газоході; CO г - об'ємні % CO у газоході. UA 93214 U (12) UA 93214 U UA 93214 U 5 Корисна модель належить до галузі металургії і може використовуватись при конверторному виробництві сталі, зокрема у кисневому конверторі з верхньою продувкою. Відомим є спосіб, у якому для визначення ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис  CO вимірюють амплітуду коливань тиску газу в конвертері та у верхній частині газоходу на резонансній частоті та розрідження в нижньому перерізі кесону [1]. Значення  CO розраховують по формулі:  CO  2  10 3  C qCO2  iCO2 p1f1 V  Vв  2  10 3  C qCO2  qCO   iCO2  iCO p1f1 , (1) де qCO , qCO - питомі теплові ефекти реакції окиснення вуглецю ванни відповідно до CO та 2 10 15 20 25 30 35 CO 2 , кДж/кг;  C - масова швидкість зневуглецювання, кг/с; iCO , iCO 2 - число ступенів вільності руху однієї молекули відносно CO та CO 2 ; 3 V , Vв - об'єми відповідно порожнини конвертера та ванни, м ; p1 - амплітуда коливань тиску газу в робочому просторі конвертера, Па; f1 - частота коливань тиску, Гц. Недоліком відомого способу є те, що він не враховує перешкод і отримання інформативного сигналу амплітуди коливань тисків на резонансній частоті вільного об'єму газу від роботи димовсмоктувача. Найбільш близьким за технологічною суттю до пропонованої корисної моделі є спосіб у якому ступінь допалювання розрахований по балансу об'ємних витрат компонентів газу у відвідному тракті [1]. Згідно з стехіомеричним співвідношенням, повне допалювання оксиду вуглецю супроводжується постійністю об'єму вуглецевмісного газу і його можна визначити за формулою: 22,4 10 2  c  CO 12 , (2)  CO2  22,4 22,4 3 c   c  CO  10 Kp 12 2  12 де K - коефіцієнт пропорційності;  p - розрідження у нижньому перерізі кесона, Па;  c - масова швидкість зневуглецювання, кг/с. Недоліком способу є похибки вимірювання масової швидкості зневуглецювання і розрідження у нижньому перерізі кесону, які пов'язані з запізненням сигналу в зв'язку з різним розташуванням відбірних точок пристроїв вимірювання в кесоні і пристроїв газоаналізу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого способу контролю ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис вуглецю в порожнині конвертера для підвищення точності вимірювання і врахування всіх складових, які впливають на цей показник. Поставлена задача вирішується тим, що в способі контролю ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис вуглецю в порожнині конвертера враховуються складові дуття і повітря, новим є те, що додатково вимірюють хімічний склад дуття і повітря та ступінь допалювання визначають за виразом  CO2  CO 2г  г   СОр , (3)    CO2    CO CO 2г  г  CO г  г де  СОр - витрати кисню на реакцію окиснення, кг/с;  г - загальна витрата газу у газоході, кг/с; 40 45 CO 2г - об'ємні % CO 2 у газоході; CO г - об'ємні % CO у газоході. Реалізується спосіб з врахуванням наступних складових за хімічним складом дуття і повітря. 1. Визначення кількості газів у газоході Кількість газів у газоході визначаємо за балансовими рівняннями вмісту, об'ємні %, N2 і Ar Arг  г  Arп  п  Arд д ; N2 г  г  N2 п  п  N2 д  д , (4) 1 UA 93214 U 3 де  - витрата газів, м /хв.; "г", "п", "д" - індекси відповідно газоходу, повітря, дуття. Вирішуючи систему рівнянь (4) відносно витрати газів у газоході й витрати повітря відповідно, отримуємо Ar N  ArдN2п  г  п 2д  д , (5) ArпN2г  ArгN2п 5 10 п  ArгN2д  ArдN2г  д . (6) ArпN2г  ArгN2п 2. Визначення кількості CO , що допалюється у CO 2 , у порожнині конвертера Гази, що відходять із конвертера, в основному складаються з CO і CO 2 . В газоході, змішуючись із повітрям, CO окислюється в CO 2 за реакцією 2CO  О2  2СО 2 . При цьому частково витрачається кисень повітря, що підсмоктане в газохід. Складемо баланс кисню О 2п  п  О 2г  г   О , (7) 2р 3 де  О - витрата кисню на реакцію окиснення CO , м /хв. 2р Витрата кисню на реакцію окиснення при цьому становить  СОр  2 О2 р  2О 2п  п  О 2г  г  . (8) Баланс CO і CO 2 в газоході описується наступною системою рівнянь  СО2    COp  CO 2г  г ; 15 (9)  СО   COр  CO г  г , де "к" - індекс конвертера. Із системи (9) знаходимо  СО2   CO 2г  г   COp ; (10)  СО  CO г  г   COр , Знайдемо коефіцієнт допалювання CO у CO 2 у порожнині конвертера 20  25  CO2   CO2    CO  CO 2г  г  2O 2п  п  О 2г  г  . (11) CO 2г  г  CO г  г Розглянемо спосіб на приклад і, який підтверджує спосіб контролю допалювання монооксиду вуглецю у двоокис в порожнині конвертера. Приклад. Розрахунок ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис в порожнині конвертера за результатами хімічного складу дуття і повітря. Результати газового аналізу наступні: Arп  0,03 % ; О2п  21% ; N2п  78,9 % . Arд  0,02 % ; О2 д  99,45 % ; N2 д  0,5 % . Arг  0,028 % ; О2г  4,07 % ; N2г  65,9 % ; СО 2г  26,1 ; СО г  3,9 . 30 Витрати дуття  д  400 м3 / хв. Знаючи, що у конверторі проходять наступні реакції: С  О2  СО 2 1 О 2  СО 2 1 СО  О 2  СО 2 2 Визначаємо, що  п  5  д . За формулою (5) розраховуємо витрати газів у газоході: 0,03  0,5  0,02  78,9 г  400  2687 ,3 м3 / хв. 0,03  65,9  0,028  78,9 Підставляючи отримане значення у формулу (3), розраховуємо ступінь допалювання CO до CO 2 : С 35  26,1 2687 ,3  221 1000  4,07  2687 ,3   0,099 . 26,1 2687 ,3  3,9  2687 ,3 2 UA 93214 U 5 Таким чинок за рахунок того, що додатково вимірюють хімічний склад дуття і повітря, це забезпечило більш точний контроль. Джерела інформації: 1. Богушевский B.C. АСУ ТП производства стали в конвертерах / В.С. Богушевский, Н.А. Рюмшин, Н.А. Сорокин - К.: Техніка, 1991. - 180 с. 2. Патент України № 71152, МПК С21С 5/46. Спосіб керування режиму дуття у кисневому конвертері / B.C. Богушевський, К.М. Зубова, В.Ю. Сухенко; заявник і патентовласник Нац. техн. ун-т України "КПГ. - № u2001113267; заявл. 10.11.2011; опубл. 10.07.2012. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб контролю ступеня допалювання монооксиду вуглецю у двоокис вуглецю в порожнині конвертера, що включає вимірювання швидкості зневуглецювання за хімічним складом газу в газоході охолоджувача конвертерних газів і розрідженість на вході в газохід, який відрізняється тим, що додатково вимірюють хімічний склад дуття і повітря та ступінь допалювання визначають за виразом  CO2  CO 2г  г   СОр   ,  CO2    CO CO 2г  г  CO г  г де  СОр - витрати кисню на реакцію окиснення, кг/с;  г - загальна витрата газу у газоході, кг/с; 20 CO 2г - об'ємні % CO 2 у газоході; CO г - об'ємні % CO у газоході. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3