14.1.2 Использование доменного газа в шахтных известково-обжиговых печах

Черная металлургия является крупнейшим производителем и потребителем технологической извести. Основными потребителями извести являются агломерационное, доменное и сталеплавильное производство. При годовом уровне производства извести в Украине 15-18 млн. т. потребление металлургической извести составляет 25-30 %.

Производство извести относится к энергоёмким процессам. Значительная часть получаемой извести производится в шахтных печах, что объясняется простотой конструкции печей, низкими капитальными затратами и высокой тепловой эффективностью таких агрегатов [1]. Как правило, на металлургических предприятиях в шахтных известково-обжиговых печах используют дорогостоящий природный газ. В среднем удельный расход природного газа на 1 тонну известиравняется 150-154 кг у.т. При этом доля затрат на топливо в себестоимости извести составляет около 65%.

В этой связи актуален вопрос сокращения потребления покупного топлива на предприятиях черной металлургии за счет использования собственных энергоресурсов. Одним из возможных вариантов решения проблемы является перевод агрегатов на частичное или полное отопление доменным газом.

Для снижения температуры газов в области центральной горелки в печи применяется циркуляция уходящих газов: часть уходящих из печи газов (до 20 %) после очистки направляется на центральную горелку в смеси с природным газом. Расход рециркулята составляет 150-2000 м3/ч, температура рециркулята составляет около 150°С, температура выгружаемой извести 150-250°С, температура уходящих газов – 150-350°С.

Увеличение доли доменного газа в смеси до 75% позволяет снизить расход природного газа на 150 м3/ч. При этом, в зоне обжига теоретическая температура горения топлива с коэффициентом расхода воздуха 1,3 снизится соответственно с 1670 до 1576°С, объём дымовых газов увеличится с 14000 м3/ч до 16000 м3/ч.

Дальнейшее увеличение доли доменного газа в смеси сопровождается значительным снижением теоретической температуры горения до 1425°С и увеличением объёма дымовых газов до 25000 м3/ч, что неудовлетворительно скажется на качестве обжига и горении смеси топлив.

Таким образом, допустимым для производственных условий является подмешивание природному газу доменного в количестве 70-75% по объёму. При этом практически не изменяются условия теплообмена.

Увеличение доли доменного газа сопровождается повышением температуры уходящих зов, а, следовательно, и увеличением удельного расхода условного топлива. В то же время потребление природного газа уменьшается.

На рис. 14.4 представлено влияние доли доменного газа на удельный расход условного топлива при производительности печи 220 т/сутки.

Оценка экономической эффективности частичной замены природного газа доменным в количестве 75% по объёму при производительности печи 220 т/сутки показывает, что годовая экономия природного газа составит 5,256 млн. м3/год, а экономический эффект с учётом затрат на доменный газ – 2,452 млн грн/год.

 

                                 Доля доменного газа rдг, %

 

Рисунок 14.4 – Влияние доли доменного газа на

удельный расход условного топлива:

 _____   природно - доменная смесь;

__ __  природный газ