Не секрет, що чорна металургія є лідером по споживанню енергетичних ресурсів і сировини, що спричиняє за собою і лідерство у сфері шкідливих викидів. Оптимізація физико-хімічних процесів спеканія шихти, формування структури агломерату не може розглядатися у відриві від екологічних проблем забруднення навколишнього середовища шкідливими викидами SOx, CO, NOx, і т.д. Відомо що вдосконалення технології процесу агломерації приводить до скорочення викидів шкідливих речовин і токсичних газів
Зміна інтенсивності виділення або поглинання кисню оксидами заліза по висоті зони горіння визначає кінетику окислювально-відновних реакцій і кінець кінцем впливає на склад відходять газів, в яких концентрація оксидів вуглецю (З) може досягати 3-5%. В шарі інтенсивно протікає процес газифікації вуглецю і тим сильніше, чим вищий шар агломерационной шихти. Це відбувається доти, поки шаровий процес не перейде в область явного недоліку повітряного кисню. У міру значного охолодження газо-повітряного потоку у верхніх ділянках процес перекладу вуглецю в З поступово завмирає. Процес відшкодовується свіжим паливом, що лежить в нижній частині шару при посиленій тепловій обробці потоком гарячих газів і віддаючим в цей потік гази розкладання зокрема водень і З.
Одним з методів зниження в димових газах З, NOx і пилу є процес з рециркуляцией агломерационних газів. На Алчевськом металургійному комбінаті були проведені експерименти по спеканію шихти магнезитового концентрату із застосуванням рециркуляциі. Під час експерименту зміст вуглецю твердого палива Сг = 2,2 - 2,6 %; концентрація З в період запалення 1%, в період спеканія змінилася від 3,08 до 3,22%. Залежно від змісту З, концентрація вільного кисню змінилася від 0,5 до 6,2% відповідно.
Рециркуляция здійснювалася шляхом відбору газів, що відходять, з двох останніх вакуум-камер і подачі їх спеціальним димососом по трубопроводу в теплоізольований ковпак, розташований безпосередньо за запалювальною сурмою. При проходженні через зону охолоджування спека, оксид вуглецю (З), що міститься в рециркуліруємом газі догорає до СО2.
Із збільшенням ступеня рециркуляциі агломерационного газу пропорційно збільшується і частка СО2,
що повертається в процесі спеканія. Пониження концентрації кисню в просмоктуваному газі приводить до
пониженню повноти окислення вуглецю твердого палива. Зниження концентрації кисню починає виявлятися
досягши ступеня рециркуляциі r = 15%. Підвищення ступеня рециркуляциі до 47% приводить до зменшення
відносини ступенів використовування хімічної енергії вуглецю твердого палива при спеканії з рециркуляцией
(nс хим)р і з просмоктуванням повітря (nс хим) в.
(Малюнок 1)
Малюнок 1. Вплив ступеня рециркуляциі газу на хімічну повноту згорання вуглецю твердого палива, де Кхим - відносини ступенів використовування хімічної енергії вуглецю твердого палива при спеканії з рециркуляцией (nс хим) р і з просмоктуванням повітря (nс хим) в
Підвищення ступеня рециркуляциі r вище 30% недоцільно. Степень рециркуляциі впливає на Кхим = (nс хим)р / (nс хим)в по залежності, описуваній наступним рівнянням: = 4•10-8 •x4 - 8•10-6•x3 + 0,0005•x2 - 0,0111•x + 1,0788.
При ступені рециркуляциі r = 30% оксид вуглецю (З) горить до СО2 на поверхні двовалентного заліза, а оксиди азоту в атмосфері З відновлюються до нейтрального азоту по реакції NO + CO = 0.5N2 + CO2 . Також при використовуванні рециркуляциі агломерационного газу можна збільшити ступінь знесірчування шихти, не додаючи в неї палива, оскільки при рециркуляциі здійснюється додатковий обігрів спекаємого шару.
Таким образом процес спеканія агломерационной шихти з рециркуляцией димових газів сприяє зниженню шкідливих викидів (СО- повністю, SO2- до 0,8% ), а також зниженню валового викиду пилу на 20% і може бути рекомендований для використовування в агломерації.
Малюнок 2. На малюнку показана дініміка зміни концентрацій CO, сірі, пил в газі, що відходить, з обліком різних ступенів рециркуляциі.
Перелік використованої літератури:
1. Е. Ф. Вегман, Процесс агломерации, Москва, Металлург издат, 1963г.
2. Теплотехника окусковывания железорудного сырья. Братчиков С. Г. Металлургия - 1970г. 344с.
3. В. А. Шурхал. Внешний нагрев при агломерации, Киев, Наукова думка, 1985г.
4. Коновалов В. В. Интенсивное зажигание шихты на аглоленте. - Сталь, 1966, №2, с. 977-982
5. Ростовцев С. Г., Мееров С. М. Зажигание в процессе спекания криворожских железных руд. - Теория и практика металлургии, 1936г. №3
в початок сторінки