Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Перед очисткой от ЗО» газы должны быть тщательно очищены от пыли и СО, которые неблагоприятно влияют на процесс контактного окисления БО» в оО» и могут отравить катализатор. В черной металлургии каталитическая очистка газов от оО» пока не применяется. $5. Очистка газов агломерациониых машин от оксида углерода В зависимости от состава руды содержание СО в газах агломерационных машин колеблется в пределах 0,3 — 3,0 '/о. Ввиду высокой токсичности выброс СО в атмосферу нежелателен, однако никакие меры по снижению его содержания практически пока не реализованы.
Выбросы СО в атмосферу можно уменьшить тремя способами: сорбцией жидкими и твердыми поглотителями; дожиганием при температурах выше температуры самовоспламенения; каталитическим окислением при невысоких температурах. В химической технологии для поглощения СО применяют медноаммиачные соли.
Процесс идет при высоких давлениях (до 30 МПа) и низких температурах и потому для металлургии неприемлем. Ведутся разработки по адсорбции СО цеолитами, которые для металлургии малоперспективны вследствие больших объемов газов, малой поглотительной способности цеолитов и необходимости глубокой предварительной очистки газов от пыли и избыточной влаги.
Дожигание СО до СО, в атмосфере возможно при соблюдении двух условий: температура процесса выше температуры воспламенения СО (-800 'С) и концентрация СО в газах более 12 '/о. Выполнить и то, и другое условие применительно к агломерационным газам, имеющим температуру 120 — 150 'С, крайне затруднительно, поэтому дожигание СО до СОэ в атмосфере неперснективно.
Каталитическое окисление СО в СО, — единственный реальный способ избавиться от СО в агломерационных газах. Однако наличие в них пыли и сернистых соединений крайне ограничивает выбор катализатора; можно применять катализаторы только платиновой группы, например палладиевые. При пропуске газов через слой палладиевого катализатора толщиной 150 мм при температуре 300 — 350 'С и потере давления 15кПа обеспечивается полное окисление СО в СОз. Разработана схема очистки агломерационных газов от СО и 50з, в основе которой находится контактный аппарат, где в присутствии катализаторов СО окисляется в СОь а 80э в ЯОз (рис. 23.8).
Контактный аппарат имеет цилиндрический трубчатый теплообменник, внутри которого в полом цилиндре размещены две кассеты: нижняя заполнена палладиевым катализатором для окисления СО в СОэ, а верхняя — ванадиевым катализатором для окисления ЬОэ в 80з. Агломерационные газы 253 за сью 001 а 501 Рнс, 2й.й. Слепа контактного аппарата для окнсленяя СО в СО, н ЗО, в ЗОм 1 — кожук; У вЂ” крышка; б, б — кассеты с каталнаатором; б — трубчатый теплообмеяннм б — смеснтельная распределительная решетка; 7 — горелки; б — подвод топлива $6. Очистка агломерационных газов от оксидов азота В условиях агломерационного производства 99 % оксидов азота выделяется в процессе спекания и охлаждения агломерата.
В газах, отходящих от зон спекания, содержание оксидов азота составляет 160 †2 мг/м', от зон охлаждения 20 мг/м'. Удельный выход оксидов азота — около 0,4 кг на 1 т агломерата. Из технологических мероприятий по сокращению выхода оксидов азота от агломерационных машин наиболее перспективным является рециркуляция газов, для осуществления которой часть газов, отсасываемых от агломашины специальным дымососом, подается под зонт, герметично укрывающий аглоленту ло4 с температурой до 150 'С поступают в теплообменник контактного аппарата, где подогреваются теплом отходящих из аппарата газов.
Дополнительный подогрев до нужной для окисления 80й температуры (400 — 450 'С) осуществляется за счет сжигания до7 полнительного топлива в горелках, установленных внутри аппарата. Для аглоленты с выходом аььгасг ба газа 210 тыс. мй/ч требуется установить четыре таких аппарата диаметром 6 и высотой 7 м. До них предусмотрена установка фильтра тонкой очистки (электрофильтра или рукавного фильтра), а за ними — холодильника-конденсатора с поверхностью охлаждения 1700 мй для паров серной кислоты, образующейся из 80, и водяных паров. В установке такого типа можно получать до 40т/сут 80%-ной серной кислоты.
Расход тепла на проведение процесса 5 1()7 кДж/ч; расход катализатора для СО 15 т/год, для 80» 15 т/год. Стоимость палладиевого катализатора 6,9, ванадиевого 0,53 тыс. руб/т. В последнее время разработан нечувствительный к пыли, 80ш СОй и НйО катализатор, наносимый на пористые элементы, состоящие из пачки листов или пачки мелких трубок, которые практически не имеют гидравлического сопротивления. В настоящее время катализатор проходит длительную промышленную проверку. сверху.
Использование агломерационных газов хвостовой части машины для рециркуляции позволяет сократить общий расход выбрасываемых газов, снизить их запыленность при поступлении на очистку, частично использовать тепло газов, сократить расход топлива на спекание и уменьшить вредные выбросы СО и ХО„. Зарубежный опыт подтверждает преимущества агломашин, работающих с рециркуляцией газов. В отечественной практике опыта подобной работы пока не имеется. Из методов очистки газов агломерационного производства наиболее перспективным представляется восстановление оксидов азота аммиаком. Этот процесс протекает селективно, так как аммиак реагирует только с ХОй и не реагирует со свободным кислородом, содержащимся в дымовых газах. Реакция восстановления ЫО„ требует применения катализатора, в качестве которого Донецкий филиал НПО «Энергосталь» рекомендует ЧйОб.
Для этого катализатора характерна оптимальная объемная скорость газов 20000 — 25000 ч — ' при оптимальной температуре 240 — 280 'С, срок службы два года. При восстановлении оксида азота в неподвижном слое катализатора обязательна предварительная очистка газов от пыли (до 0,1 г/мй) и влаги. Достигаемая степень очистки 85 — 90 % . Кассету, заполненную катализатором с толщиной слоя -350 мм, помещают в газовый поток с линейной скоростью 2 — 3 м/с при температуре 250 — 300 'С, запыленности не более 0,1 г/мй и влажности не более 35% (по объему).
Перед слоем катализатора в газоход вводится аммиак с равномерным распределением его по сечению, а после кассеты ставится датчик концентрации оксидов азота в газе, по показанию которого может автоматически увеличиваться и уменьшаться подача аммиака в газоход. Для очистки запыленного газа перспективно применение аппарата с кипящим слоем катализатора, работающего в режиме «кипения» зерен катализатора и выноса более мелких частиц пыли. Разрабатываются и другие конструкции аппаратов, пригодные для работы на запыленном газе.
При восстановлении оксидов азота аммиак необходимо дозировать с учетом коэффициента избытка 1,2 против стехиометрического количества, так как при недостатке аммиака снизится степень очистки, а при избытке его нарушатся ПДК по аммиаку, который также является вредным газом. 5 7. Комплексная схема очистки газов агломерационных машин Комплексные схемы, предусматривающие очистку агломерационных газов от всех содержащихся в них токсичных веществ, разрабатываются в настоящее время Донецким филиалом НПО «Энергосталь» применительно к агломашине МАК-650 25о Уг,%' 7,0 50ь%!ООауэ;Юх,эУэ) Нзгеь,% 00 10 г0 10 г, с кольцевым охладителем агломерата КО1-1300. Ниже приведены технические параметры машины: Годовая производительность по агломерату, млн.
т . . . 6,8 Объем агломерационных газов, тыс, мз/ч .. . . . . .. 2000 Высота слоя шихты, мм ................ 400 Количества вакуум-камер, шт. . . . .. . . .. . . . . 26 Содержание вредных веществ в алгомерационных газах составляет, г/мз: 5,0 пыли; 0,92 — 1,12 502! 0,04 БОз', 0,2 ИО; 10,0 СО.
0 0 Ф 6 0 10 12 19 10 10ьо0Р7зтй00 /!бубер 0елрргт -«амеры Рис. 23.9. Распределение температур, расходов агломерационного газа, пыли. ЗОь СО и ХОхпо вакуум-камерам агломерационной машины !выход газов и пыли указан в процентах от общего выхода на всю аглоленту! Распределение температур, объемов газов и вредных веществ по вакуум-камерам представлено на рис. 23.9, из которого видно, что на первой половине ленты выделяется основная масса пыли, а на второй — основная масса 802.
Оксиды углерода и азота выделяются по длине ленты более равномерно. Вследствие этого для уменьшения расходов газа, поступающих на очистку, и снижения стоимости последней принята избирательная очистка от пыли и 802 с разделением общего расхода газа на два потока: с высоким и низким содержанием пыли и сернистых соединений (рис.
23.10). Агломерационные газы от вакуум-камер 1 — !5 и !б — 26 раздельно поступают на очистку от пыли в электрофильтры. После электрофильтров и дымососов газы от вакуум-камер !6 — 26 (У=900 тыс. мз/ч, Т=!80 'С) подаются частично на известняковую сероочистку (У= =600 тыс, м'/ч, Т=180 С), а частично (У=300 тыс. м'/ч, Т= =180 'С) возвращаются под укрытие аглоленты. Газы от вакуум-камер 1 — !5 (У=1100 тыс. м'/ч, Т=120 'С) после электрофильтров и дымососов подогреваются до 400 'С в поверхностном подогревателе воздуха за счет тепла, выделяющегося при охлаждении агломерата, и смешиваются с газами, идущими из сероочистки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
