SU753921A1

SU753921A1 - Способ автоматического регулировани концентрации кислорода в конвертерном газе

Info

Publication number: SU753921A1
Application number: SU772554844A
Authority: SU
Inventors: Игорь Соломонович Полещук; Борис Валентинович Матвеев; Алексей Дмитриевич Коваленко
Original assignee: Уральский Филиал Научно-Производственного Объединения "Союзцветметавтоматика"
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к закреплению отходящих металлургических газов двуокисью серы при их переработке в серную кислоту. Изобретение предполагает поддержание концентрации кислорода в конвертер- ^sном газе, подаваемом в серную печь, на заданном уровне при одновременном поддержании заданной газовой нагрузки на печь.

Известен способ автоматического регу-¹⁰пирования энерготехнологического процесса переработки шихтовых материалов в , циклонном агрегате, включающий стабилизацию аэродинамического режима путем поддержания постоянного расхода воздуха и регулирование состава атмосферы агрегата изменением расхода горячего газа с учетом расхода воздуха. Способ предполагает регулирование соотношения количеств топлива и кислорода при частичной стабилизации аэродинамического режима, поскольку суммарный расход смеси воздух— Горючий газ является переменным W·

Недостатком известного способа явл5ьется отсутствие стабилизации расхода газов смеси в печь, поскольку регулируется только соотношение количеств топлива и кислорода.

Известен способ автоматического регулирования концентрации кислорода в конвертерном газе при его закреплении в серной печи, включающий поддержание заданной газовой нагрузки на печь [2].

Недостатком известного способа является то, что реализация его возможна лишь с применением автоматического анализатора на кислород, который работает ненадежно в среде запыленного конвертер- * нОго газа, насыщенного двуокисью и трехокисью серы. Сложная система подготовки газовой пробы удлиняет время запаздывания показании прибора до 3—5 мин. Все это оказывается на качестве регулирования концентрации кислорода в конвертерном газе и, следовательно, в самом агрегате. Значительные колебания концентрации кислорода (более ± 3% от номинала

75

21%) вызывают коррозию элементов котловой части агрегата вследствие неполного j сгорания серы и попадания ее паров на выход агрегата.

Цель изобретения - повышение надежности работы серной печи, обеспечиваемое поддержанием номинальной газовой нагрузки и стабилизацией концентрации кислорода в конвертерном газе, подаваемом в печь.

Цепь достигается автоматическим ре1-улированием соотношения расхода конвертерного газа и кислорода в зависимости от переменного содержания двуокиси серы в обогащаемом газе.

Существо способа заключается в следующем. Материальный баланс потоков

4

Таким образом, расход кислорода на обогащение конвертерного газа пропорцио-; нален массовому расходу содержащейся в нем двуокиси серы.

Вариант структурной схемы системы регулирования, реализующий описанный способ,приведен на чертеже.

Способ регулирования заключается в следующем.

Конвертерный газ по газоходу 1 нагнетается дымососом 2 в смеситель 3, куда по трубопроводу 4 под небольшим давлением подается кислород. Смесь газов и жидкая сера по трубопроводу 5 поступает в топочную часть .агрегата 6, где сера сгорает в атмосфере обогащенного кислородом конвертерного газа. Датчик 7 изконвертерного газа и кислорода на входе агрегата может быть представлен уравнениями: α + η = η

Чг Чк Чс , ¹ 4rV_r где i|_rV_r - объемный расход конвертерного газа и концентрация кислорода в нем;

объемный расход кислорода и его концентрация;

объемный расход обогащенного конвертерного газа и кон·, центрация кислорода в нем. этой системы относительно v_c-v_r

Я X ⁼ Я Г у _ у ^νк ’с

4k^Vk~

8c^vc“

Решение _к имеет виц:

При конвертировании штейнов путем 35 продувки воздухом двуокись серы и кислород: в конвертерном газе связаны соотношением:

V_r+b/b_r = 0,2|, где - концентрация двуокиси серы, а величина b зависит, главным образом, от степени разубоживания конвертерного газа воздухом и имеет реальные значения 1,4 +1,7 в зависимости от характеристик конвертерного передела.

С учетом приведенного соотношения расход кислорода может быть представлен: ‘У_с - 0,21 b -V_k- V_c

Если для обогащения применяют технический кислород с чистотой 99% и выше, a V_c = 21%, то выражение упрощается: Як^г^?^гЯг ^или Я к /Яг ~ ^α Р г t

где а =

1.8 -2.1 мепяет давление в газоходе перед агрегатом, и его сигнал, пропорциональный расходу обогащенного конвертерного газа, поступает на вход регулятора 8, где сравнивается с заданием. Выходной сигнал регулятора 8, пропорциональный требуемой величине расхода конвертерного газа, подается на привод направляющего аппарата дымососа 9, Контур стабилизации давления (расхода) отрабатывает все возмущения манометрического режима по потокам конвертерного газа и кислорода. Концентрация двуокиси серы в конвертерном газе измеряется анализатором 10, выходной сигнал которого используется как задание регулятору 11 соотношения количеств конвертерного газа и кислорода, измеряемых соответственно расходомерами 12 и 13. Выходной сигнал регулятора соотношения воздействует на регулирующий клапан 14.

Реализация данного способа регулирования позволит снизить расходные коэффициенты по кислороду и природной сере, а также будет способствовать стабилизации температурного режима агрегата.

Способ может быть применен для серных печей, не имеющих энергетической установки.

Claims

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНВЕРТЕРНОМ ГАЗЕ Изобретение относитс к цветной металлургии , в частности к закреплению отход щих металлургических газов двуокисью серы при их переработке в серную кислоту . Изобретение предполагает поддержание концентрации кислорода в конвертерном газе, подаваемом в серную печь, на заданном уровне при оцновременном поддержании заданной газовой нагрузки на печь. Известен способ автоматического регулировани энерготехнологического процесса переработки шихтовых материалов в /циклонном агрегате, включающий стабилизацию аэродинамического режима путем поддержани посто нного расхода воздуха и регулирование состава атмосферы агрегата изменением расхода гор чего газа с учетом расхода воздуха. Способ предполага ет регулирование соотношени количеств топлива и кислорода при частичной стабилизации аэродинамического режима, поскольку суммарный расход cNiecH воздухгорючий газ вл етс переменным ij , Недостатком известного способа вл етс отсутствие сгабт-шизации расхода газов смеси в печь, поскольку регулируетс только соотношение количеств топлива и кислорода. Известен способ автоматического регулировани концентрации кислорода в конвертерном газе при его закреплении в серной печи, включающий поддержание заданной газовой нагрузки на печь 2. Недостатком известного способа вл етс то, что реализаци его возможна лишь с применением автоматического анализатора на кислород, который работает ненадежно в среде запыленного конвертерного газа, насьпденного двуокисью и трехокисью серы. Сложна система пошх товки газовой пробы удлин ет врем запазцывани показании прибора ао 3-5 мин. Все это оказываетс на качестве регулировани концентрации кислорода в конвертерном газе и, следовательно, в CBNTOM агрегате . Значительные колебани концентрации кислорода (более ± 3% от номинала 21%) вызывают коррозию элементов котп вой части агрегата вспецствие неполного сгорани серы и попацани ее паров на выход агрегата. Цепь изобретени - повышение нацежндстн работы серной пен , обеспечиваемо поццержанием номинальной газовой нагру ки и стабилизацией концентрации кислоро ца в конвертерном газе, подаваемом в . Цель достигаетс автоматическим ре1улироваиием соотношени расхода конве терного газа и кислорода в зависимости от переменного содержани двуокиси серы в обогащаемом газе. Существо способа заключаетс в следующем . Материальный баланс потоков конвертерного газа и кислорода на входе агрегата может быть представлен уравнени ми: где объемный расход конвертерного газа и концентраци кислорода в нем; объемный расход кислорода его концентраци ; объемный расход обогащенно го конвертерного газа и кон центраци кислорода в нем. Решение этой системы относительно q имеет вид: с г При конвертировании штейнов путем продувки воздухом двуокись серы и кислороо; в конвертерном газе св заны соотношением: V,4b/br-0,2|, где /5р - концентраци двуокиси серы, а величина b зависит, главным образом, степени разубоживани конвертерного га за воздухом и имеет реальные значени 1,4 , в зависимости от характерист конвертерного передела. С учетом приведенного соотношени расход кислорода может быть представле VC-Q. VK-VC Еспи дл обогащени примен ют техн ческий кислород с чистотой 9Д% и выш а VP 21%, то выражение упрощаетс Як ОргНг или НкЯг Рг, 1,8-2Д Таким образом, расход кислорода на обогащение конвертерного газа пропорцио-; нален массовому расходу содержащейс в нем двуокиси серы. Вариант структурной схемы системы . регулировани , реализующий описанный способ,приведен на чертеже. Способ регулировани заключаетс в следующем. Конвертерный газ по газоходу 1 нагнетаетс дымососом 2 в смеситель 3, куда по трубопроводу 4 под небольшим давлением подаетс кислород. Смесь газсж и жидка сера по трубопроводу 5 поступает в топочную часть.агрегата 6, где сера сгорает в атмосфере обогащенного кислородом конвертернрго газа. Датчик 7 измес ет давление в газоходе перед агрегатом , и его сигнал, пропорциональный расходу обогащенного конвертерного газа, поступает на вход регул тора 8, где сравниваетс с заданием. Выходной сигнал регул тора 8, пропорциональный требуемой величине расхода конвертерного газа, подаетс на привод направл ющего аппарата дымососа 9. Контур стабилизации давлени (расхода) отрабатывает все возмущени манометрического режима по потокам конвертерного газа и кислорода. Концентраци двуокиси серы в конвертерном газе измер етс анализатором 10, выходной сигнал которого используетс как задание регул тору 11 соотношени количеств конвертернрго газа и кислорода, измер емых соответственно расходомерами 12 и 13. Выходной сигнал регул тора соотношени воздействует на регулирующий клапан 14. Реализаци данного способа регулировани позволит снизить расходные коэффициенты по кислороду и природной сере, а также будет способствовать стабилизации температурного режима агрегата. Способ может быть применен дл серных печей, не имеющих энергетической установки. Формула изобретени Способ автоматического регулировани концентрации кислорода в конвертерном газе при закреплении .его в серной печи, включающий поддержание заданной газовой нагрузки на печь, отличающийс тем, что, с целью увеличени долго- вечности оборудовани , измер ют объемную концентрацию двуокиси серы в исходном конвертерном газе и по ее величине из ..мен ют соотношение количеств конвертер- ного газа и кислорода, подаваемого в печь.

Источники Ш1формации, прин тые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР N9 392128, кл. С 22 В 5/12, 1973.
2. Энерготехнологический агрегат ЭТА-С-18-11/40 цл сжигани серы в среце кшвертерного газа. Технический проект N9 20.012.OO.00 НПО Энергоцвегмет . Свердловск, 1976 (прототип).

-5

О 13 Y5

/А