Файл: Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие.pdf

ся. При работе домны на атмосферном дутье колошни­ ковый газ содержит около 30% СО, до 2% Н2, 10—12% С 02 и до 55—56% N2. Теплотворность его не превышает 4000 кД ж/HM3. Плотность 1,29 кг/нм3. Пределы взрывае­ мости: нижний — 35—40%; верхний — 65—70%■

При вводе в доменную печь природного газа в домен­ ном газе увеличивается содержание водорода до 5—6 % и уменьшается содержание СО. При одновременном обо­ гащении дутья кислородом до 28—30% содержание СО в колошниковом газе увеличивается в некоторых случаях до 40%• Содержание водорода может повышаться при этом до 8 % [4].

Теплотворность доменного газа, получаемого при комбинированном дутье, может превышать 4200 кДж/нм3. Содержание водорода доходит даже до 15% [11].

Все же теплота сгорания доменного газа остается невысокой, и газ этот экономически нетранспортабелен. Современные мощные доменные печи выпускают более 4000 т чугуна в сутки каждая, выдавая при этом 12—15 млн. м3 газа, из которых только 2 0 % расходуется на соб­ ственные нужды доменного производства.

Огромное количество тепла, эквивалентное почти пол­ миллиону тонн условного топлива в год, от каждой из таких печей направляется в виде газа в другие цехи ме­ таллургических комбинатов, газовое хозяйство которых представляет собой сложный технический комплекс, с каждым годом все более и более усложняющийся.

§ 4.3. Получение генераторного газа из сланцев

При рассмотрении процессов сухой перегонки твер- • дых топлив было отмечено, что в качестве отопительного газа для печей коксования и полукоксования высокока­ лорийный газ желательно не использовать. Экономически целесообразнее в таких случаях специально для этой цели получать генераторный газ, что и осуществляется сейчас на ряде заводов, перерабатывающих сланцы. Например, усовершенствованию камерных печей сланце­ химических заводов сопутствовало и усовершенствование газогенераторов.

Схема современного генератора для газификации прибалтийского сланца показана на рис. 4.3. Поскольку, как мы знаем, до 65% горючей массы сланца при его

64

полукоксовании можно перевести в смолу, а она издавна находит промышленное применение, при разработке

Рис. 4.3. Сланцевый газогенератор с поперечным потоком обогреваю­ щего теплоносителя.

сланцевых генераторов, производящих отопительный газ, конструкторы стремятся усовершенствовать имеющуюся в газогенераторах зону полукоксования и повысить вы­

ход смолы. До 60% всей смолы, производящейся в Эс­ тонской ССР из сланцев, получается в газогенераторах.

Дробленый сланец загружается сверху (см. рис. 4.3) в сравнительно узкую (шириной 1 м) шахту 1, находя­ щуюся между двумя простенками — «горячим» 2 и «хо­ лодным» 3. Слой сланца в шахте пронизывается попе­ речным потоком газового теплоносителя, выходящего через окна (дюзы) из горячего простенка с температурой около 800°С.

В качестве газового теплоносителя служит генера­ торный газ, образующийся в так называемом газифика­ торе 4 в результате газификации полукокса, поступаю­ щего сверху. В газификатор подаются воздух и водяной пар, которые окисляют остаточный углерод полукокса.

Для увеличения количества теплоносителя и повыше­ ния его температуры в «горячем» простенке сжигается получаемый генераторный газ.

Парогазовая смесь отводится из «холодного» отсека 3,

На выходе из газогенератора парогазовая смесь со­ держит 7% (по весу) смолы и около 19% водяных па­ ров. В ней содержится значительное количество пыли, а в газе ■— 11,34 г/н3 сероводорода. Так как получаемая из сланцев смола представляет товарный продукт, она тщательно отделяется от газа в специальных устройст­ вах, описание которых дано ниже, в гл. 7.

§ 4.4. Газификация твердых топлив под давлением на парокислородном дутье

Применение дутья, обогащенного кислородом, позво­

Все конструкции газогенераторов могут работать на дутье, обогащенном кислородом. Трудности, возникаю­ щие при этом, связаны обычно с повышением темпера­

66

туры в окислительной зоне, но даже в простейших неме­ ханизированных газогенераторах температура над ко­ лосниковой решеткой легко регулируется включением парового дутья.

Сравнение характеристик генераторного газа на парокислородном дутье и воздушного газа, полученного из бурого угля при газификации его во взвешенном состоя­ нии, приведено в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Характеристика газа, полученного при газификации бурого угля при атмосферном давлении

Компоненты газа, % по объему

Таким образом, применение парокислородного дутья позволяет снизить общее содержание балласта в газе в основном за счет уменьшения содержания азота. Поэто­ му, несмотря на увеличение содержания СО2 , теплота сгорания такого газа более чем в два раза превышает теплоту сгорания генераторного газа. Теплота сгорания

давлением. Для этого необходимо предварительно компремировать газ.

Состав и теплотворность генераторного газа, полу­ чаемого на паровоздушном дутье, обогащенном кисло­ родом, занимают какое-то среднее положение между характеристиками газов, приведенных в табл. 4.2, в зависимости от процента добавки кислорода и водяного пара. Все же следует отметить, что теплотворность всех генераторных газов этого типа оставалась невысокой, значительно ниже теплотворности так называемого стан­ дартного газа (16 750 кДж/нм3), поэтому дальнейшие работы по повышению теплоты сгорания генераторных газов велись в направлении газификации топлива при высоком давлении.

67

С 02 (как это делают и при .получении генераторного газа

Теплотворность такого газа после отмывки С02 более чем в 1,5 раза выше, чем газа, полученного из бурого угля на парокислородном дутье при атмосферном давле­ нии (см. табл. 4.2), и почти вплотную приближается к значению теплотворности так называемого стандартного газа. Такоіі генераторный газ уже экономически транс­ портабелен и может передаваться с завода потребите­ лям на значительные расстояния.

Осуществление газификации на парокислородном дутье при высоком давлении в плотном слое (2000 кПа), естественно, потребовало разработки газогенератора осо­ бой конструкции, хотя все основные элементы механиза-. ции процесса и образования требующегося здесь водя­ ного пара были отработаны еще ранее, на обычных.ме­ ханизированных газогенераторах. Все трудоемкие про­

69