Вопросы ответы по топливу на агломерацию

I. Дайте ответ на вопросы:

 

1. Удельные затраты энергии на производство 1 т агломерата?

15 % ‒ электроэнергией

 

2. Какое количество теплоты спека может быть использовано для зажигания шихты?

Для зажигания шихты может использоваться от 2,0 до 3,6 % теплоты спека

 

3. Какое количество теплоты спека может быть использовано для нагрева шихты горячим возвратом?

для дополнительного нагрева слоя ‒ до 10 %. Подогрев шихты горячим возвратом позволяет использовать от 25 до 35 % теплоты спека для высокого и низкого слоев шихты соответственно.

 

4. Суммарная теоретическая степень использования тепла спека в технологических целях?

Суммарную теоретическую степень использования тепла спека в технологических целях можно оценить в пределах 40 %

 

5. Влияние наличия в шихте колошниковой пыли, окалины и извести на расход твердого топлива?

 

Фактор	Величина фактора	экономия топлива (–) кг/т агломерата
Колошниковая пыль, кг/т агломерата	+10	–1,0
Окалина, кг/т агломерата	+10	–1,0
Известь как заменитель известняка*2, кг/т агломерата	+10	–0,72/0,82
Числитель ‒ без учета, знаменатель ‒ с учетом снижения выхода возврата.

 

6. Какими технологическими мероприятиями можно снизить расход твердого топлива на агломерацию?

увеличения высоты слоя с 200 до 600 мм

 

7. Влияние высоты слоя спекаемой шихты на тепловой КПД_общ агломашины?

При увеличении высота слоя, с 220 мм. до 550 мм. КПД общрастёт с 0,398 до 0,466

 

8. Предельно возможное увеличение теплового КПД АМ технологическими мероприятиями?

Предельно возможное увеличение тепловго КПД процесса агломерации может быть увеличен до ∼55 %

 

 

II. Дать ответ на вопросы:

 

1. Технологические требования к качеству твердого топлива?

К качеству подготовленного агломерационного топлива предъявляются следующие технологические требования:

- минимальное содержание золы;

- минимальная влажность;

- ограниченное содержание летучих веществ (до 15 %);

- оптимальное содержание фракции минус 0,50 (0,63) мм;

- содержание фракции + 3 мм не более 5‒8%;

- содержание фракции +5 мм для тощих кузнецких углей не более 10 %;

- стабильность указанных характеристик.

 

2. Какие свойства твердого аглотоплива существенно влияют на его расход?

гранулометрический состав: Увеличение на 1 % содержания фракции +3 мм в готовом топливе сопровождается ростом расхода топлива на ~0,55 %.

Увеличение на 1% содержания золы в топливе сопровождается ростом его расхода на 1,4‒1,6 %

Увеличение на 1 % содержания летучих в топливе приводит к росту его расхода на 0,6 %

 

3. Какие ограничения по верхнему пределу крупности существуют на а/ф для коксика и его заменителей. Почему?

Для грубозернистых шихт достаточным является содержание фракции 0‒3 мм 90‒92 % в топливе, для тонкозернистых ~ 95 %. Дальнейшее ограничение связано с резким ростом затрат на подготовку топлива.

Чем крупнее шихта, тем меньше негативное влияние крупной и большее ‒ мелкой фракций топлива на его расход. Это объясняется тем, что необходимая синхронизация скоростей перемещения фронтов горения топлива и максимальной температуры по высоте слоя эффективно реализуется при использовании относительно более крупного топлива для грубозернистых шихт и более мелкого ‒ для шихт на основе тонкоизмельченных концентратов.

 

4. К чему приводит увеличение содержания в топливе мелких (<0.5 мм) фракции и почему?

Повышение на 1 % содержания фракции < 0,5 мм в подготовленном топливе увеличивает его расход на ~ 0,35 %часть мелкой фракции закатывается в гранулы шихты и попадает в расплав.

 

5. Основные направления в технологии подготовки топлива для сокращения количества фр. <0.5 мм?

Практически единственным способом по сокращению содержания фракции < 0,5 мм в подготовленном топливе является отсев фракции 0‒3 мм из топлива перед дроблением

 

6. Какой эффект дает сокращение количества фр. коксика<0.5 мм?

Снижение расход на ~ 0,35 %

7.Эффективность применения грохота Флип-флоу для рассева топлив?

Результаты испытаний на аглофабрике метзавода в г. Бокаро (Индия) по оценке эффективности работы грохота "Flip-Flow" по отсеву коксовой мелочи влажностью 6 % перед дроблением кокса приведены в работе [14]. Отделение дробления топлива обслуживает три агломашины типа АКМ-312. Перед испытаниями грохот при нагрузке 90 т/ч проработал 5,5 месяцев без замены полиуретанового полотна при 3-х проектных, что, естественно привело к некоторому износу последнего. Несмотря на это, эффективность работы грохота, оцененная с учётом извлечения класса +3 мм в подрешетный продукт, оказалась достаточно высокой ‒ 79,2 % при проектной точности отсева 90 %. Выход подрешетного продукта составил 33,2 т/ч, что соответствует производительности двух четырехвалковых дробилок

 

8. Технико-экономические показатели различных методов подготовки топлив?

В табл. 7 приведена технико-экономическая оценка двух основных методов подготовки топлива к спеканию шихты на проектируемой зарубежной аглофабрике: со стержневыми мельницами (1) и валковыми дробилками (2), без (1.1), (2.1) и с предварительным (1.2) и (2.2) отсевом фракции 0‒3 мм.Как следует из данных таблицы, экономия затрат (без учета экономии доменного кокса от снижения содержания FeO в агломерате), образующаяся за счёт дробления топлива в валковых дробилках с предварительным отсевом мелкой фракции составляет, по сравнению измельчением топлива в стержневых мельницах 560 тыс. $ США на 1 млн. т агломерата. С увеличением содержания фракции

 

9. Современные отделения измельчения коксика и известняка?

 

Для измельчения коксика наряду с четырехвалковыми дробилками могут применяться две автономные пары двухвалковых дробилок: одна пара валков для первой стадии дробления и две пары ‒ для второй.

Для дробления известняка, как правило, применяются молотковые дробилки, однако в отдельных случаях ‒ стержневые мельницы и роторные дробилки.

 

10. Лучшие агрегаты для дробления коксика и известняка?

Как видно из данных таблицы наибольший выход оптимальной для процесса агломерации промежуточной фракции 0,63/(0,50) ‒ 3,0 мм, характерен для валковых дробилок.

 

11. Основные требования к известняку, поступающему на дробление?

В качестве характерных требований к качеству поступающего на дробление известняка и доломита можно привести данные технологической инструкции аглопроизводства НЛМК. Согласно ей, массовая доля (CaO + MgO) в известняке должна быть не менее 53,5% в летний период, и не менее 52,5% ‒ в зимний; оксида магния - не более 5%, диоксида кремния ‒ не более 1,5 %. Массовая доля нерастворимого остатка не должна превышать 2,0 % в летний период, и не более 2,5 % ‒ в зимний. Крупность кусков известняка ограничена 60 мм, фракции более 60 мм ‒ не выше 7,0 %. Влажность отсева известняка шахтных печей должна быть не менее 3,0 и не более 5,0 %.

Нижний браковочный предел для доломита разных сортов по MgO ‒ 14‒17 %. Содержание диоксида кремния не должно превышать более 4,0 %, фракции крупнее 60 мм не более 7,0 %.

Практически на всех аглофабриках требованием к крупности подготовленного известняка является содержание фракции 0‒3 мм в пределах 95 %.

 

12. Причины ограничения верхнего предела крупности известняка после дробления?

Исследованиями и многолетней практикой установлено, что максимальный размер частичек известняка (доломита) в агломерационной шихте не должен превышать 3 мм. В этом случае происходит полная диссоциация СаСО3 и усвоение образующегося СаО расплавом.

13. Требования по крупности к рудной мелочи и железосодержащим отходам других производств?

 

По условиям теплообмена существует предельный максимальный размер кусочков компонентов шихты: для рудного материала и возврата это 6‒8 мм, а для флюса и топлива ‒ 3 мм. Частицы большего размера не успевают за 2,0‒2,5 мин воздействия высоких температур прогреться и усвоиться расплавом, они остаются в виде отдельных включений в агломерате, снижая его прочность.

 

III. Дать ответ на вопросы:

1. Почему в качестве заменителей коксика используются только тощие угли и антрацит?

При испытаниях этих видов топлива установлено, что в качестве агломерационного топлива могут быть использованы полукоксы и коксы, полученные из малозольных бурых и каменных углей, а также ископаемые высокометаморфизированные угли. Однако практическое использование полукокса и кокса из бурых и каменных неспекающихся углей лимитируется отсутствием соответствующих промышленных агрегатов для их термической переработки. Поэтому реальными заменителями коксового агломерационного топлива являются угли, которые находят применение без предварительной термической обработки. Качество таких высокометаморфизированных углей (антрацит, полуантрацит и тощие угли), подвергшихся в природных условиях обуглероживанию вследствие длительного воздействия повышенных температур и давления, по таким показателям, как содержание углерода, выход и химический состав летучих веществ пиролиза, незначительно отличается от углеродистых материалов, полученных искусственным путем.Лабораторными исследованиями, впервые выполненными в институте ВНИИМТ и Уральском политехническом институте им. С.М. Кирова, была установлена возможность применения в шихте аглофабрик в качестве топлива тощего угля (марки Т) Кузнецкого угольного бассейна, ресурсы которого весьма значительны [17, 18]. Добыча его производится преимущественно открытым способом. Наиболее соответствующими требованиям к агломерационному топливу по качеству и по объему добычи угля являются Краснобродский и Красногорский разрезы, где выемку угля ведут экскаваторами. Уголь Краснобродского разреза частично отгружают без предварительной подготовки, но основная его часть поступает на дробильносортировочный комплекс, где его рассевают на товарные фракии + 50 мм (марка ТК ‒ тощий крупный), 25‒50 мм (марка ТО 10‒25 (марка Т ‒ мелкий) и 0‒13 мм (марка ТСШ ‒ семечко, штыб). Выход отдельных классов составляет: крупность, мм выход, % +50 25‒50 13‒25 0‒13 20 13 7 60 Таблица 14. Качество тощих углей Краснобродского и Красногорского разрезов Разрез Марка Размер кусков, мм Содержание, % Влаги Золы Ар Серы Летучих Теплота сгорания, МДж/кг Предельное Среднее Предельное Среднее Среднее Средняя Краенобродский ТР

2. Качество тощих углей Краснобродского и Красногорского месторождений?

Качество тощих углей Краснобродского и Красногорского разрезов

Разрез	Марка	Размер кусков, мм	Содержание, %
			Влаги	Золы Ар		Серы	Лету- чих	Теплота сгорания, МДж/кг
			Преде- льное	Сред- нее	Преде- льное	Сред- нее	Сред- нее	Средняя
Краеноброд ский	ТР	<300	10,0	5,0	8,5	0,4	10,6	35,6
	ТК	50‒100	6,0	4,2	8,0	0,4	10,6	35,4
	ТО	25‒50	9,0	5,0	9,0	0,4	10,9	35,4
	ТМ	13‒25	9,5	6,0	10,5	0,4	11,4	35,4
	ТСШ	0‒13	10,0	7,0	11,5	0,4	11,2	35,4
Красногорс кий	ТР ТМСШ	<300 0‒25	10,0 10,0	14,3 18.5	18,0 21,5	0,3 0.3	9,0 9,0	35,2 35,4

 

3. Почему верхний предел крупности тощих углей увеличен до 4 мм и возможно присутствие частиц большего размера?

Установлено, что крупность частиц тощего угля предопределяет его более высокую горючесть на отдельных этапах термического воздействия. У частиц угля размером менее 1 мм максимальные тепловые эффекты проявляются при температурах на 180‒190 °С ниже максимума температуры выгорания кокса.При использовании в качестве топлива смеси коксовой мелочи и тощего угля в отходящих газах увеличивается содержание СО и уменьшается ‒ О2 и СО2. Отношение СО/СО2 возросло от 0,156 до 0,232, коэффициент расхода воздуха при работе на коксике составил 1,26, а на смеси угля и коксика ‒ 1,03. Это свидетельствует о более полном использовании кислорода воздуха при работе на смеси топлив и о повышенной по сравнению с коксиком реакционной способности углей. Вместе с тем растут выбросы СО в атмосферу.

4. Предельная степень замены тощими углями коксика в аглопроцессе?

Повышение содержания доли угля в топливе сверх 40 % приводит к увеличению количества мелочи фракции 0‒5 мм в агломерате и снижению его прочности при восстановлении. Наименее прочной является верхняя часть спека, сформированная только из лисаковского концентрата. При дополнительном увеличении содержания смеси топлива в верхнем слое шихты улучшения качества агломерата, как правило, не наблюдается.

 

IV. Дать ответ на вопросы:

 

1. Почему известь является эффективным связующим при окомковании и в процессе спекания шихт? Характеристика сортов извести.

известь является особенно эффективным средством компенсации недостатка или отсутствия коллоидных частичек в рудных материалах. В этом качестве известь способна вовлечь в процесс грануляции промежуточную фракцию шихты (0,4-1,5 мм), благодаря чему окомкование интенсифицируется, а качество шихты улучшается – растет газопроницаемость слоя спекаемой шихты, повышается прочность гранул.

 

2. На каких шихтах в большей мере проявляется положительный эффект использования извести?

 

3. Рациональный расход извести в аглошихту (влияние количества извести)?

 

4. Влияние крупности извести на показатели аглопроцесса?

 

5. Существующие способы ввода извести в шихту?

 

6. Повышение эффективности использования извести путем ее ввода в шихту в виде известкового молока?

 

 

V. Дать ответ на вопросы:

 

1. Какое количество тепла теряется со сходящим с ленты горячим агломератом (тепловой баланс)?

эффективность замены тепла внутреннего источника тепла внешним на первой половине ленты составляет около 50 %, топлива – 60 %. При организации рециркуляции отходящих газов первый уменьшается на 30 %, а второй возрастает до 85 %;

 

 

2. Ступенчатый тепловой баланс агломашины. Основные ступени. Теплопотоки.

Рисунок 18. Ступенчатая тепловая схема агломерационной машины:

1 – нагрев и плавление шихты; 2 – кристаллизация расплава и охлаждение спека; 3 ‒ автономное охлаждение агломерата

По такой схеме на ступень 1 тепло поступает: с шихтой (Q’_м1), автономным (Q_т.а.1) и внутренним (Q_т.вн.1) источниками тепла, окружающим воздухом (Q_в1) от рекуперации из ступени 2 (Q_РЕК) и воздуха из ступени 3 (Q_ц.в1|). На ступени 1 зонально протекают процессы испарения и конденсации влаги, нагрева высушенной шихты, горения твердого топлива, плавления шихты и другие физико-химические превращения, суммарный тепловой эффект которых учитывается через Q_ф.-х1

 

 

3. Значения теплового КПД ступеней и КПД_общ агломашины. Значение КИТ?

Используя теплотехнические расчеты и зональные тепловые балансы, Ю.А Фролов и Л.И. Каплун рассчитали, что тепловой КПД агломашин для аглофабрики ЧерМК, КарМК, Липецкого МК и КачГОКа колеблется от 0,43 до 0,47, в то время как для обжиговых машин он составляет 0,70 – 0,75

С учетом различных мероприятий, направленных на выбор рациональной тепловой схемы агломашины КПД может быть увеличен на 15-20 %.

КИТ, отражающий условия сжигания топлива в слое и над слоем, а также качество топлива находится в пределах 0,65 – 0,75 и также может быть увеличен на 15-20 %

4. Насколько тепловой КПД АМ может быть повышен технологическими способами?

тепловой КПД АМ находится в пределах 0,45-0,55 и может быть увеличен на 10-15 %

5. Какой способ охлаждения агломерата наиболее эффективен с точки зрения утилизации тепла?

- с точки зрения утилизации тепла горячего агломерата наиболее эффективно его охлаждение на ленте с продувом воздуха снизу вверх

6. Какая технология является альтернативной применению высокого слоя, при утилизации тепла с охладителя горячего агломерата?

- при спекании концентратных шихт с низкой газопроницаемостью альтернативой применения высокого слоя является умеренный по высоте слой шихты с утилизацией тепла агломерата и рециркуляцией отходящих газов.

Отмечено, что утилизация тепла горячего агломерата и рециркуляция отходящих газов позволяет сократить выбросы СО в атмосферу на 20 – 30 % и пыли – на 15- 20 % (отн.).   

 

7. Где по длине агломашины наиболее эффективно, для экономии твердого топлива, применение горячего воздуха с охладителя (от чего это зависит)?

 

применение горячего воздуха эффективно на первой половине аглоленты, а уходящих газов – на второй

VI. Дать ответ на вопросы:

1. Основные направления и примеры утилизации тепла горячего воздуха с охладителей агломерата?

 

2. Одиночные и совмещенные методы утилизации тепла горячего агломерата?

 

3. Три лучших варианта использования горячего воздуха с охладителя при высоте слоя шихты до 600 мм?

 

4. Достигнутая экономия энергии при различных технологических вариантах утилизации горячего воздуха с охладителей?

 

 

VII. Дать ответ на вопросы:

1. Технологические методы рециркуляции отходящих газов?

А) Рециркуляция части всех отходящих газов с агломашины.

Б) Рециркуляция отходящих газов с последних вакуум-камер агломашины.

В) Рециркуляция отходящих газов совместно с утилизацией тепла с охладителя агломерата.

Г) Зональная рециркуляция отходящих газов и их посекционная подача в слой

2. Экономический и экологический эффект от рециркуляции аглогазов АМ?

А) Рециркуляция части всех отходящих газов с агломашины (способ EOS)

Экологический эффект
Этот метод в основном разработан для сокращения расхода отходящих
газов и, следовательно, массы выбросов твердых частиц и ПХДД/Ф с тем
дополнительным преимуществом, что оборудование для дальнейшей очистки
отходящих газов перед их сбросом в атмосферу должно быть меньших
объемов, т.е. с экономией капитальных и текущих затрат.

Экономический эффект

Использование данного метода позволило снизить расход коксовой мелочи с 60 до 48 кг/т агломерата.

3. Варианты рециркуляции для экономии твердого топлива и электроэнергии при агломерации?

- Зональная рециркуляция отходящих газов и их секционная подача в слой.

Экономия твердого топлива составляет 6 %. За счет непрерывной работы агломашины можно уменьшить и потребление энергии.

4. Экологическая эффективность от различных вариантов рециркуляции?

А) Рециркуляция части всех отходящих газов с агломашины (способ EOS)

Экологический эффект
Этот метод в основном разработан для сокращения расхода отходящих
газов и, следовательно, массы выбросов твердых частиц и ПХДД/Ф с тем
дополнительным преимуществом, что оборудование для дальнейшей очистки
отходящих газов перед их сбросом в атмосферу должно быть меньших
объемов, т.е. с экономией капитальных и текущих затрат.

Б) Рециркуляция отходящих газов из последних вакуум-камер агломашины (LEEP метод)

Благодаря рециркуляции отходящих газов из второй части аглоленты,
остаются только отходящие газы из первой ее половины с низкой
концентрацией пыли, ПХДД/Ф, оксидов серы и соединений хлора. Это
значительно сокращает количество отходящих газов и выбросы загрязняющих
веществ в атмосферу. Концентрации вредных веществ в выбросах
определяются эффективностью усвоения пыли в слое спекаемой шихты, 140
адсорбции хлоридов и оксидов серы и окисления некоторых веществ (в
частности, СО и ПХДД/Ф), когда рециркулянт проходит через зону горения
топлива.

С) Рециркуляция отходящих газов со второй части агломашины
совместно с утилизацией тепла с охладителя агломерата

Основные экологические достоинства этой технологии состоят в том,
что уменьшается потребление энергии, до 40% сокращается объем отходящих
газов и уменьшается расход коксовой мелочи. При этом снижаются выбросы
оксидов азота и диоксинов в атмосферу в связи с их разложением в слое
спекаемой шихты. SOx также частично поглощается в слое, а СО используется
в качестве газообразного топлива.

В) Зональная рециркуляция отходящих газов и их секционная
подача в слой

Экологическая эффективность
Следующие улучшения были достигнуты в борьбе с загрязнениями:
существенное снижение количества отходящих газов, выбрасываемых в
атмосферу (около 28 %), выбросов пыли (около 56 %, однако эта цифра
включает и эффект реконструкции электрофильтра с системой движущихся
электродов) и выбросов SО2 (около 63 %, включающих очистку газов от серы,
выходящих из зоны 3). Также отмечено незначительное снижение выбросов
оксидов азота (около 3 %).

 

5. Предельное количество рециркулируемых газов (чем определяется)?

Отбор рециркулянта производится дымососом. При работе агломашины с рециркуляцией в слой поступает 28% от общего количества газов. При этом содержание СО в газе возросло, 0₂ – уменьшилось на 2% (аба), концентрация NO и S0₂ увеличилась до 0,20 и 0,52 г/нм³ сух. газа соответственно. Концентрация N0₂ в газе в обоих случаях близка к нулю.
Валовые выбросы в атмосферу пыли и СО сократились пропорционально
расходу рециркулянта, то есть на 28 %. Валовые выбросы С0₂, NO и SO_z
остались практически без изменения.

По зарубежным данным в процесс спекания при рециркуляции газов возвращается до 45% от общего расхода, а на ЧМК - 28%. Эту разницу можно объяснить меньшим количеством подсосов воздуха в газоотводящий тракт агломашины в первом случае.