ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Восстановительный режим слоевого процесса из "Основы общей теории тепловой работы печей " Окислительным режимом называется такая разновидность слоевого процесса, когда воздух подводится в количествах, значительно превосходящих теоретически необходимое для полного сжигания горючего (углерода). Пусть —теоретическое удельное количество воздуха, т. е. приходящееся на 1 кГ углерода горючего. [c.345] Из формулы (236) видно, что при = onst в принципе процесс по углероду может носить различный характер в зависимости от значения нм 1кГ = 10 нм /кГ-, 10 нм /кГ. [c.346] Поэтому если с формальной точки зрения (У 10 нм 1кГ) и можно считагь, что в нижней части подготовительной зоны протекает окислительный процесс, в действительности при отсутствии там О2 и при наличии достаточно высокой температуры может протекать реакция (232) или иметь место взаимодействие углерода с газообразным продуктом окисления элемента М. По той же причине часть углерода может пройти ниже зоны окисления в смеси с неплавящпмися составляющими шихты. Однако практически, очень высокое сродство кислорода к углероду, высокая реакционная способность горючего, развитая поверхность и реальное время контакта с кислородом, создают условия, благоприятствующие преимущественному окислению углерода. [c.346] Вследствие этого при окислительном слоевом режиме процессы образования восстановительной зоны и поступление углерода в горн за пределы окислительной зоны не могут иметь существенного развития. По указанной причине в плавильных печах при окислительном режиме, так же как и при нейтральном, необходимо организовывать опорный слой сыпучего для воспринятия вертикального давления от веса шихты, В том случае, когда часть углерода, будучи распределенной в неплавящихся частях шихты, попадает в горн, в фурменной зоне происходят процессы окисления углерода, причем изменение состава газовой фазы будет происходить иначе, чем это показано на рис. 182, а именно содержание кислорода будет несколько уменьшаться, но сохранится на всем протяжении фурменной зоны, а образование С( по вторичной реакции будет незначительным. [c.347] Восстановительным режимом называется та1кая разновидность слоевого процесса, когда воздух подводится в количествах, меньших теоретически необходимого для полного горения горючего (углерода), т. е. когда 10 нм 1кГ С (рис, 183, в). При восстановительном процессе кислород воздуха целиком затрачивается на окисление углерода, а получающаяся при таком процессе окись углерода СО имеет технологическое назначение. [c.347] Содержание СО в верхних горизонтах слоя при восстановительном режиме достигает 25%, а в нижних 40% и более. При указанном режиме практически весь слой, находящийся при температуре, превышающей 600—700°, при наличии в газах СОа может быть отнесен к восстановительной зоне [имеется в виду зона протекания реакции по уравнению (232)], Однако, если говорить о СО2, образовавшейся за счет соединения углерода с кислородом дутья, то восстановительная зона практически будет иметь очень небольшое распространение. Мощные потоки углерода в виде остатков кусков кокса спускаются в горн печи и служат опорным слоем, воспринимающим вертикальное давление вышележащих слоев шихты. Окислительные зоны занимают весьма небольшой объем вблизи фурм для подачи воздуха. Если подавать воздух с малой скоростью, то коксовый слой будет располагаться непосредственно у стенок и вблизи поверхности этого слоя, обращенной к фурмам, будет завершаться использование кислорода воздуха. Как указывалось выше, при подаче дутья с большой скоростью образуется фурменная зона (см, рис, 178), свободная от сплошного слоя кокса. Благодаря циркуляции газов в фурменной зоне в движение вовлекаются и куски кокса различных размеров. Фурменная зона представляет собой как бы газогенератор, в котором процесс образования газа происходит в объеме, где кислород и углекислота реагируют с углеродом. [c.347] Как ВИДНО ИЗ кривых рис. 186, иллюстрирующих изменение содержания газов в фурменной зоне и данных лабораторных исследований (рис. 182), в фурменной зоне можно различить окислительную область на расстоянии от фурмы но оси до 850 мм, где полностью используется кислород, и восстановительную область на расстоянии от фурмы 850—1300 мм, где полностью исчезает углекислота, образовавшаяся за счет кислорода дутья. [c.348] Из рис. 186 видно, что окислительная и восстановительная ои-ласти частично совмещаются там, где одновременно протекают обе реакции (231) и (232). [c.348] В дальнейшем при отсутствии Оз и СОг продолжается возрастание количества СО, что объясняется наличием реакщш углерода с окислами, достигающими горна. [c.348] Фурменная зона представляет собой не только область протекания реакций (231) и (232), но и область воздействия струи дутья на материалы, находящиеся в этой области шахты. Поэтому за пределами восстановительной зоны, определяемой по ii-лекислоте, образующейся за счет кислорода дутья, может существовать фурменная зона, иод которой следует понимать зону, в которой нет плотного слоя. [c.348] Довольно трудно точно установить, где кончается фурменная зона и начинается слой относительно плотного кокса, но можно утверждать, что объем этой зоны также весьма существенно сказывается на динамике сыпучих материалов в слое и распределении газов. Именно фурменные зоны, как это схематически показано на рис. 187, как бы образуют отверстия для схода сыпучих материалов, через которые часть кокса и жидких продуктов плавки направляется в горн. Именно над фурменными зонами, вероятно, образуются эллипсоиды выпуска и разрыхления, объем которых увеличивается по мере увеличения фурменной зоны. Благодаря фурменным зонам, в которых перерабатывается кокс, поступающий в гори по оси печи и в промежутках между фурменными зонами, обеспечивается равномерное опускание этой части слоя. [c.348] Из сказанного вытекает, насколько важную роль играют фурменные зоны при работе шахтных печей восстановительным режимом. [c.348] Вернуться к основной статье