Технология использования сжатых газов (стр. 35 )

Все залы отделены один от другого капитальными стенами и сообщаются между собой и с бытовой пристройкой через коридор управления.

Отдельно стоящий объект – высокопроизводительная азотная станция, два газгольдера и баллонная рампа для приема газа.

В течение последующих лет на территории, прилегающей к лаборатории, были сооружены лаборатория центробежных и лаборатория мембранных компрессоров сверхвысокого давления, а также испытательная лаборатория гидропрочности, оснащённые современным оборудованием. Так сформировался мощный научно-исследовательский и опытно-конструкторский комплекс по разработке уникальных компрессоров. Усилиями работников комплекса в сотрудничестве с производственным объединением СНПО им. в сжатые сроки был создан целый ряд образцов новой техники, среди которых поршневой этиленовый компрессор на 250 МПа, компрессор для установки сайклинг-процесса на 50 МПа и др. Эти успехи утвердили положение Сум как центра компрессоростроения не только в бывшем СССР, но и в мире. Были общепризнанны и успехи сумской научной школы компрессоростроения.

Контрольные вопросы к теме 13

1 Перечислите основные химические и физические свойства этилена.

2 Каким методом получают этилен?

3 Что такое высокотемпературный пиролиз?

4 Нарисуйте и поясните принципиальную схему получения этилена методом крекинг – процесса переработки нефти.

5 Что такое реакция полимеризации и при каких условиях она происходит?

6 Свойства полиэтилена в зависимости от давления полимеризации.

7 Приведите принципиальную схему установки для полимеризации этилена и поясните её работу.

8 В чем суть циклического процесса работы непрерывно работающей установки полимеризации?

9 Что такое степень конверсии этилена и от чего она зависит?

10 В чём особенность компрессоров для производства полиэтилена?

11 Приведите сведения о создании отечественных компрессоров сверхвысокого давления для производства полиэтилена.

12 В чём ценность технических свойств полиэтилена и для чего он применяется в промышленности?

Список литературы

1. и др. Основы химической технологии/ и др. – М., 1991. – С. 436 – 453.

Раздел 4

УТИЛИЗАЦИЯ И ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ

Тема 14 УТИЛИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСНЫХ ГАЗОВ

14.1 Утилизация газов металлургических производств

Металлургия не только один из наиболее крупных потребителей топливо - энергетических ресурсов, но и один из самых крупных источников загрязнения воздушного бассейна газовыми выбросами. Это прежде всего выбросные газы доменного, конверторного, коксового, ферросплавного и др. производств. Выбросы газов исчисляются многими тысячами тонн в год. Вместе с тем эти газы являются высокоэнергетическими горючими ресурсами, которые могут быть утилизированы как непосредственно в технологическом процессе, так и направлены для выработки энергетических ресурсов (тепла, электроэнергии).

В настоящее время на современных металлургических предприятиях используется свыше половины коксового и доменных газов, что составляет 20-30% от общего использования топлива. Практически не используются конверторный и ферросплавный газы. Таким образом, в металлургии имеются больше резервы экономии энергоресурсов с одновременным снижением загрязнения среды.

14.1.1 Технологическое использование конвертерного газа

Проблема использования конвертерного газа состоит в периодичности его выхода из конвертера, что практически исключает возможность достаточно эффективного использования газа путем непосредственной его подачи потребителю. Все технические решения по энергетическому и технологическому использованию конвертерного газа так или иначе направлены на решение этой проблемы.

Энергетическое использование конвертерного газа при отводе его без дожигания ограничивается на практике применением схемы «охладитель конвертерного газа (ОКГ) - газгольдер», включающей раздельное использование физической теплоты и химической энергии газа. В кислородно-конвертерных цехах предприятий черной металлургии Украины эта схема не применяется в полном объеме из-за отсутствия газгольдерных установок, сооружение которых в нашей стране в ближайшей перспективе технически и экономически не целесообразно. Вследствие этого отводимый из конвертера без дожигания газ после охлаждения и очистки сжигают на свече газоотводящего тракта, а утилизация физической теплоты газа в ОКГ позволяет использовать не более 10% энергии газа.

К технологическому использованию газа путем подготовки конвертерной шихты привлекает внимание возможность сочетания тепловой обработки шихты с рекупера-цией теплоты периодически выходящего из конвертера газа без каких-либо дополнительных средств, связанных с аккумуляцией его энергии, т. к. шихта в этом случае выполняет функцию естественного для кислородно-конвертерного процесса аккумулятора энергии газа.

Основываясь на характеристиках газа и видах потребляемой конвертерным процессом шихты, можно выделить три основных направления по технологическому использованию конвертерного газа: восстановление железорудного сырья с последующим использованием полученного металлизованного продукта в качестве компонента металлошихты конвертерной плавки путем частичной замены им чугуна, обжиг известняка с последующим применением извести в качестве шлакообразующего компонента взамен извести, потребляемой со стороны, и нагрев металлолома с целью увеличения его доли в металлошихте кислородно-конвертерных плавок при соответствую­щей экономии чугуна.

Все три направления позволяют создать энергосберегающие технологии кислородно-конвертерного процесса, обеспечивающие экономию энергии как непосредст-венно в конвертерном переделе, так и в смежных производствах металлургического предприятия (производствах чугуна, кокса, извести и др.).

Схема размещения системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья представлена на рисунке 14.1. Одновременно с использованием восстановительного потенциала газа утилизируется его физическая теплота.

Рисунок 14.1 - Схема размещения системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья:

1 – конвертер; 2 – ОКГ; 3 - основная газоочистка; 4 - подводящий газоход; 5 – бункер; 6 – реактор восстановитель; 7 - питатель;
8 – бункер накопитель с дозатором; 9 – течка; 10 – обводной газоход; 11 – газоочистка системы; 12 – влагоотделитель; 13 - карман для сбора пыли; 14 - течка для удаления пыли

Анализ возможности использования конвертерного газа для обжига известняка показал, что обжиг конвертерным газом создает предпосылки для обеспечения кислородно-конвертерного производства известью, или, по крайней мере, ликвидации её дефицита при выплавке конвертерной стали.

Опытно-промышленное опробование обжига известняка конвертерным газом в действующем кислородно-конвертерном цехе с последующим применением продукта обжига непосредственно в цехе для выплавки стали привело к улучшению ряда технологических показателей кислородно-конвертерного процесса (к сокращению продолжительности продувки на 0,8-3,1%, снижению содержания в стали серы на 5,4-20,5% и фосфора на 3,7-34,8%), что подтвердило целесообразность реализации технологии обжига известняка с использованием конвертерного газа. Схема опытно-промышленной установки для обжига известняка конвертерным газом представлена на рисунке 14.2.

Рисунок 14.2 - Схема опытно-промышленной установки для обжига известняка конвертерным газом:

1 – конвертер; 2 – кессон; 3 – газоочистка; 4 - обжиговый реактор;
5 – скруббер; 6 – влагоотделитель; 7 - регулирующий дроссельный и аварийный отсечной клапаны; 8 - газоход к дымососу

Использование конвертерного газа для нагрева металлолома создаёт предпосылки для рекуперации макси-мального количества теплоты газа в конвертер с нагретой шихтой, т. к. доля лома в шихте кислородно-конвертерной плавки наиболее весома по сравнению с другими компонентами.

Подогреватель лома целесообразно разместить на параллельном по отношению к газоотводящему тракту конвертера участке газохода (байпасе); для подачи конвертерного газа в подогреватель лома предпочтительнее применение энжекторной системы; подогрев лома целесообразно осуществлять в переоборудованных совках, используемых для транспортировки и загрузки лома в конвертер. Схема размещения подогревателя металлолома в конвертерном цехе представлена на рисунке 14.3.

Рисунок 14.3 - Схема размещения системы использования конвертерного газа для нагрева металлолома:

1 – конвертер; 2 – ОКГ; 3 – газоочистка; 4 - обводной газоход;
5 - паровой эжектор; 6 –затвор; 7 – подогреватель лома

В результате технико-экономического сравнения установлено, что варианты использования технологического конвертерного газа отличаются значительно меньшими капитальными затратами на сооружение установок по сравнению с газгольдерными установками. В частности, капитальные затраты при сооружении системы использования конвертерного газа для восстановления железорудного сырья по сравнению с сооруже­нием газгольдерных установок ниже, в зависимости от варианта системы, в 2,7-5,2 раза, при обжиге известняка - в 3,1-5,2 раза, а при нагреве металлолома - в
7,3-8,2 раза. Эксплуатация систем технологического использования конвертерного, газа отличается по сравне­нию с эксплуатацией газгольдеров значительно меньшими расходами энергоносителей.

14.1.2 Использование доменного газа в шахтных известково-обжиговых печах

Черная металлургия является крупнейшим производителем и потребителем технологической извести. Основными потребителями извести являются агломерационное, доменное и сталеплавильное производство. При годовом уровне производства извести в Украине 15-18 млн. т. потребление металлургической извести составляет 25-30 %.

Производство извести относится к энергоёмким процессам. Значительная часть получаемой извести производится в шахтных печах, что объясняется простотой конструкции печей, низкими капитальными затратами и высокой тепловой эффективностью таких агрегатов [1]. Как правило, на металлургических предприятиях в шахтных известково-обжиговых печах используют дорогостоящий природный газ. В среднем удельный расход природного газа на 1 тонну извести
равняется 150-154 кг у. т. При этом доля затрат на топливо в себестоимости извести составляет около 65%.