Введение к работе
Актуальность работы. С освоением промышленных способов получения больших количеств дешевого кислорода (чистотой 99,5%) получили развитие методы производства стали с продувкой кислородом чугуна в конвертерах. Наиболее сложной проблемой является отвод, охлаждение и очистка газов, выделяющихся из кислородного конвертера в периоды кислородных продувок. В месте с технологическим процессом кислородно-конвертерного производства совершенствуются и системы газоочистки кислородных конвертеров. Созданы и надежно работают разнообразные системы газоотводящих трактов, однако процессы отвода, охлаждения и очистки газов продолжают оставаться сложными и требуют значительных затрат труда и энергии.
Проблема защиты окружающей среды от загрязнений приобретает все большую актуальность в связи с активной деятельностью человека в области создания процессов и устройств, которые являются искусственными источниками загрязнений.
Наиболее актуальной задачей снижения вредных твердых выбросов в атмосферный воздух является создание новых и усовершенствование существующих систем очистки выбрасываемых отходящих газов различных технических устройств и, в частности, кислородных конвертеров.
Кислородно-конвертерный способ производства стали обладает многими преимуществами. Недостатком процесса является интенсивное образование запыленного газа. Очистка и предшествующее ей охлаждение газов, выходящих из кислородных конвертеров, продолжает оставаться основной из наиболее сложных проблем. Количество пыли, выносимой из конвертера, достигает 1,5% от металлошихты. Запыленность конвертерных газов достигает 200 г/м. Поэтому очистка газов является обязательной. Допустимое содержание пыли в газах, выбрасываемых в атмосферу, составляет 100 мг/м.
Охлаждение и очистка газов являются составными частями кислородно-конвертерного способа производства стали с продувкой чугуна технически чистым кислородом. Затраты на сооружение установок по охлаждению и очистке газов до санитарных норм, а также на их содержание весьма значительны.
Цель работы. Исследование процесса охлаждения газов в газоотводящем тракте кислородного конвертера и разработка на этой основе технологии, обеспечивающей снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и снижение расхода энергоматериальных ресурсов.
Научная новизна.
-
Разработана математическая модель движения капли воды в высокотемпературном газовом потоке газоочистки конвертера с учетом прогрева капли и испарения воды.
-
На основе реализации математической модели с учетом результатов экспериментальных исследований установлен характер влияния размеров капли воды и технических характеристик камеры охлаждения газоочистки конвертерных газов на траектории движения капель и динамику изменения их массы.
-
Получены соотношения, устанавливающие связь между конструктивными размерами камеры орошения и форсунками.
Практическая ценность.
-
-
В результате проведенных исследований разработана программа расчета для оценки и прогнозирования траекторий движения капель воды в высокотемпературном газовом потоке с учетом изменения массы за счет парообразования.
-
Разработана усовершенствованная методика расчета установки распылителей по сечению камеры орошения системы газоочистки кислородного конвертера.
Достоверность результатов работы подтверждены использованием фундаментальных законов тепломассопереноса, а также сопоставлением полученных результатов с данными других авторов.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований и положения диссертации докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, ОАО «Северсталь», октябрь 2005), 33 Военно-научной конференции молодых специалистов института (Череповец, ЧВИИРЭ,2005г.), IV Всероссийской Научно-технической конференции «Вузовская наука – региону» (Вологда, ВоГТУ, февраль, 2006г.), XX ВНТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород, 2007г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 107 наименований и приложения. Объем диссертации 120 страницы машинописного текста, из них 10 страниц приложений, 56 рисунков.
Похожие диссертации на Метод и алгоритмы обработки информации в системе прогнозирования качества агломерата
-
