ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Режим тепломассообменного управления (автогенерации) (ТМОУ) из "Топливо Кн2" Как подробно описано в гл. 4, рассмотрение процессов теплообмена и восстановительных процессов невозможно отделить от технологических условий работы агрегатов и печей. [c.305] Из этих соотношений (10.38 и 10.39) следует, что при проектировании и реконструкции печей и агрегатов, и определения таких его важных параметров, как физикохимический и тепловой КПД, величины соотношения массовых потоков и теплоемкостей потоков не могут приниматься произвольно, как ранее это делалось, а должны быть тесно увязаны с величинами физико-химического и теплового КПД. [c.306] Другие эффекты, вытекаюшне из закономерностей режима тепломассообменного уравнения (тепломассообменные кризисы верхнего и нижнего уровня, тесная связь тепловых и массообменных Ю1Д и др.) подробно рассмотрены в гл. 4. [c.306] Применительно к доменным печам и агрегату металлизации (на примере шахтной печи Мидрекс) этот режим также был подробно исследован, и его результаты приведены в табл. 4,4, а анализ — в п. 4.6 гл. 4. [c.306] В дополнение к табл. 4.4 (п. 4.6, гл. 4) приведем данные о параметрах физико-хими-ческого реагирования и теплообмена для доменной печи и шахтной печи металлизации, хорошо иллюстрирующие связь физико-химического ri и теплообменного г КПД с отношением массовых потоков и теплоемкостей потоков в режиме тепломассообменного уравнения. Этот режим проявляется через определенные, заданные через технологические, относительные потенциалы химический (концентрационный) хим = 1,066 и 1,552, и температурный = 1,507 и 1,036 для доменной печи и шахтной печи металлизации соответственно (см. формулы (4.69) и (4.70) гл. 4, п. 4.6). При этом существует реальное соотношение между физико-химическим и теплообменным КПД и отношениями массовых потоков и теплоемкостей потоков, определяемое формулами (10.38) и (10.39) (см. также формулы (4.71) и (4.72) гл. 4, п. 4.6). [c.306] Кроме того, для доменной печи и шахтной печи нагаядно в режиме ТМОУ проявляется связь между физико-химическим и тепловым КПД через критерий взаимосвязанности тепломассообменного уравнения (см. формулу (5.76) гл. 5, п. 5.6 и табл. 5.4). [c.306] Для более наглядного раскрытия возможностей использования результатов макрообменного анализа на базе степеней завершенности и эффективностей для практических целей в качестве примера приведен анализ процессов восстановления железорудных материалов, реализуемых в традиционном доменном процессе и в бескоксовом процессе шахтной печи металлизации окатышей. Аналогичный анализ рекомендуется проводить и для других существующих и вновь разрабатываемых процессов (см. гл. 4). [c.307] Как уже отмечалось (см. гл. 4), для рассматриваемых процессов характерна высокая степень прямых массообменных КПД (физико-химических завершенностей), для верха доменной печи и шахтной печи металлизации соответственно = 0,835 и = = 0,870, однако физико-химические (массообменные) КПД находятся на сравнительно низком уровне используется только около трети химического потенциала восстановителей = 0,379 и = 0,313). Это объясняется в соответствии с [10.3] для пхим хим достаточно неблагоприятными условиями термодинамического равновесия процессов восстановления, что приводит к большим химическим потерям с отходящими газами. Для увеличения эффективности необходимо ставить вопрос об использовании различных видов регенераций и, в частности, о необходимости применения химико-химической регенерации (см. гл. 4). Наглядно роль химико-химической и теплообменной регенерации продемонстрирована была в [10,3, гл. 10]. Так, применение в процессе металлизации окатышей химико-химической регенерации (использование колошникового газа после обогащения в шахте печи со степенью регенерации 1р хим позволяет поднять итоговую физико-химическую эффективность процес-са до 0,523. В доменном процессе такая регенерация не используется, и итоговый физико-химический КПД остается на уровне около одной трети. [c.307] Неиспользование в процессе восстановления окатышей теплоты отходящих газов, тепловых рекуперативных связей, несмотря на достаточную сложность других регенеративных связей, служит одной из причин сравнительно малого теплового КПД т и обобщенного химико-теплового КПД т , (соответственно 0,389 и 0,509). [c.309] В доменной печи теплообменный КПД, несмотря на высокую степень завершенности процессов теплообмена, в данном случае также невысок Т1 = 0,552, что является следствием применения горячего агломерата. Во всяком случае, как для доменной печи, так и для процесса восстановления окатышей существуют определенные резервы увеличения физико-химического и, главным образом, теплообменного КПД. Например, в доменной печи это связано, как известно, с возможностью лучшей подготовки компонентов шихты, увеличением равномерности распределения газов по сечению шахты, некоторым увеличением соотношения п за счет обогащения дутья кислородом и т.д. Сравнительно низкие теплообменные КПД и неиспользование тепла колошниковых газов в этих процессах существенно снижают их суммарные энергетические КПД. [c.309] В случае интенсификации доменного процесса критические значения = (О/О ) , соответствующие кризису верхнего уровня, для физико-химических и тепловых процессов примерно одинаковы (О/С,) и 1. В случае восстановления окатышей критические значения явно лимитируются физико-химическими процессами, при этом ( /С2) ти 1 942 (С/С2) = 3,230. Даже в предельном случае такой интенсификации (т1 - 1) величина теплового КПД процесса восстановления окагышей не может превысить величину 0,63, так как соотношение не может при этом превысить значение 0,633. [c.309] Таким образом, в данной ситуации при восстановлении окатышей реальным путем улучшения теплового (и физико-химического) КПД является тепловая и химическая регенерация. В случае процесса Мидрекс при использовании регенерации удается, как отмечалось (см. гл. 4), поднять общий КПД процесса до величины около т]= 0,61. [c.309] Рассмотрение этих процессов наглядно демонстрирует из-за характерных условий равновесия отсутствие полного использования исходных реагентов физико-химических процессов, что приводит, в зависимости от конкретных ситуаций, к существенным отличиям от единицы тешюобменных КПД даже в условиях практически полной завершенности процессов теплообмена. Ведущим фактором в оценке величин и г при этом является отношение массовых потоков т = 0 0 , которое может быть увеличено до определенных пределов за счет повышения суммарных коэффициентов массо- и теплообмена и дополнительного развития поверхности реагирования. [c.309] Вернуться к основной статье