TY - JOUR

T1 - Технологические возможности использования природного газа в шахтных печах для обжига известняка

AU - Матюхин, Владимир Ильич

AU - Ярошенко, Юрий Гаврилович

AU - Журавлёв, Степан Яковлевич

AU - Морозова, Е. В.

AU - Матюхина, Анна Владимировна

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Одно из направлений совершенствования технологий обжига известняка в шахтных печах связано с улучшением условий горения природного газа при сжигании его непосредственно в слое материала. Для реализации такой технологии необходимо обеспечить развитие двух параллельных процессов: подготовительного, при котором происходит формирование исходной газо-воздушной смеси и подогрев ее до температуры воспламенения, и основного, в течение которого происходит слоевое горение газообразного топлива. При фурменной подаче воздушного дутья и соосной струйной подаче газообразного топлива под повышенным давлением при наличии на пути струй газопроницаемой насадки более мощный газовый поток (природный газ), вытекающий из сопла с высокой скоростью во внешнюю среду, создает условия для эжектирования воздушного потока. Внутри кольцевого пространства между потоками формируется зона горения, на внутренней и внешней стороне которой возникают циркуляционные вихри, направленные вдоль оси струи к соплу, улучшающие стабильность воспламенения газо-воздушной смеси. Значительная дальнобойность турбулентных струй при повышенных давлениях газовой среды, а также возможность достаточного (полного) их перемешивания в пограничном слое, открывает возможность формирования газовоздушной смеси заданного состава вдоль фронта факельного процесса движения газовых струй. Для воспламенения газового потока в слое необходимо обеспечить его предварительный подогрев как минимум до температуры 800 - 1050 °С с использованием источника тепла, располагаемого вблизи его входа. Энергоэффективность этого направления подтверждена экспериментальными исследованиями на шахтной печи с диаметром рабочего прост ранства 3 м. По результатам экспериментального зондирования отапливаемой зоны шахтной печи для обжига известняка в режиме слоевого способа сжигания природного газа были установлены закономерности изменения температурного поля обжигаемого слоя с формированием максимума температур 1200 °С на расстоянии 200 мм от среза сопла. Глубина формирования зоны горения ограничивалась уровнем 110 мм с распространением области высоких температур на расстояние до 1000 мм. Установлена технологическая возможность формирования области высоких температур с уровнем 1100 - 1600 °С при протяженности высокотемпературной зоны вглубь в пределах до 2000 мм.

AB - Одно из направлений совершенствования технологий обжига известняка в шахтных печах связано с улучшением условий горения природного газа при сжигании его непосредственно в слое материала. Для реализации такой технологии необходимо обеспечить развитие двух параллельных процессов: подготовительного, при котором происходит формирование исходной газо-воздушной смеси и подогрев ее до температуры воспламенения, и основного, в течение которого происходит слоевое горение газообразного топлива. При фурменной подаче воздушного дутья и соосной струйной подаче газообразного топлива под повышенным давлением при наличии на пути струй газопроницаемой насадки более мощный газовый поток (природный газ), вытекающий из сопла с высокой скоростью во внешнюю среду, создает условия для эжектирования воздушного потока. Внутри кольцевого пространства между потоками формируется зона горения, на внутренней и внешней стороне которой возникают циркуляционные вихри, направленные вдоль оси струи к соплу, улучшающие стабильность воспламенения газо-воздушной смеси. Значительная дальнобойность турбулентных струй при повышенных давлениях газовой среды, а также возможность достаточного (полного) их перемешивания в пограничном слое, открывает возможность формирования газовоздушной смеси заданного состава вдоль фронта факельного процесса движения газовых струй. Для воспламенения газового потока в слое необходимо обеспечить его предварительный подогрев как минимум до температуры 800 - 1050 °С с использованием источника тепла, располагаемого вблизи его входа. Энергоэффективность этого направления подтверждена экспериментальными исследованиями на шахтной печи с диаметром рабочего прост ранства 3 м. По результатам экспериментального зондирования отапливаемой зоны шахтной печи для обжига известняка в режиме слоевого способа сжигания природного газа были установлены закономерности изменения температурного поля обжигаемого слоя с формированием максимума температур 1200 °С на расстоянии 200 мм от среза сопла. Глубина формирования зоны горения ограничивалась уровнем 110 мм с распространением области высоких температур на расстояние до 1000 мм. Установлена технологическая возможность формирования области высоких температур с уровнем 1100 - 1600 °С при протяженности высокотемпературной зоны вглубь в пределах до 2000 мм.

KW - Distribution of temperatures in the furnace: near a gas nozzle

KW - Natural gas

KW - On furnace perimeter

KW - On furnace radius

KW - Shaft furnace

KW - Specific fuel consumption

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42684915

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85085388340&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.17073/0368-0797-2020-1-13-18

DO - 10.17073/0368-0797-2020-1-13-18

M3 - Статья

VL - 63

SP - 13

EP - 18

JO - Известия высших учебных заведений. Черная металлургия

JF - Известия высших учебных заведений. Черная металлургия

SN - 0368-0797

IS - 1

ER -