Повышение экологической и энергетической эффективности работы вагранок на основе разработки и исследования новых способов снижения выбросов окиси углерода и расхода топлива

• Автор: Сидоров, Александр Валерьянович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Анализ существующих способов повышения
экологической и энергетической эффективности
вагранок и постановка задачи исследований
1.1. Существующие конструкции вагранок
1.2. Обоснование необходимости повышения
экологической и энергетической эффективности
вагранок
1.3. Способы повышения экологической и энергетической эффективности вагранок
1.3.1. Способы повышения экологической эффективности вагранок
1.3.2. Комплексные способы повышения экологической и энергетической эффективности вагранок
1.4. Постановка задачи исследований
Выводы по главе
2. Разработка способов повышения экологической и энергетической эффективности вагранок
2.1. Постановка задачи
2.2. Разработка способов повышения экологической и энергетической эффективности вагранок
2.2.1. О влиянии реакционной способности кокса на экологическую и энергетическую эффективность вагранок
2.2.2. Способ повышения экологической и энергетической эффективности вагранок с искусственным снижением реакционной способности кокса

2.3. Способ повышения экологической эффективности вагранок с помощью воздушной завесы загрузочного окна и горелки дожигания
Выводы по главе
3. Экспериментальные исследования способов понижения реакционной способности кокса
3.1. Постановка задачи
3.2. Описание экспериментальной установки
3.3. Проведение экспериментов
3.3.1. Особенности выполнения опытов
3.3.2. Результаты экспериментов
3.4. Методика обработки экспериментальных данных
3.4.1. Моделирование условий протекания реакции
С + С02 = 2СО - С) на экспериментальной установке
3.4.2. Оценка погрешности определения состава газов по хроматограмме
3.4.3. Определение реакционной способности кокса
3.4.4. Обработка экспериментальных данных
3.5. Анализ результатов экспериментов
Выводы по главе
4. Математическое моделирование нового способа повышения экологической и энергетической эффективности вагранок
4.1. Постановка задачи
4.2. Упрощения математического описания
4.2.1. Краткое описание реального объекта
4.2.2. Допущения, принятые при переходе от реального
слоя к его математической модели
4.3. Математическое описание теплообмена в слое
4.4. Решение задачи методом конечных разностей

4.5. Решение задачи методом прогонки
4.5.1. Определение коэффициентов щ, b;, с;, fj
4.5.2. Определение коэффициентов прогонки
4.5.3. Расчёт температурного поля коксового брикета
4.5.4. Расчёт температурного поля чугунной чушки
4.6. Расчёт температуры продуктов сгорания на входе в
слой и на выходе из слоя
4.7. Разработка алгоритма и программы расчёта
4.7.1. Разработка алгоритма расчёта
4.7.2. Разработка программы расчёта
4.8. Учёт зависимости теплофизических характеристик
твёрдых тел и газов от температуры
4.9. Построение и принципы работы подпрограмм-функций определения теплофизических
характеристик материалов и газов
4.10. Определение приведённого коэффициента
теплоотдачи в вагранке
4.11. Построение и принципы работы подпрограммы-функции определения приведённого коэффициента теплоотдачи
4.12. Определение влияния слоевой разбивки на точность расчётов
4.13. Результаты расчётов теплообмена в слое
Выводы по главе
5. Практическая реализация результатов исследований
5.1. Промышленные испытания вагранки с коксом, обладающим искусственно пониженной реакционной способностью
5.1.1. Методика проведения экспериментов
5.1.2. Результаты испытаний

Глава 3. Экспериментальные исследования способов понижения реакционной способности кокса
3.1. Постановка задачи
Основным фактором, влияющим на скорость и полноту протекания реакции (1.4) восстановления двуокиси углерода С02 до окиси углерода СО углеродом кокса С является реакционная способность кокса.
Реакционная способность кокса - способность кокса восстанавливать двуокись углерода С02 до окиси углерода СО по реакции (1.4).
Реакционная способность литейного кокса, используемого в качестве топлива при плавке в вагранке, должна быть минимальной.
В самом деле, литейный кокс, применяемый при плавке в вагранке, является лишь источником теплоты, тогда как металлургический кокс является ещё и восстановителем окислов железа при доменной плавке чугуна.
По этой причине реакционная способность литейного кокса может быть ниже реакционной способности металлургического кокса. Кроме того, для литейного кокса как раз предпочтительнее низкая реакционная способность, т.к. применение кокса с повышенной реакционной способностью при ваграночной плавке приведёт лишь к образованию повышенного количества окиси углерода СО и, следовательно, увеличению расхода кокса по причине дополнительных затрат теплоты для проведения реакции (1.4).
Очевидно, что снижения количества образовавшейся в шахте вагранки окиси углерода СО и сокращения расхода кокса можно добиться понижением реакционной способности кокса, которая, в свою очередь,