CC BY
10
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА_
Том 214 1977
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ. СООБЩЕНИЕ 1
к. К. СТРАМКОВСКАЯ, С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, В. С. АРХИПОВ, Г. И. КРАВЦОВА
(Представлена научно-методическим семинаром ХТФ)
Опытная доменная плавка торфяных топливо-плавильных материалов (ТПМ), состоящих из 57—59% органической массы торфа и 41 — 53% минеральных компонентов (железной руды и золы), проводилась на установке в условиях, описанных в статье [1]. В ходе этой плавки осуществлялся контроль за качеством газа, его запыленностью, и определялось количество химических продуктов: смолы, аммиака, непредельных соединений и газового бензина.
Основная масса смолы и водяные пары конденсировались в холодильнике и собирались в специальных сборниках.
При работе доменной печи через каждые 30 мин анализировался газ на хроматографе ХЛ-3, колонка которого длиною 2 ж и диаметром 4 мм была заполнена молекулярными ситами СаХ. Кроме того, через каждые 5—6 часов работы печи определялся состав газа на приборе ВТИ-2.
Содержание химических продуктов в колошниковом газе определялось по методике, разработанной для определения выходов химических продуктов коксования [2].
Средний состав газа, полученного при доменной плавке, представлен в табл. 1. Пробы газа 5 и 6 данной таблицы отобраны после окончания плавки, когда печь была загружена топливо-плавильными материалами без добавки кокса. Кокс находился только в самой нижней части печи.
При составлении материального баланса плавки было показано, что относительное количество газа, полученного пиролизом ТПМ, составляет около 4%. Однако состав газа плавки несколько отличен от промышленного доменного газа. По данным академика М. А. Павлова [3], содержание отдельных компонентов в колошниковом газе может колебаться в пределах: С02 —8—12%, СО —28—31%, Н2—1,5—3,2%, СН4 —0,2— 0,4%. Отсюда видно, что по содержанию окиси углерода газ опытной
Таблица 1
Средний состав газа
№ проб Вид горючего Содержание компонентов, % объем. Метод анализа
СО СО, Н2 спнш СИ, N. о,
1. Кокс 32,5 2,0 0,6 65,2 0,7 вти
2. Кокс+ТПМ 32,5 1,2 1,8 0,1 1,9 60,8 1,7 вти
3. Кокс 29,2 1,8 — — — 66,9 2,1 ХЛ-3
4. Кокс+ТПМ 32,9 2Д — — — 65,6 2.4 ХЛ-3
5. ТПМ 32,9 2,1 4,9 0,3 0,9 58,1 1,1 вти
6. ТПМ 32,4 2,1 4,5 — 58.1 1,3 ХЛ-3
плавка мало отличается от колошникового. Содержание же двуокиси углерода значительно понижено. При увеличении количества ТПМ и уменьшении расхода кокса в ходе плавки в газе заметно повышается количество водорода и метана.
Запыленность газа в момент загрузки печи топливом колебалась в пределах 5—11 г/нм3, а в период между загрузками она составляла 1 — 2 г/лш3. Таким образом, газ, отобранный между загрузками, имеет меньшую запыленность, чем колошниковый газ промышленных печей [4].
Содержание химических продуктов в газе и их выход при доменной плавке на торфяных топливо-плавильных материалах приведены в табл. 2—3.
Таблица 2
Содержание химических продуктов в газе
Содержание, г!им3
Вид топлива Место отбора газа смола аммиак углекислота и сероводород непредельные углеводороды газовый бензин
Кокс+ТПМ После холодильника 2,90 0,75 15,26 0,73
Кокс+ТПМ » 0,73 0,57 21,37 —
Кокс+ТПМ До холодильника 2,47 — 23,54 —
ТПМ » 3,57 — 19,56 0,80
0,84 0,74
Выход химических продуктов
Таблица 3
Наименование продукта Выход, % вес
на сухие ТПМ на органическую массу торфа
Смола 2,6 4,5
Газовый бензин 0,62 1,0
Непредельные углеводороды 0,58 1,0
Аммиак 0,53 0,9
Малый выход смолы (4,5% на органическую массу торфа), высокие выходы газового бензина (1,0%) и непредельных углеводородов (1,0%) указывают на то, что в условиях этой доменной плавки первичная смола подвергалась сильному пиролизу.
В составе смолы содержалось: 11,7% фенолов, 2,7% пиридиновых оснований, 2,9% карбоновых кислот и 82.7% нейтральных масел.
В подсмольной воде, выход которой около 8% на ТПМ, найдено: смолы 1 г/л и фенолов 5,98 г/л. Выделенные сырые фенолы проанализированы капиллярной газожидкостной хроматографией на хроматографе Хром-2 с длиной колонки 50 м и диаметром 0,25 мм. В качестве жидкой фазы использована ВК^К.-94. Полученные результаты (табл. 4) показывают, что в сырых фенолах содержится 48% фенола и около 20% кре-золов.
Таблица 4
Состав сырых фенолов, выделенных из подсмольной воды
Ко мпоненты
Содержание, % вес
Фенол 48,0
0-крезол 6,6
п. и. м. — крезолы 12,7
2,4 и 2,5 ксилснолы 1,5
.?,5-кснлспол 1,3
Но идентифицировано 2!),9
Выводы
1. Определен выход химических продуктов доменной плавки торфяных топливо-плавильных материалов.
2. Показан состав газа, смолы и фенолов, растворенных в воде, пиролиза торфяных топливо-плавильных материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. С. И. С м о л ь я н и н о в, В. С. Архипов, Г. Г. К р и н и ц ы н. Испытание торфяных топливо-плавильных материалов в лабораторной доменной печи. Настоящий сборник.
2. Л. Д. Глузман, И. И. Э д е л ь м а н. Лабораторный контроль коксохимического производства. Металлургиздат, 1957.
3. Н. В. Ш и ш а к о в. Основы производства газов. Госэнергоиздат, 1948.
4. Н. Е. Кунаков. Развитие газового хозяйства металлургических заводов. Металлургиздат, 1959.
