Спекание шихты с получением агломерата

Спекание приготовленной шихты является основной стадией производства агломерата.

Спекание шихты осуществляется на движущейся колосниковой решетке агломашины с просасыванием воздуха через слой шихты. Высокая температура процесса (до 1623 К) достигается за счет сгорания твердого топлива (мелочи кокса, антрацита, графита и другие углесодержащие сырье), входящего в состав аглошихты.

Зажигание мелочи кокса (кокса, антрацита, графита и другие углесодержащие сырье) на поверхности слоя происходит в горне, снабженном трехходовыми горелками, работающими на природном (СН₄)и печном газе (СО). По мере движения спекаемой шихты к разгрузочной части агломашины, начавшееся с поверхности слоя шихты горение последовательно проходит через всю толщу материала и заканчивается у колосниковой решетки. Воспламенение твердого топлива в слое происходит при температуре t = 973 К. Твердое топливо шихты практически целиком сгорает, а рудная мелочь оплавляется и спекается, образуя пористый «пирог», который после дробления дает окускованный продукт – агломерат.

Просасывание воздуха, необходимого для окисления углерода твердого топлива, осу-ществляется эксгаустерами, установленными на тракте агломерационных газов.

Спекаемый слой шихты можно условно разделить по высоте на следующие зоны: зона готового агломерата, зона плавления, зона интенсивного нагрева, зона сушки, зона переу-важнения, зона исходной шихты и «постель».

Скорость перемещения зоны плавления по толщине слоя называется вертикальной скоростью спекания и составляет (12-14) х 10 ^-3 м/мин. Она определяется в основном ско-ростью фильтрации дымовых газов, теплофизическими свойствами шихтовых материалов и условиями горения топлива.

Основные физико-химические превращения происходят в зоне плавления и интенсивного нагрева. Химические соединения, образующиеся при этих процессах, определяют как конечный состав агломерата.

Двуокись углерода (СО₂) образуется как за счет сгорания мелочи кокса (кокса, антрацита, графита и другие углесодержащие сырье), так и вследствие декарбонизации фосфорита, которая достигает 95%. Полнота декарбонизации является одним из показателей качества агломерата, так как применение декарбонизированного сырья в фосфорных печах снижает расход электроэнергии, уменьшает количество печных газов, способствует улучшению качества фосфора.

Загрязнение агломерационных газов окисью углерода происходит вследствие неполноты сгорания твердого топлива. Влага, содержащаяся в шихте, обуславливает протекание процесса пирогидролиза фторапатита, содержащегося в руде с образованием НF и SiF4, переходящими в аглогазы. Газовая фаза загрязнена также содержанием соединений фосфора Р2О5 и РН3, образующимися в ходе спекания.

В результате процессов десульфуризации фосфорита в состав аглогазов входят SО2 и SО3.

Аглогазы, содержащие химические вредности и пыль, перед выбросом в атмосферу подвергаются очистке на установке сухой и мокрой очистки аглогазов.

Агломерационная машина представляет собой подвижную ленту, состоящую из каркаса, спекательных тележек, приводов, питателей шихты и «постели», зажигательного горна, вакуум-камер и системы смазки.

Спекательная тележка (полета) представляет собой стальную раму, смонтированную на четырех роликоопорах, с боковыми бортами, внутри которой уложены колосники.

Увлажненная шихта из окомкователя загружается в один из бункеров питателей шихты агломашины челноковым распределителем поз. А 622 или А 623, который равномерно распределяет шихту по ширине бункера воронки.

Перед загрузкой аглошихты на полеты агломашины сначала укладывается слой «постели» - агломерат фракции (8-13) х 10 ^-3 м, которая препятствует просыпанию шихты через зазоры колосниковой решетки, предохраняет колосники от воздействия высоких температур и исключает образование «пригара» шихты к колосникам. «Постель» выдается из бункера поз. Х 609 ленточным конвейером поз. ПТ 619, которая поступает в приемную воронку агломашины, из которой «постель» загружается на колосниковую решетку.

Шихта из бункера–воронки переносится барабанным питателем на наклонный лоток, с которого и укладывается на спекательные тележки. Высота слоя шихты регулируется положением шибера.

Шихта из спекательных тележек для улучшения зажигания подвергается уплотнению, выравниваю и профилированию специальным приспособлением, и далее поступает в горн, предназначенный для зажигания мелочи кокса (кокса, антрацита, графита и другие углесодержащие сырье) в поверхностном слое шихты.

Горн расположен на агломашине после питателей шихты над лентой спекательных тележек и представляет собой сварную металлоконструкцию, изнутри футерованную огнеупорным кирпичом.

Горн разделен на три секции. На боковых стенках горна в I и III секциях установлено по 4 горелки, во II секции – 6 горелок.

Первая секция предназначена для зажигания шихты, остальные секции – для дополни-тельной подачи тепла, необходимого для зажигания последующих слоев и стабилизации процесса спекания.

В секциях установлены турбулентные трехходовые горелки, работающие на природном

и печном газе. Воздух на горение подается вентилятором ВМ 18А поз. В33 или В34. Подача природного газа на секции горна осуществляется от межцехового газопровода через газорегуляторные установки (ГРУ), предназначенные для снижения давления газа до необходимого перед горелками и автоматического поддержания давления постоянным.

Подача печного газа на секции горна осуществляется от межцехового газопровода печного цеха до горелки горна агломашины №2 и №3.

Технологический процесс утилизации печного газа предусматривает использование печного газа в качестве топлива в смеси с природным газом и отдельно на зажигательных горнах агломашины и, кроме того, способствует снижению вредных выбросов (РН₃, Р₂О₅, SO₂, и др) в атмосферу.

Печной газ, образующийся в производстве желтого фосфора при восстановлении фосфоритов углеродом в руднотермических печах, после обеспыливания и конденсации фосфора содержит до 80% окиси углерода (СО).

Температура печного газа, отправляемого в цех агломерации, не должна быть более 35°С, содержание в нем элементарного фосфора не должно быть более 0,2 г/нм³. Содержание фосфора в печном газе зависит от температуры газа, поэтому проектом предусматривается блокировка работы газодувки В-2503 при температуре печного газа более 35°С, газодувка автоматически отключается и печной газ сбрасывается на свечу Х-2126. Для предотвращения аварий после остановки системы СУПГ предусмотрена подача азота на продувку всей системы.

Пуск и безопасная эксплуатация «Системы утилизации печного газа» возможны только при условии одновременной эксплуатации «Системы захолаживания» конденсационной воды, обеспечивающей регламентное содержание фосфора в печном газе не более 0,2 г/м³.

Система утилизации печного газа (СУПГ) цеха №02 состоит из:

- межцехового газопровода печного газа от U образных гидрозатворов поз. U-5, U-6 и поз. Х-6/2, Х-6/3 до агломашины №2 и №3;

- установки и оборудования сжигания печного газа в цехе агломерации;

- узел приготовления оборотной горячей воды;

- станций сбора перекачки фосфоросодержащих стоков (ФС) № 1.

Газопровод от U образных гидрозатворов поз. U-5, U-6 и поз. Х-6/2, Х-6/3 до агломашины №2 и №3 выполнен из труб диаметром 800х11мм с уклоном не менее 0,02 мм на каждый 1 м. По трассе газопровода на низшей точке установлена насосная станция перекачки ФС №1. Установленные по трассе газопровода у насосных станций U образные гидрозатворы являются отключающими устройствами и рассчитаны на 1,5 давления печного газа. Для отключения подачи печного газа необходимо заполнить гидрозатворы поз. U-5, U-6, Х-6/2, Х-6/3 водой от узла насосной станции перекачки ФС №1, и еще предусмотрено для отключения подачи печного газа гидрозатворы поз. Х-6/2, Х-6/3 горячей водой с температурой 80,°С от узла приготовления оборотной горячей воды с аварийного бака поз. Е-55/2,3. Гидрозатворы считается заполненным, если в смотровом фонаре на переливной линии фиксируется наличие воды. Горячая вода для промывки газопровода и пар для пропарки подается через верхние точки (ВТ). Также через верхние точки газопровода предусмотрены дополнительные штуцеры (Ш) для подвода пара, азота, горячей воды, имеющие запорную арматуру, для исключения возможности попадания воздуха в газопровод. Кроме того имеются продувочные свечи с обеих сторон на каждом гидрозатворе, на которых установлены пробоотборники для контроля состава газа в газопроводе. Стоки от промывки газопровода поступают в сборник (бак) ФС, установленные на насосной станций №1 и затем перекачиваются в отделение нейтрализации цеха №07. Трубопроводы ФС промываются горячей водой после каждой откачки ФС.

Станция сбора и перекачки конденсата (ФС) №1 предназначены для сбора и удаления стоков и фосфора, конденсирующихся в газоходах печного газа.

Дата добавления: 2015-07-02