Образование доменного газа в процессе производства чугуна

Процесс обработки сырья в металлургии на повышенных температурах происходит в доменных печах, представляющих собой высокие сооружения шахтного типа непрерывного действия.

Устройство и работа доменной печи

Первым делом железная руда с известняком попадает в колошник по конвейеру, затем в коническую часть шахты для их распределения и взаимодействия с воздухом, нагретым до 1200^о С, где происходит восстановление железа из оксидов. В части распара осуществляется процесс размягчения и расплава железа после его восстановления. Образования восстановительного газа CO происходят в заплечиковых частях печи. В горне накапливаются продукты производственного процесса — чугун и шлак. В его верхней части расположены фурмы для подачи нагретого до 2000^о С сжатого воздуха, богатого кислородом и углеводородами. На разных уровнях температура меняется, благодаря чему происходят различные химические процессы.

Система производства доменного газа

С большим содержанием кислорода в верхней части горна кокс сгорает, вследствие чего выделяется большое количество тепла и диоксида углерода CO2:

C + O2 = CO2 + Q

Он, в свою очередь, в зоне отсутствия кислорода в реакции с коксом образует монооксид углерода CO:

CO2 + C = 2 CO

При достижении верха монооксид углерода вступает в реакцию с оксидами железа, отнимая кислород и восстанавливаясь до металла:

Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2

Железо стекает по раскаленному коксу, насыщаясь углеродом. Сплав такого вещества называется чугуном и содержит до 6,7% углерода. Помимо чугуна горн собирает в себе шлак, содержащий все вредные примеси. Шлак вместе с чугуном выходит из производственного процесса доменной печи, отделяются они друг от друга в жёлобе.

В процессах получения чугуна высвобождается большое количество доменного газа — отходов производства, они обладают различным диапазоном, по этой причине могут содержаться в пределах нормы, либо в опасных концентрациях. Вредоносные газы поднимаются в газоотводные трубы, но иногда могут возникать утечки, если их доля велика. Состоит доменный газ из углекислого газа CO2, окиси углерода CO, метана CH4, водорода H2, Азота N2. Образования этой смеси используются в качестве топлива в воздухонагревателях, паровых котлах, газовых двигателях, коксовых печах.

Доменный газ токсичен и нуждается в процессах утилизации. Свободный выход или утечка может сопровождаться серьезными последствиями. Высвобождение газа через клапана перекрытия может произойти под высоким давлением, это грозит отравлением персонала, а также взрывом. В таких ситуациях полагаться на чутье крайне безответственно. Установление газоаналитического оборудования на объектах металлургического завода, в том числе вблизи доменной печи и на спец.одежде рабочих поможет определить утечку газа на раннем этапе и своевременно оповестить людей об опасности и необходимости эвакуации.

Компания RTECO рекомендует:

• стационарное оборудование — СТГ-3 (шлейфовый) применяется совместно с системой сигнализации БПС-3-И; взрывозащищенный ДАТ-М — датчик, применяющийся с блоками питания БПС-21М;  ДАХ-М защищенный от взрывов; ГСО-2; ЭГС.
• приборы для индивидуальной защиты — Сенсон-В-1001, BW Clip 4, GX-6000, Лидер 02, Лидер 04, Сигма-Ex, СЕАН-П, X-am 5600, X-am 2500.
• течеискатели для определения источника выхода опасного газа — Testo 316, АНТ-3М, AR8800A+, Testo 317, ФП-12, ФТ-02В1, ТГП-11, ИТ-М Микро.