Введение к работе
Актуальность работы Imperial Smelting-process (IS ) - это пирометаллургический процесс для производства свинца и цинка. В области свода печи и на стенках перехода между конденсатором и печыо за счет окисления цинковых возгонов идет постоянное образование настыли. Настыли уменьшают объем рабочей зоны печи, в результате чего реакции в верхней части печи протекают не полностью. Вследствие этого понижается эффективности процесса. Используемые сегодня методы устранения настылей являются неэффективными, дорогостоящими, а также требующими большого количества времени. Для предотвращения окисления цинковых возгонов в верхнюю часть печи дополнительно вдувается горячий воздух ( температура дополнительного дутья 750 - 800 С ). За счет дожигания содержащейся в печных газах оксида углерода температура в данной зоне поддерживается на уровне 1000-1020 С. В результате этого окисление газообразного цинка минимально. В связи с этим, задача оптимизации подачи дополнительного дутья с целью уменьшения окисления цинка, а предотвращения образования настыли является актуальной.
Цель работы заключается в анализе условий образования настылей. В частности, влияние газовых потоков на образование настылей в IS-печи необходимо изучить более детально. Достижение данной цели потребовало решения следующих задач:
определение путей повышения эффективности IS процесса;
разработка методов оптимизации распределения газовых потоков для уменьшения настылеобразования;
анализ причин образования настыли в IS-печи;
достижение равномерное обтекание;
увеличение выхода цинка;
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований распределения газовых потоков в „холодной", заполненной воздухом модели IS-печи, в зависимости от таких технологических параметров, как объем дополнительно вдуваемого горячего воздуха, расположение и угол наклона фурм;
результаты термодинамических расчетов, сделанных с помощью программы «ChemSage»;
результаты изучения проб настыли, взятых из IS-печи;
результаты исследований слоя конденсата на внутренних стенках модели;
предложенные на основе анализа проведенных исследований конструктивные и технологические
мероприятия для оптимизации IS-процесса.
Научная новизна работы
Постоянный рост настыли на стенках является одной из главных проблем, возникающих при эксплуатации IS-печи и приводящих к ухудшению показателей всего процесса. Несмотря на всю важность проблемы образования настыли, ранее не предпринимались попытки описать процесс возникновения и изучить причины ее роста. На основе анализа результатов проведенных исследований сделаны выводы, касающиеся возникновения и распространения слоя настыли: во всех местах отбора проб. Было обнаружено, что рост настыли происходит в результате наличия разбрызгиваемого в конденсаторе свинца. Капельки свинца осаждаются на поверхности кладки печи и способствуют закреплению частичек оксида цинка на стенках. Была также выявлена зависимость между характером распределения газовых потоков и ростом отложений на кладке печи.
Практическая значимость.
Полученные в работе результаты проведенных экспериментов позволяют более обоснованно подойти к разработке и оптимизации режимов ведения IS-процесса. При проведении исследований были использованы современные методы анализа и моделирования, надежные экспериментальные методики. В результате применения полученных результатов следует ожидать уменьшение образования настыли на стенках печи. Как следствие уменьшится время простоя оборудования, вызванного необходимостью удаления настыли на заводе MHD. Все упомянутое выше ведет к уменьшению издержек на энергоносители и дополнительную рабочую силу, привлекаемую для удаления настыли, и увеличению выхода цинка. Кроме того, ожидается уменьшения расхода свинца, регулярно добавляемого в конденсатор
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и были одобрены на 2 международной научно-
практической конференции «Европейская металлургическая конференция Emc 2003» / Секция «Контроль, анализ и
моделирование процессов», проходившей в Ганновере (ФРГ ), а также на других международных конференциях,
состоявшихся в г. Гослар ( ФРГ ) «39 металлургическая конференция GDMB» и г. Фрайберг ( ФРГ ) «9
конференция студентов металлургических вузов»
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 печатных работах
Структура и объем работы. Диссертация состоит из двенадцати глав, библиографического списка из 82
наименований, списка использованных символов и сокращений. Основная часть работы изложена на 144 стр.
машинописного текста и содержит 90 рисунков и 8 таблицы.
НОС НАЦИОНАЛЬНА*\
БИБЛИОТЕКА С Петербург ДяГ,
о» зо >в* 7.5/!
