ناحیه احتراق و لوله های دم در کوره بلند

تعداد بازدید: 1883
چهارشنبه 03 دي 1393

ناحیه احتراق و لوله های دم در کوره بلند

ناحیه احتراق و لوله های دم در کوره بلند (Blow Pipe and Raceway in Blast Furnace) از جمله نواحی مهم کوره بلند محسوب می شوند. ناحیه احتراق حدود 100 تا 125 سانتی متر از محل لوله های دم در امتداد دمش هوا به داخل کوره بلند توسعه یافته است و یک ناحیه حیاتی برای کوره بلند محسوب می شود. احتراق کربن در نزدیک لوله های دم در پایین کوره بر اساس شکل روبرو رخ می دهد. در ناحیه A که حدود 75 سانتی متر به داخل کوره امتداد دارد، واکنش سوختن کامل کربن رخ می دهد که حاصل آن گاز دی اکسید کربن همراه با آزاد شدن 32804 کیلوژول گرما به ازای یک کیلوگرم کربن است. در انتهای این ناحیه، منطقه B قرار دارد که در آن واکنش گرماگیر گازی شدن کربن رخ می دهد. نتیجه این دو واکنش، واکنش زیر است که در آن 4.76 مول هوای خشک با دو مول کربن ترکیب شده و 5.67 مول گاز (گاز شکم کوره بلند) تولید می شود.

2C+O2=2CO

 

واکنش فوق گرماگیر است. چنانچه بتوان انرژی لازم را برای واکنش فوق توسط افزایش دمای هوای دم تامین کرد، هوای مرطوب نسبت به هوای خشک می تواند کربن بیشتری را به گاز منواکسید کربن تبدیل کند. هم چنین گاز احیا کننده بیشتری تولید می شود در این حالت غلظت گازهای احیایی در شکم کوره بلند بیشتر می شود. چنانچه هوای دم از اکسیژن غنی شده باشد (مثلا 25 درصد اکسیژن)، سوختن کربن بر اساس واکنش زیر رخ می دهد:

2C+O2+3N2=2CO+3N2

یعنی به جای 4.76 مول، فقط 4 مول هوا برای سوختن دو مول کربن لازم است به طور کلی با افزایش درصد اکسیژن در هوای دم، دمای ناحیه احتراق به سرعت زیاد می شود در این حالت وجود مقداری بخار آب در هوای دم سودمند است.

باید توجه کرد در صورت مصرف هوای معمولی، همراه هر مولکول اکسیژن یا هر مولکول دی اکسید کربن (یا دو مولکول منواکسید کربن)، 3.76 مولکول نیتروژن وجود دارد. پس گاز ناحیه شکم کوره بلند، 34.7 درصد منواکسید کربن و 65.3 درصد نیتروژن دارد. هوای دم مقداری رطوبت دارد در نتیجه کربن کک با آب درون هوا بر اساس واکنش زیر ترکیب می شود:

C+H2O=CO+H2

هنگامیکه ناحیه احتراق خیلی کوچک باشد یا دمای شعله بالا باشد، جریان گازهای احتراق از سطح مقطع کوچکتری که ناحیه احتراق را در برگرفته صورت می پذیرد و باعث افزایش افت فشار بین لوله های دم و قسمت بالای شکم کوره می شود، این مورد باعث غیر یکنواختی کار کوره بلند می شود.

در حد فاصل بین نواحی احتراق در سر لوله های دم، یک ناحیه مرده قرار دارد که واکنشی در آن مکان انجام نمی شود. بنابراین، پایین آمدن کک و بار بیشتر از کناره های کوره در ناحیه احتراق انجام می شود. مطالعاتی که بر روی ترکیب شیمایی گازهای تولیدی در سطح لوله های دم و در مقطع کوره بلند انجام شده است، نشان داده که برای کوره بلندی با قطر بوته 420 سانتی متر در سطح لوله های دم، ناحیه احتراق فقط به مقدار 100 سانتی متر از سر لوله های دم به طرف داخل کوره گسترش یافته است. گسترش ناحیه احتراق برای یک کوره با قطر بوته 900 سانتی متر، فقط 17.5 سانتی متر بیشتر از حالت اول است. بنابراین نزول کک و احتراق آن، فقط در کناره های کوره و در ناحیه احتراق کوچکی در نزدیکی لوله های دم انجام می شود و قسمت مرکزی کوره در سطح لوله های دم و ناحیه شکم ثابت و غیر فعال است. حالت ایده آل این است که گسترش نواحی احتراق مربوط به لوله های دم آنقدر باشد که با یکدیگر تلاقی کند و ناحیه مرده یا غیر فعال وجود نداشته باشد.

با توجه به شکل زیر مشاهده می شود که در ناحیه غیر فعال در مرکز کوره درصد گاز نیتروزن کم و در عوض درصد منواکسید کربن زیاد است. بنابراین گازهای ناحیه احتراق به راحتی از میان ناحیه غیر فعال عبور نمی کنند بلکه در همان ناحیه لوله های دم به طرف بالا متصاعد می شوند. بررسی ناحیه احتراق و قسمت غیر فعال، با اندازه گیری دما در سطح لوله های دم در مقطع کوره بلند نیز انجام شده و معلوم شده است که دما در مرکز کوره بلند حدود 400 درجه سانتی گراد کمتر از دمای ناحیه احتراق است.

ترکیب شیمیایی گازهای تولیدی در فواصل مختلف از نازل لوله های دم درکوره بلند

همانطور که بیان شد با افزایش قطر بوته کوره بلند، ناحیه احتراق به همان نسبت گسترش نمی یابد در نتیجه قطر ناحیه غیر فعال یا مرده نیز افزایش می یابد. ابعاد ناحیه احتراق نشان دهنده فاصله مورد نیاز از سر لوله های دم برای تبدیل اکسیژن و دی اکسید کربن به منواکسید کربن است. افزایش دمای دم باعث افزایش سرعت سوختن کربن شده و ناحیه احتراق را کوچک می کند و افزایش فشار هوای دم (سرعت خروج هوا) باعث بزرگتر شدن ناحیه احتراق می شود. اگر چه با کوچکتر کردن قطر لوله های دم می توان انرژی کینتیکی هوای دم را افزایش داد و در نتیجه نفوذ و دمش هوا به داخل کوره را بیشتر کرد، اما به نظر می رسد به علت نیاز به دمنده های قوی تر این کار اقتصادی نباشد.

بزرگتر شدن ناحیه احتراق برای یکنواختی جریان گاز به طرف بالا و نزول بار بهتر است. با افزایش سرعت دمش هوای دم، ناحیه احتراق گسترش می یابد. بایستی توجه داشت که با افزایش سرعت دمش یعنی افزایش نفوذ هوای دم به داخل کوره، علاوه بر گسترش ناحیه احتراق، ناحیه بیشینه دما و جریان صعودی گاز را به طرف داخل کوره منتقل می کند این مسئله باعث سرد تر شدن دیواره های ناحیه شکم کوره می شود و ممکن است مواد بر روی دیوارهها منجمد شوند، بنابراین عملا میزان سرعت دمش هوا محدود می باشد.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

علی سعیدی و نادر ستوده، تولید آهن، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1385.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

لغات و اصطلاحات ناحیه احتراق و لوله های دم در کوره بلند

Blow Pipe لوله های دم
Raceway ناحیه احتراق
Blast Furnace کوره بلند
Cast Iron چدن
Steel فولاد
Blast Furnace Stack بدنه کوره بلند
Blast Furnace Belly شکم کوره بلند
Pellet گندله

 

ناحیه احتراق کوره بلند
لوله های دم کوره بلند
برچسب ها: کوره بلندفولادسازیتولید آهن
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان اصفهان 97
بیست و یکمین نمایشگاه تخصصی ساختمان اصفهان 97   عنوا ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان البرز 97   عنوان: نمایشگ ...بیشتر
اولین نمایشگاه تخصصی سونا و جکوزی قزوین 97
نمایشگاه تخصصی سونا، استخر و جکوزی قزوین 97   عنوان: ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97
هفدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97   ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی همدان 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان،آسانسور، درب و پنجره، تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گر ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97
نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97   عنوان: نم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنندج 97
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنن ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز شهر آفتاب تهران 97
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز تهران 97   عنوان: ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97   عنو ...بیشتر
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97 ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر