Heat and Mass Transfer in Different Blast-Furnace Gas Cleaning and Cooling Modes in the Blast-Furnace Gas Wet Washing System Prescrubber
Keywords:
prescrubber, droplet average diameter, droplet evaporation, water vapor condensation, heat and mass transfer
Abstract
The article presents the results from studying heat and mass transfer processes in different modes of spraying blast-furnace gas in the prescrubber used in the blast furnace No. 7 gas wet washing system at the Novolipetsk Iron & Steel Works. The study of the heat and mass transfer processes is based on the equation of thermal balance when blast-furnace gas comes in contact with dispersed cooling water droplets. The results from the calculations of heat and mass transfer processes were used to construct graphic dependences of the blast furnace gas temperature and specific content of moisture in it on the prescrubber height. In turn, the obtained graphs were used to analyze the effect the quality of atomizing the recycling and chemically treated service cooling water in spray nozzles has on the location of the point over the prescrubber height at which water vapor contained in the flow of blast-furnace gas starts to condense. The scope of work also included studying the effect the recycling water temperature has on the droplet evaporation intensity in the prescrubber upper part and the effect the chemically treated service cooling water temperature has on the water vapor condensation intensity in the prescrubber lower part. The obtained heat and mass transfer analysis results were used as the basis for suggesting measures for improving the quality and efficiency of cleaning blast-furnace gas in the prescrubber used in the gas cleaning systems developed by Paul Wurth company for the Novolipetsk Iron & Steel Works.
References
1. Коршиков Г.В. и др. Об эффективности применения повышенного давления газов в доменной печи как способа интенсификации процесса плавки // Металлург. 2015. № 8. С. 37—44.
2. Донсков Е.Г., Лялюк В.П., Донсков А.Д. Газодутьевой режим и распределение газа в доменных печах // Сталь. 2014. № 3. С. 12—17.
3. Филатов С.В. и др. Доменное производство НЛМК: традиции, инновации, развитие // Черная металлургия. 2014. № 10 (1378). С. 30—34.
4. Рыжков А.Ф. и др. Повышение эффективности использования доменного газа на металлургических предприятиях России // Металлург. 2016. № 1. С. 26—34.
5. Старицкий В.И. Газовое хозяйство заводов черной металлургии. М.: Металлургия, 1973.
6. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1990.
7. Сталинский Д.В., Каненко Г.М., Алхасова В.В. Результаты испытания новой системы очистки доменного газа // Сталь. 2009. № 5. С. 73—76.
8. Новожилов А. и др. Совершенствование очистки доменного газа на примере ОАО КМЗ // Технадзор. 2015. № 10 (107). С. 316—317.
9. Козлова С.А., Шалаев И.М., Раева О.В., Киселев А.В. Оборудование для очистки газов промышленных печей. Красноярск: Изд-во Сибиского федерального ун-та, 2007.
10. Сперкач И.Е. Новые технологические и технические решения по газоочистной системе доменной печи // Сталь. 2007. № 3. С. 97—103.
11. Сталинский Д.В., Каненко Г.М., Алхасова В.В. Решение проблем очистки доменного газа и энергосбережения // Сталь. 2008. № 6. С. 85—90.
12. Губарев В.Я., Юшков Н.В. Совершенствование систем газоочисток доменного газа // Молодой ученый. 2016. № 10. С. 166—169.
13. Ходакова Т.Д., Стареева М.О. Форсуночный скруббер для охлаждения и увлажнения доменного газа // Глобализация науки: проблемы и перспективы: Сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. 2015. Уфа: МЦИИ «Omega Science». С. 21—24.
14. Юдашкин М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1984.
15. Лобасова М.С., Финников К.А., Миловидова Т.А. Тепломасообмен. Красноярск: Изд-во Сибиского федерального ун-та, 2009.
16. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Ширяев Ю.Н. Термодинамика. Тепломассообмен. Термодинамика и теплопередача. Прикладной тепломассообмен. СПб.: Изд-во ИТМО, 2009.
17. Щербакова Т.П., Леканова Т.Л, Казакова Е.Г. Тепломассообмен. Сыктывкар: Изд-во Сыктывкарского лесного ин-та, 2015.
18. Кологривов М.М., Бузовский В.П. Численное моделирование тепло- и массообмена в эжекционном аппарате // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. № 1. С. 158—169.
19. Арзамасцев А.Г., Губарев В.Я., Морева Ю.О. Особенности расчета теплообмена при течении водовоздушного потока в каналах с конденсацией пара на поверхности // Инновационное развитие. 2016. № 2 (2). С. 4—5.
20. Шиляев М.И., Толстых А.В., Герасименко К.В., Кузнецова А.А. Эффективность тепловлажностной обработки воздуха в барботажных аппаратах и оросительных камерах // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2014. № 3 (147). С. 70—73.
---
Для цитирования: Юшков Н.В., Губарев В.Я. Тепломассообмен при различных режимах очистки и охлаждения доменного газа в пре-скруббере системы мокрой газоочистки доменной печи // Вестник МЭИ. 2018. № 5. С. 16—23. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-16-23.
#
1. Korshikov G.V. i dr. Ob Effektivnosti Primeneniya Povyshennogo Davleniya Gazov v Domennoy Pechi kak Sposoba Intensifikatsii Protsess Plavki. Metallurg. 2015;8:37—44. (in Russian).
2. Donskov E.G., Lyalyuk V.P., Donskov A.D. Gazodut'evoy Rezhim i Raspredelenie Gaza v Domennykh Pechakh. Stal'. 2014;3:12—17. (in Russian).
3. Filatov S.V. i dr. Domennoe Proizvodstvo NLMK: Traditsii, Innovatsii, Razvitie. Chernaya Metallurgiya. 2014;10 (1378):30—34. (in Russian).
4. Ryzhkov A.F. i dr. Povyshenie Effektivnosti Ispol'zovaniya Domennogo Gaza na Metallurgicheskikh Predpriyatiyakh Rossii. Metallurg. 2016;1:26—34. (in Russian).
5. Staritskiy V.I. Gazovoe Khozyaystvo Zavodov Chernoy Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1973. (in Russian).
6. Stark S.B. Pyleulavlivanie i Ochistka Gazov v Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1990. (in Russian).
7. Stalinskiy D.V., Kanenko G.M., Alkhasova V.V. Rezul'taty Ispytaniya Novoy Sistemy Ochistki Domennogo Gaza. Stal'. 2009;5:73—76. (in Russian).
8. Novozhilov A. i dr. Sovershenstvovanie Ochistki Domennogo Gaza na Primere OAO KMZ. Tekhnadzor. 2015;10 (107):316—317. (in Russian).
9. Kozlova S.A., Shalaev I.M., Raeva O.V., Kiselev A.V. Oborudovanie Dlya Ochistki Gazov Promyshlennykh Pechey. Krasnoyarsk: Izd-Vo Sibiskogo Federal'nogo Un-ta, 2007. (in Russian).
10. Sperkach I.E. Novye Tekhnologicheskie i Tekhnicheskie Resheniya po Gazoochistnoy Sisteme Domennoy Pechi. Stal'. 2007;3:97—103. (in Russian).
11. Stalinskiy D.V., Kanenko G.M., Alkhasova V.V. Reshenie Problem Ochistki Domennogo Gaza I Energosberezheniya. Stal'. 2008;6:85—90. (in Russian).
12. Gubarev V.Ya., Yushkov N.V. Sovershenstvovanie Sistem Gazoochistok Domennogo Gaza. Molodoy Uchenyy. 2016;10:166—169. (in Russian).
13. Khodakova T.D., Stareeva M.O. Forsunochnyy Skrubber dlya Okhlazhdeniya i Uvlazhneniya Domennogo Gaza. Globalizatsiya Nauki: Problemy i Perspektivy: Sb. Statey Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. 2015. Ufa: MTSII «Omega Science»:21—24. (in Russian).
14. Yudashkin M.Ya. Pyleulavlivanie i Ochistka Gazov v Chernoy Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1984. (in Russian).
15. Lobasova M.S., Finnikov K.A., Milovidova T.A. Teplomasoobmen. Krasnoyarsk: Izd-vo Sibiskogo Federal'nogo Un-ta, 2009. (in Russian).
16. Tsvetkov O.B., Laptev Yu.A. Shiryaev Yu.N. Termodinamika. Teplomassoobmen. Termodinamika i Teploperedacha. Prikladnoy Teplomassoobmen. SPb.: Izd-vo ITMO, 2009. (in Russian).
17. Shcherbakova T.P., Lekanova T.L, Kazakova E.G. Teplomassoobmen. Syktyvkar: Izd-vo Syktyvkarskogo Lesnogo In-ta, 2015. (in Russian).
18. Kologrivov M.M., Buzovskiy V.P. Chislennoe Modelirovanie Teplo- i Massoobmena v Ezhektsionnom Apparate. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2016;89; 1:158—169. (in Russian).
19. Arzamastsev A.G., Gubarev V.Ya., Moreva Yu.O. Osobennosti Rascheta Teploobmena pri Techenii Vodovozdushnogo Potoka v Kanalakh s Kondensatsiey Para na Poverkhnosti. Innovatsionnoe Razvitie. 2016;2 (2):4—5. (in Russian).
20. Shilyaev M.I., Tolstykh A.V., Gerasimenko K.V., Kuznetsova A.A. Effektivnost' Teplovlazhnostnoy Obrabotki Vozdukha v Barbotazhnykh Apparatakh i Orositel'nykh Kamerakh. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2014;3 (147):70—73. (in Russian).
---
For citation: Yushkov N.V., Gubarev V.Ya. Heat and Mass Transfer in Different Blast-Furnace Gas Cleaning and Cooling Modes in the Blast-Furnace Gas Wet Washing System Prescrubber. MPEI Vestnik. 2018;5:16—23. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-16-23.
2. Донсков Е.Г., Лялюк В.П., Донсков А.Д. Газодутьевой режим и распределение газа в доменных печах // Сталь. 2014. № 3. С. 12—17.
3. Филатов С.В. и др. Доменное производство НЛМК: традиции, инновации, развитие // Черная металлургия. 2014. № 10 (1378). С. 30—34.
4. Рыжков А.Ф. и др. Повышение эффективности использования доменного газа на металлургических предприятиях России // Металлург. 2016. № 1. С. 26—34.
5. Старицкий В.И. Газовое хозяйство заводов черной металлургии. М.: Металлургия, 1973.
6. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1990.
7. Сталинский Д.В., Каненко Г.М., Алхасова В.В. Результаты испытания новой системы очистки доменного газа // Сталь. 2009. № 5. С. 73—76.
8. Новожилов А. и др. Совершенствование очистки доменного газа на примере ОАО КМЗ // Технадзор. 2015. № 10 (107). С. 316—317.
9. Козлова С.А., Шалаев И.М., Раева О.В., Киселев А.В. Оборудование для очистки газов промышленных печей. Красноярск: Изд-во Сибиского федерального ун-та, 2007.
10. Сперкач И.Е. Новые технологические и технические решения по газоочистной системе доменной печи // Сталь. 2007. № 3. С. 97—103.
11. Сталинский Д.В., Каненко Г.М., Алхасова В.В. Решение проблем очистки доменного газа и энергосбережения // Сталь. 2008. № 6. С. 85—90.
12. Губарев В.Я., Юшков Н.В. Совершенствование систем газоочисток доменного газа // Молодой ученый. 2016. № 10. С. 166—169.
13. Ходакова Т.Д., Стареева М.О. Форсуночный скруббер для охлаждения и увлажнения доменного газа // Глобализация науки: проблемы и перспективы: Сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. 2015. Уфа: МЦИИ «Omega Science». С. 21—24.
14. Юдашкин М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1984.
15. Лобасова М.С., Финников К.А., Миловидова Т.А. Тепломасообмен. Красноярск: Изд-во Сибиского федерального ун-та, 2009.
16. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Ширяев Ю.Н. Термодинамика. Тепломассообмен. Термодинамика и теплопередача. Прикладной тепломассообмен. СПб.: Изд-во ИТМО, 2009.
17. Щербакова Т.П., Леканова Т.Л, Казакова Е.Г. Тепломассообмен. Сыктывкар: Изд-во Сыктывкарского лесного ин-та, 2015.
18. Кологривов М.М., Бузовский В.П. Численное моделирование тепло- и массообмена в эжекционном аппарате // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. № 1. С. 158—169.
19. Арзамасцев А.Г., Губарев В.Я., Морева Ю.О. Особенности расчета теплообмена при течении водовоздушного потока в каналах с конденсацией пара на поверхности // Инновационное развитие. 2016. № 2 (2). С. 4—5.
20. Шиляев М.И., Толстых А.В., Герасименко К.В., Кузнецова А.А. Эффективность тепловлажностной обработки воздуха в барботажных аппаратах и оросительных камерах // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2014. № 3 (147). С. 70—73.
---
Для цитирования: Юшков Н.В., Губарев В.Я. Тепломассообмен при различных режимах очистки и охлаждения доменного газа в пре-скруббере системы мокрой газоочистки доменной печи // Вестник МЭИ. 2018. № 5. С. 16—23. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-16-23.
#
1. Korshikov G.V. i dr. Ob Effektivnosti Primeneniya Povyshennogo Davleniya Gazov v Domennoy Pechi kak Sposoba Intensifikatsii Protsess Plavki. Metallurg. 2015;8:37—44. (in Russian).
2. Donskov E.G., Lyalyuk V.P., Donskov A.D. Gazodut'evoy Rezhim i Raspredelenie Gaza v Domennykh Pechakh. Stal'. 2014;3:12—17. (in Russian).
3. Filatov S.V. i dr. Domennoe Proizvodstvo NLMK: Traditsii, Innovatsii, Razvitie. Chernaya Metallurgiya. 2014;10 (1378):30—34. (in Russian).
4. Ryzhkov A.F. i dr. Povyshenie Effektivnosti Ispol'zovaniya Domennogo Gaza na Metallurgicheskikh Predpriyatiyakh Rossii. Metallurg. 2016;1:26—34. (in Russian).
5. Staritskiy V.I. Gazovoe Khozyaystvo Zavodov Chernoy Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1973. (in Russian).
6. Stark S.B. Pyleulavlivanie i Ochistka Gazov v Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1990. (in Russian).
7. Stalinskiy D.V., Kanenko G.M., Alkhasova V.V. Rezul'taty Ispytaniya Novoy Sistemy Ochistki Domennogo Gaza. Stal'. 2009;5:73—76. (in Russian).
8. Novozhilov A. i dr. Sovershenstvovanie Ochistki Domennogo Gaza na Primere OAO KMZ. Tekhnadzor. 2015;10 (107):316—317. (in Russian).
9. Kozlova S.A., Shalaev I.M., Raeva O.V., Kiselev A.V. Oborudovanie Dlya Ochistki Gazov Promyshlennykh Pechey. Krasnoyarsk: Izd-Vo Sibiskogo Federal'nogo Un-ta, 2007. (in Russian).
10. Sperkach I.E. Novye Tekhnologicheskie i Tekhnicheskie Resheniya po Gazoochistnoy Sisteme Domennoy Pechi. Stal'. 2007;3:97—103. (in Russian).
11. Stalinskiy D.V., Kanenko G.M., Alkhasova V.V. Reshenie Problem Ochistki Domennogo Gaza I Energosberezheniya. Stal'. 2008;6:85—90. (in Russian).
12. Gubarev V.Ya., Yushkov N.V. Sovershenstvovanie Sistem Gazoochistok Domennogo Gaza. Molodoy Uchenyy. 2016;10:166—169. (in Russian).
13. Khodakova T.D., Stareeva M.O. Forsunochnyy Skrubber dlya Okhlazhdeniya i Uvlazhneniya Domennogo Gaza. Globalizatsiya Nauki: Problemy i Perspektivy: Sb. Statey Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. 2015. Ufa: MTSII «Omega Science»:21—24. (in Russian).
14. Yudashkin M.Ya. Pyleulavlivanie i Ochistka Gazov v Chernoy Metallurgii. M.: Metallurgiya, 1984. (in Russian).
15. Lobasova M.S., Finnikov K.A., Milovidova T.A. Teplomasoobmen. Krasnoyarsk: Izd-vo Sibiskogo Federal'nogo Un-ta, 2009. (in Russian).
16. Tsvetkov O.B., Laptev Yu.A. Shiryaev Yu.N. Termodinamika. Teplomassoobmen. Termodinamika i Teploperedacha. Prikladnoy Teplomassoobmen. SPb.: Izd-vo ITMO, 2009. (in Russian).
17. Shcherbakova T.P., Lekanova T.L, Kazakova E.G. Teplomassoobmen. Syktyvkar: Izd-vo Syktyvkarskogo Lesnogo In-ta, 2015. (in Russian).
18. Kologrivov M.M., Buzovskiy V.P. Chislennoe Modelirovanie Teplo- i Massoobmena v Ezhektsionnom Apparate. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2016;89; 1:158—169. (in Russian).
19. Arzamastsev A.G., Gubarev V.Ya., Moreva Yu.O. Osobennosti Rascheta Teploobmena pri Techenii Vodovozdushnogo Potoka v Kanalakh s Kondensatsiey Para na Poverkhnosti. Innovatsionnoe Razvitie. 2016;2 (2):4—5. (in Russian).
20. Shilyaev M.I., Tolstykh A.V., Gerasimenko K.V., Kuznetsova A.A. Effektivnost' Teplovlazhnostnoy Obrabotki Vozdukha v Barbotazhnykh Apparatakh i Orositel'nykh Kamerakh. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2014;3 (147):70—73. (in Russian).
---
For citation: Yushkov N.V., Gubarev V.Ya. Heat and Mass Transfer in Different Blast-Furnace Gas Cleaning and Cooling Modes in the Blast-Furnace Gas Wet Washing System Prescrubber. MPEI Vestnik. 2018;5:16—23. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-16-23.
