Oxidation of molten impurities in converters by means of combustion flames: Thermodynamic principles. 1. Thermodynamic analysis of processes in natural-gas combustion


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

In the production of steel, as the productivity rises and the resource and energy consumption declines, improvements in converter design are required to ensure preliminary scrap and batch heating and to intensify redox processes in the liquid bath and exhaust-gas combustion above the bath, without impairing the durability of the injection systems and the converter lining. The use of fuel–oxygen combustion flames in the converter resolves numerous technological problems. The hydrodynamics in the reaction zones and in the liquid bath may be greatly changed by fuel combustion in the converter’s working space with jet formation or by means of submersible combustion flames. In the present work, thermodynamic methods are used to analyze the dynamics of gaseous-fuel combustion and the oxidation of elements in the converter bath on interaction with high-temperature combustion products. The interaction of the combustion flame and chemical elements in the converter bath is calculated for equilibrium conditions. The use of the combustion flames is found to change the composition of the gas phase in the converter’s working space (above the bath), which contains H2 and H2O in addition to the traditional components associated with oxygen injection: O2, CO, CO2. The presence of H2 and H2O changes the thermal conditions and oxidative properties of the gas phase. In the combustion of gas–oxygen fuel, the optimal composition of the initial gas mixture (natural gas + oxygen) must correspond to the ratio 100% CH4 + 69% O2. The oxidation product is gaseous phase consisting of 40% CO2 + 60% H2O. The total enthalpy of combustion of the gas–oxygen fuel at converter temperatures, with an oxygen excess greater than 1.0 (up to 2.0), is about 200 kJ per mole of the initial reagents. In the oxidation of methane by carbon dioxide, the total enthalpy of combustion is between–7 and–14.5 kJ/mol of initial reagents at 1800 K. The process becomes endothermal at temperatures above 2000 K: ΔH2200 = 7.7–15.4 kJ/mol. In the oxidation of natural gas by water vapor, ΔH1800–2200 = 19.5–70 kJ/mol. Thus, flame temperatures above 1800 K may only be attained in the oxidation of methane by oxygen. The use of air, carbon dioxide, or water vapor as the oxidant does not yield the required thermal effect.

Об авторах

V. Solonenko

Siberian State Industrial University

Автор, ответственный за переписку.
Email: mchmsis@mail.ru
Россия, Novokuznetsk

E. Protopopov

Siberian State Industrial University

Email: mchmsis@mail.ru
Россия, Novokuznetsk

S. Feiler

Siberian State Industrial University

Email: mchmsis@mail.ru
Россия, Novokuznetsk

N. Yakushevich

Siberian State Industrial University

Email: mchmsis@mail.ru
Россия, Novokuznetsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».