Газы металлургических процессов может стать энергетическим ресурсом
Высокий уровень энергетических требований и растущих энергетических затрат представляет собой основную проблему для металлургии. Газы, образованные в процессе металлургического производства как свободный побочный продукт, используются в качестве альтернативного источника энергии. Помимо экономической выгоды использование этих газов в качестве топлива для газовых двигателей снижает выбросы промышленного CO 2 и сохраняет природные энергетические ресурсы.
Различные виды индустриальных газов
В производственных процессах металлургической промышленности высвобождается очень большое количество специфических газов. Три производственные стадии – от угля до конечного продукта – сопровождаются возникновением трех типов газа: коксовый газ, доменный газ и конвертерный газ . Эти газы характеризуются различным составом и низшей теплотворной способностью (НТС) и могут быть представлены схематично:
Концепция Jenbacher
Различные сплавы, а так же теплотворная способность и режим горения газов в процессе производства стали, предъявляют более высокие требования к строению двигателя . GE предлагает газовые двигатели особой модификации, которые позволяют эффективно использовать эти газы для комбинированного производства тепла и электричества.
В основном, стабильный состав коксового газа делает его подходящим топливом для газового двигателя. Высокое содержание водорода способствует ускорению процесса сгорания топлива, что снижает опасность повреждения двигателя или его возгорания. Во избежание этого риска GE создал систему контроля двигателя, которая помогает снабжать двигатель топливом в виде обедненной рабочей смеси в то же время быстро реагировать на изменения в загрузке двигателя
Конвертерный газ с высоким содержанием окиси углерода горит очень медленно и продукты его горения вредны для атмосферы. GE разработал специальную систему сжигания топлива в двигателе, которая позволяет сделать процесс горения более эффективным и надежным. К тому же, GE предлагает безопасный пакет технических услуг, обеспечивающий четкую манипуляцию такими опасными газами, как окись водорода. Оба газа могут быть использованы для производства горячего водоснабжения, пара и электричества. Горячая вода и отработанный газ поступают в котлы. Получающийся пар может использоваться в рамках металлургического процесса. Электричество, произведенное двигателями Jenbacher может также быть использовано на месте или поступать в общую сеть. Электрический КПД конвертерного газа может достигать 37 % и КПД коксового газа также может быть выше.
GE с помощью высокоразвитых технологий Jenbacher обеспечивает производство энергии коксовым и конвертерным газами.
Коксовый газ
Как побочный продукт, образующийся при производстве чугуна, коксовый газ создается путем высокотемпературной сухой перегонки коксующегося угля в условиях отсутствия кислорода. Газ в основном состоит из водорода (50 to 60%), метана (15 to 30%) и небольшого процентного соотношения (10 to 20%) окиси углерода, углекислого газа и азота. С теплотворной способностью 5 КВт/м³ N , коксовый газ является ценным топливом для производства энергии с помощью двигателей Jenbacher .
Конвертерный газ
Конвертерный газ создается из чугуна в процессе производства стали. Процесс производства стали может быть разделен на два отдельных процесса: выдувное формование или открытая топка (мартеновская печь).
Во время выдувного формования чугун очищается кислородом или воздухом, снижается дозировка углерода и доставка достаточного количества технологического тепла для поддержания стали в жидком состоянии. Из 60% мирового производства сырья для металлургической промышленности процесс Linz - Donawitz ( LD ), классифицированный как процесс формовки, является общим методом производства сырья для металлургии.
С другой стороны, из лома и руды в процессе открытого плавления извлекается кислород, что требует дополнительной подачи тепла при производстве стали. Один из основных способов – это электрическая плавка.
Конвертерный газ от процесса формовки и электрической плавки используется в газовых двигателях Jenbacher . Газ состоит из около 65% окиси углерода, 15% углекислого газа, 15% азота и небольшого количества водорода и метана.
Преимущества
− независимая подача тепла
− снижены энергозатраты, больше предсказуемости и стабильности
− эффективная и экономичная подача тепла и электричества
− высокий электрический КПД по сравнению с другими технологиями производства энергии(например, паровые или газовые турбины)
− больше подходит для производства электроэнергии в диапазоне от нескольких сот кВт до 20-30 M Вт
− требуется газ значительно меньшего давления
− альтернативное решение проблемы применения газа как энергетического ресурса
− замена традиционному топливу
− немаловажное для экологии снижение вредного воздействия на окружающую среду
Ключевые моменты
На одну тонну кокса приходится примерно 470 м³ коксового газа; 60 % этого объема используется во внутренних процессах, остальная часть может идти на производство энергии двигателями Jenbacher (около 400 кВт).
На тонну стали, произведенной в процессе формовки ( LD -процесс), производится примерно 50 м³ конвертерного газа, который, сгорая в двигателях Jenbacher , дает выход электричества около 50 кВт. | 
