Анализ взаимодействия продуктов сгорания природного газа с расплавом меди при производстве медной катанки

Abstract

В статье описана технологическая схема производства медной катанки с использованием в качестве топлива природного газа. При таком способе производства медной катанки периодически возникают неконтролируемые изменения качества меди по содержанию кислорода и водорода. Для анализа этой проблемы была предложена модель-схема возможных основных реакций массообмена между расплавом меди и газовой фазой над расплавом. Рассмотрены зависимости констант равновесия реакций 2Н2 + О2 ↔ 2Н2О, СО + Н2О ↔ СО2 + Н2, 2СО + О2 ↔ 2СО2, протекающих в газовой фазе над расплавом меди. Предложено уточнить методику расчета состава исходного природного газа с учетом его влагосодержания (d, г/м3 сухого газа). Разработан алгоритм расчета горения природного газа с введением поправок на диссоциацию {CO2} и {H2O}. Проведены расчеты и построены графики зависимости содержания водяного пара и диоксида углерода, с учетом их диссоциации и концентрации в продуктах сгорания природного газа, от температуры и коэффициента расхода воздуха.

The article describes the technological scheme of production of copper wire rod, using natural gas as fuel. By using this method of production of copper rod uncontrolled changes of oxygen and hydrogen content in copper periodically occur. To analyze this problem, a model of a possible key reactions mass transfer between the copper melt and the gas phase above the melt is presented. The dependences of the equilibrium constants of the reaction 2H2 + O2 ↔ 2H2O, CO + H2O ↔ CO2 + H2, 2CO + O2 ↔ 2CO2 occurring in the gas phase above the melt copper are considered. It is requested to clarify the methodology of calculation of initial natural gas because of its water content (d, g/m3 dry gas), and developed an algorithm for calculating the combustion of natural gas with the introduction of amendments to the dissociation of {CO2} and {H2O}. Calculations are made and the results are plotted as water vapor and carbon dioxide, according to their concentration in the dissociation and combustion of natural gas, the temperature and air flow rate.