Главная | Обратная связь

Расчет количества СО в колошниковом газе

Основными источниками СО являются горение углерода топлива у фурм и процессы прямого восстановления. Часть образующегося в доменной печи СО участвует в реакциях косвенного восстановления и переходит в СО₂.

а) При горении топлива у фурм из каждого м³ кислорода влажного дутья образуется два объема СО, а всего:

м³/100 кг чугуна.

б) Образуется СО в результате реакций прямого восстановления, которые уже рассматривались в подразделе 4.1:

м³/100 кг чугуна.

в) СО летучих веществ кокса:

м³/100 кг чугуна.

г) Переходит СО в СО₂ в результате реакций косвенного восстановления:

, м³/ 100 кг чугуна.

д) количество СО в колошниковом газе:

, м³/100 кг чугуна.

Расчёт количества азота в колошниковом газе

а) Вносится азота с влажным дутьём:

м³/100кг чугуна.

б) Азот летучих кокса:

м³/100кг чугуна.

в) Азот органической массы кокса:

м³/100кг чугуна.

 

г) Азот природного газа:

м³/100 кг чугуна.

д) Всего азота в колошниковом газе:

м³/100 кг чугуна.

Количество и состав колошникового газа

Компонент	м3/100кг чугуна	%
CO2 CO H2 N2
Всего		100.00

В первую колонку заносятся значения , Процентное содержание в колошниковом газе каждого компонента определяется после вычисления суммарного выхода колошникового газа на 100 кг чугуна.

 

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

а) Масса дутья:

кг/100 кг чугуна.

Здесь: 32; 28; 18 – молекулярные массы О₂, N₂ и Н₂О;

, % .

б) Масса природного газа:

кг/100 кг чугуна.

в) Масса колошникового газа:

кг/100 кг чугуна.

г) Масса влаги от восстановления :

, кг/100 кг чугуна.

 

 

д) Сводная таблица материального баланса

 

Задано	Кг	Получено	Кг
Шихтовые материалы Дутье Природный газ		Чугуна Шлака Колошникового газа Влаги от восстановления Влаги и пыли шихты	100.00
Итого		Итого

 

Расход шихтовых материалов с учётом их выноса и влаги, а также масса влаги и пыли шихты были вычислены в п.2.5.

 

ОБЩИЙ ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

Приход теплоты

а) Выделяется теплоты при горении углерода кокса на фурмах во влажном дутье с учетом реакций

С + 1/2О₂ = СО + 117845 кДж/кМоль;

Н₂О = Н₂ + О₂ - 246115 кДж/кМоль:

кДж/100 кг чугуна.

б) Выделяется теплоты при горении природного газа с образованием

СО и Н₂:

, кДж/100 кг чугуна.

в) Вносится теплоты нагретым дутьем:

кДж/100 кг чугуна,

где: м³/100кг чугуна;

м³/100кг чугуна;

м³/100 кг чугуна.

 

Удельные средние теплоёмкости газов (кДж/нм³.град) от 0 ⁰С до температуры дутья находятся интерполяцией из таблицы:

 

Газ	Средняя теплоемкость при t, 0С
N2	1.354	1.367	1.380	1.392	1.403	1.414	1.425
О2	1.434	1.450	1.465	1.478	1.489	1.501	1.511
Н2О	1.641	1.668	1.696	1.723	1.750	1.777	1.803

 

г) Принимаемые допущения:

- Ввиду незначительной величины и неопределённости пренебрегаем теплосодержанием загружаемой в печь шихты.

- Принимаем, что восстановление оксидов железа с помощью СО протекает в доменной печи в конечном итоге с нулевым тепловым эффектом.

 

Расход теплоты

а) Расходуется теплоты на восстановление железа из FeO водородом по реакции FeO + H₂ = Fe + H₂O - 27717 кДж/кМоль:

кДж/100 кг чугуна.

б) Расходуется теплоты на прямое восстановление железа по реакции

FeO + C = Fe + CO - 152190 кДж/кМоль:

кДж/100 кг чугуна.

в) Расходуется теплоты на восстановление примесей чугуна, а именно:

- кремния по реакции SiO₂+2C = Si+2CO-635096 кДж/кМоль:

кДж/100 кг чугуна;

- марганца по реакции MnO+C = Mn+CO-287382 кДж/кМоль:

кДж/100 кг чугуна;

- фосфора по реакции (СаО)₃×Р₂О₅+5С = 3СаО+2Р+5СО-1629080 кДж/кМоль

при принятом допущении, что Р_чуг = 0.08 %:

кДж/100 кг чугуна.

г) Теплосодержание чугуна. Теплосодержание 1кг чугуна в зависимости от его температуры может составлять от 1050 до 1200 кДж/кг чугуна. Принимаем для данного расчёта – 1125 кДж/кг чугуна. Теплосодержание 100 кг чугуна – 112500 кДж.

д) Теплосодержание шлака. Теплосодержание 1 кг доменного шлака в зависимости от его температуры и состава может составлять от 1700 до 1900 кДж. Принимаем для данного расчёта – 1800 кДж/кг шлака. Тогда теплосодержание шлака при его выходе М_шл (кг/100кг чугуна) составит:

кДж/100 кг чугуна

е) Потери теплоты доменной печью во внешнее пространство и с охлаждающей водой определяются по следующей эмпирической формуле:

кДж/100 кг чугуна,

где d_p и d_г – диаметры распара и горна доменной печи, м;

Т – суточная производительность доменной печи, тыс.т.

Значения d_p и d_г можно взять из любого учебника или справочника, содержащего размеры профилей типовых доменных печей.

Суточную производительность печи Т рассчитываем, исходя из величины удельной производительности 2 т/сут.м³ :

Т = V_n × 2 × 0.001 , тыс.т чугуна/сут.

ж) Разницу между суммарным приходом теплоты в доменную печь и учтённым суммарным расходом теплоты по пунктам а,б,в,г,д,е относим на теплосодержание газа и пыли, покидающих доменную печь через колошник.

7.3.Сводная таблица теплового баланса

Наименование статей	КДж/100 кг чугуна	%
Приход теплоты 1.Горение углерода кокса 2.Горение природного газа 3.Теплосодержание дутья
Итого		100,00
Расход теплоты 1.Восстановление железа водородом 2.Восстановление железа углеродом 3.Восстановление примесей чугуна 4.Теплосодержание чугуна 5.Теплосодержание шлака 6.Потери на охлаждение 7.Теплосодержание колошникового газа и пыли
Итого		100,00