热平衡计算.docx
- 文档编号:10181031
- 上传时间:2023-05-24
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:21.67KB
热平衡计算.docx
《热平衡计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热平衡计算.docx(8页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
热平衡计算
二、高温区域热平衡计算
高温区热平衡与全炉热平衡计算的原则是相同的,而不同点是进入1000°C以上区域的物料要按100°C左右温度差区别考虑,即煤气温度按1000C、而物料按900°C计算。
【7】
1热量收入
高温区热量收入主要是风口前焦炭、煤粉、重油的燃烧及热风带入的热量,与全炉热平衡计算方法相同。
(1)风口前碳的燃烧放热(QC)
首先计算总碳量:
1)焦炭带入的碳量=455.6X0.8567=390.31kg
2)煤粉带入的碳量=120X0.778=93.36kg
其次讣算风口前燃烧碳量:
1)每lkg燃烧时需氧
224土=0.93312x2
根据2C+02二2C0
m3/kgC
2)已知风量为1262m3:
3)风口前燃烧的总碳量(C风口总):
Cg=风量区风中氧量X丽看
=284.05饱
4)风口前燃烧的焦炭中的碳量(C风口,焦炭)
C刖臟=284.05-62.24=221.8Mg
所以它们的发热量为:
g仆=221.8x9800=2173640kJ
q煤=93.36x10454=975985.44KJ
QC=q焦炭+q煤
二2173640+975985.44=3149625.44kJ
(2)热风带入的热量
Qk=风
式中,v风、c风、t风分别为风量、风的比热容与风温,查热力学数据表,1000°C时的比热容1.185kJ/(kg・°C)[15]
Qk=/c风加=1624.825x1.185x1000
=1925417.625/CJ
0收入=Qc十0风=5075043.065V
2热量支出计算
铁等元素的还原、脱硫、石灰石分解、水分分解等均与全炉热平衡相同,
(1)还原耗热(Q还原)【8】
1)Fe的直接还原耗热:
(2890kJ/kgFe)
<7Fe=945.61xrdx<7
=945.61x0.55x2890=1503047.095V
2)Si的还原耗热:
g$=5.24x22960=120310.4kj
3)Mn的还原耗热
qMn=l.64X4877=7998.28kJ
4)P的还原耗热
qP=2.65X26520=70278kJ
Q还原=qFe+qSi+qMn+qP=1701633.775kJ
⑵脱硫耗热(QS)
取qS4600kj/kg[8]
QS=渣量X(S)XqS
=439.69X0.0078X4600
=15776kJ
(3)石灰石分解与反应热(Q石灰石)
CO2十C=2CO(3768.3kJ/kgCO2)
Q石灰石分解=58.2X0.496X3182=91855.43kJ
Q石灰石反=58.2X0.496X0.4X3768.3=43512.11kJ
=135367.5
@7灰石=0石灰石分+。
石灰石反
(4)水分分解耗热(Q水分)
H2O十C=H2十CO(13440kJ/kgH2)
Q水分=17.75X13440=238560kJ
(5)炉渣带走热量(Q渣)
前述计算中取每lkg炉渣离开高炉时的焰为1780RJ/kg渣。
炉渣进入高温区
时按900°C计算,焰按860kJ/kg渣计算【11】,另外也要扣除成渣热。
0渣=口渣一q成渣
=439.69X(1780-860)-58.2X0.496X1130.5
=404514.8—32634.37=371880.4kJ
(6)铁水带走热量(Q铁水)
与Q渣计算相同,前述计算中取每lkg铁水离开高炉时的焙为1220kJ/kg
铁。
铁水进入高温区时焙按630kJ/kg计算【12】。
Q铁=1000X(1220-630)=590000kJ
(7)煤气带走的热量(Q煤气)
要讣算煤气从高温区带走的热量,必须知道高温区煤气量及其成分,现讣算如下:
已知风口前燃烧碳C风口二284.05kg
故风口前碳燃烧的煤气量为(m3):
224224
%=甘XC如二寸X284.05=530.2
VHi^Vx(p十—X〃哨=1262X0.0175十—x2.794=533778
22
224
^2=KHx(l- 224 =1262x(1-0.21)+—x0.352=997.26 28 则炉缸煤气量=530.2+53.3778十997.26=1580.8 则炉缸煤气成分为: C0=33・5%,N2=63.1%,H2二3.4% 炉缸煤气在上升过程中,山于直接还原的原因,使C0量不断增加,H2和C0含量不断升高,直到1000°C进入间接还原区时: oo4 ^co=530.2+(C*十C&十C册+Cp+CW! ncOj) 224224 +O.4C02Mx备+CO蛇=530.2+务x(383.12—44.64-221.81)+ 224224 0.4x58.2x0.444x—+455.6x0.0095x0.3684x=754.52 4428 V=53.3778+— =53.3778+竺 2 "29 x455.6x(0.0095x0.0632+0.005) =81.96m3 V==997.26+ »i28z处: 炭 224 =997.26+x455.6x(0.0095x0.1579+0.0058) 28 =999.92沪 进入间接还原区时煤气总量: =999.92+81.96+754.52=1836.4m3 其中: CO%二41.1%,H2%=4.5%,\2%=54.4% 在1000°C,煤气比热容以1.41kJ/m3i|-[13],煤气带出的热量: q煤气=1836.4X1000X1.41=2589324kJ 焦炭进入高温区时的比热容以1.okj/kg计【14】,则焦炭带入热量: 口焦=455.6X900X1.5=615060kJ 煤气实际应减去焦炭本身进入高温区所带的热量: (7)煤气带走的热量(Q煤气) Q煤气=q煤气一q焦=2389324—615060=1974264kJ (8)冷却水带走及其他热损失(Q损) 仍采用差值法汁算: =47561.39kJ 计算内容 首先考虑直接还原度与耗碳的关系 (1)铁的直接还原耗碳 CFe,d=945.61X12/56Xrd=203rdkg (2)铁中渗碳量C渗碳=44.64kg (3)形成甲烷耗碳量CCH4=0.9%X12/22.4X1775=8.6kg(大约 是焦炭碳量的1%-5%) (4)石灰石大约有一半在高温区分解,它形成的C02被碳还原成C0,因而消耗碳(C熔剂): C熔剂=58.2X0.444X0.5X12/44=3.5kg 5)Si、Mn、P还原耗碳(CSi,Mn,P)(参见P191) CSi,Mn,P=5.24X24/28+1.64X12/55+2.65X60/62 =7.4kg 当生铁成分一定,而rd=1.0时, EC广5=203+44.64+28.6+3.5+7.4=267.14kg rd=0时, EC广5=44.64+8.6+3.5+7.4=64.14kg 根据rd=1.0和rd=0时的两点在图上作AB线。 或Cd=203rd+64.14kg 当考虑间接还原度与耗碳的关系,而生铁成分乂为一定时,则 (1)间接还原铁耗碳(CFe,i) CFe,i=945.61X12/56X(l-rd)Xn=203n(1-rd)kg 式中n称为碳的过剩系数,1000°C时为3.33(参见P84式(3-14)和图3-6和P194表5-14) 热量耗碳汁算 高炉中不仅消耗还原剂碳量,而且消耗大量的热量,这些也都是依靠消耗大量的碳来提供的,因此要进行热量耗碳的讣算。 1从热收入项计算 Q收入=5075043.065kJ CQ二284.05kg=C风口 称为热量耗碳,实际上就是风口燃烧碳量。 本例条件下,风口前每燃烧lkg碳产生的热量为: qC=Q收入/CQ=17867kj/kg 2从热支出计算CQ 其中 直接还原的Fe量=945.61Xrd 而直接还原lkg铁耗热量2890kJ ・•・qFe,d=945.61XrdX2890=2732812.9rdkJ Q支出=ql+q2~8 当高炉冶炼条件不变,而生铁品种也一定时,qSi,qMn,qP及q2飞各项均为常数。 可得: ql=2732812.9rd+120310+7998.28+70278 =198586.28+2732812.9rd Q支出=ql+q2、8 =145015.8+2592908rd+3373409.29 =3518425.09+2592908rd 根据热平衡有: 可得: CQ=196.9+145.1rd Ci=203n(1-rd)+64.14kg 过剩系数n受温度影响,取其最小值2.5,(参见P194表5-14),上式为: Ci=571.64-507.5rdkg 由此有: Ci=571.64-507.5rdkg Cd=203rd+64.14kg CQ=196.9+145.1rd 由CQ+Cd=Ci求得: rdmin=0.362 此时总耗碳为Ci,即C总=387.9kg
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 平衡 计算