Расчёт количества израсходованного воздуха и полученного в процессе агломерации газа

Страницы работы

Содержание работы

2.3 Расчёт количества израсходованного воздуха и полученного в процессе агломерации газа

2.3.1 Определение расхода воздуха

На основании опытных данных в курсовом проекте принято, что углерод топлива горит на 80%  в CO2 и  20% в СО.

Расходуется кислорода при сгорании 1 кг углерода:

при горении в CO2 по реакции С+O2=CO2

32÷12=2,67 кг;

при горении в СО по реакции С + ½O2 = CO

16÷12=1,34 кг.

В процессе агломерации в участках слоя шихтовых материалов с плохой газопроницаемостью некоторое количество углерода не сгорает и, следовательно, на него не расходуется кислород воздуха. Величина эта колеблется в небольших пределах (3-7 % от расхода топлива на единицу агломерата). Количество несгоревшего топлива в курсовом проекте принято 7 %.

При сгорании углерода шихты затрачивается кислорода:

при горении в CO2

(3,8×0,8515+88,51×0,0039)×0,93×0,8×2,67=7,113 кг

или

7,113×22,4÷32=4,979 м3;

при горении в СО

(3,8×0,8515+88,51×0,0039)×0,93×0,2×1,34=0,892 кг

или

0,892×22,4÷32=0,625 м3;

где 3,8 и 88,51 - расход коксовой мелочи и рудной смеси, кг;

0,8515 и 0,0039 - содержание углерода в коксовой мелочи и рудной смеси (85,15 и 0,39% соответственно, таблица 1).

В процессе агломерации кислород воздуха расходуется также на окисление FeO до Fe2O3:

 кг      (8)

или

1,535×22,4÷32=1,075 м3.

Кроме того, необходимо учесть кислород воздуха, расходуемый на окисление серы по следующим реакциям:

S+O2=SO2

3,534×0,0085×0,95×22,4÷32=0,02 м3;

4×FeS+7×O2=2×Fe2O3+4×SO2

 

88,51×0,0027×0,95×7×22,4÷4÷32=0,278 м3,

5,5×0,001×0,95×7×22,4÷4÷32=0,006 м3,

где 3,534 - количество сгорающей коксовой мелочи (3,8×0,93=3,534 кг);

88,51 - расход рудной смеси, кг;

5,5 - расход окалины, кг;

0,0085 - содержание серы в коксовой мелочи (0,85 %);

0,0027 - содержание серы в рудной смеси в виде FeS (0,27 %, таблица 1);

0,001 - содержание серы в окалине в виде FeS (0,1 %, таблица 1);

Всего расходуется кислорода

4,979+0,625+1,075+0,02+0,278+0,006=6,983 м3.

С учётом коэффициента избытка воздуха (a=1,2-1,5 %, принимаем a=1,4) необходимо ввести в слой спекаемой шихты кислорода воздуха

6,983·1,4=9,776 м3.

В сухом воздухе содержится 21 % O2 и 79 % N2.

Тогда количество азота воздуха будет

9,776×79÷21=36,777 м3.

Расход сухого воздуха составит

9,776+36,777=46,553 м3.

При содержании 2 % влаги в воздухе влажного воздуха расходуется

46,553÷0,98=47,503 м3.

2.3.2 Определение количества газа

При горении углерода шихты в СО2 образуется газа столько же, сколько израсходовано кислорода, а при горении в СО - в два раза больше, чем израсходовано кислорода.

Следовательно, при горении углерода топлива образуется 4,979 м3 CO2 и

0,625×2=1,25 м3 СО.

В процессе спекания остаётся свободного кислорода

9,776-6,983=2,793 м3.

Переходит в газ азота 36,777 м3.

Влага, переходящая в газ, вносится влажным воздухом и шихтовыми материалами.

Влаги вносится воздухом

47,503-46,553=0,95 м3

или

0,95×18÷22,4=0,763 кг.

Влаги вносится шихтовыми материалами 9,547 кг или

9,547×22,4÷18 = 11,881 м3.

Всего вносится влаги

0,763+9,547=10,31 кг

или

0,95+11,881=12,831 м3.

Диоксида углерода переходит в газ из шихтовых материалов

88,51×0,0154+10,48×0,4325=5,896 кг

или

5,896×22,4÷44 =3,001 м3.

Всего диоксида углерода будет в газе

4,979+3,001=7,98 м3.

Количество SO2, образующегося при окислении серы в процессе спекания, определяется следующим образом:

по реакции S+O2 = SO2

 

3,534×0,0085×0,95×22,4÷32=0,02 м3;

по реакции 4×FeS+7×02=2×Fe2O3+4×SO2

88,51×0,0027×0,95×2×22,4÷64=0,159 м3,

5,5×0,001×0,95×2×22,4÷64=0,004 м3.

Всего в газе будет

0,02+0,159+0,004=0,183 м3 SO2.

Количество и состав отходящего газа приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Количество и состав продуктов горения

Продукты горения

Влажные

Сухие

м3

%

м3

%

СО2

7,98

12,91

7,98

16,291

CO

1,25

2,022

1,25

2,552

O2

2,793

4,518

2,793

5,702

SO2

0,183

0,296

0,183

0,374

N2

36,777

59,496

36,777

75,081

H2O

12,831

20,757

-

-

Итого

61,814

100

48,983

100

Количеством продуктов горения, получающихся от горения газа в зажигательном горне, из-за незначительной величины (0,2-0,3 % от массы шихты, идущей на спекание единицы агломерата), пренебрегаем.

В процессе агломерации возможно взаимодействие влаги с углеродом топлива, в результате чего в продуктах горения появляется небольшое количество водорода (до 1,5 %). Ввиду незначительного развития этого процесса количество водорода в газе не рассчитывается.

Похожие материалы

Информация о работе