Реконструкция до­менной печи № 1 в доменном цехе ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", страница 7

0,02; 0,017 - содержание влаги в руде краснокаменской и коксе соответственно (2; 1,73; %). Агломерат, окатыши и конверторный шлак влаги не содержат.

1.3.7 Определение количества и состава колошникового газа

Баланс элементов, поступающих в доменную печь с коксом.Предварительно определим, содержание азота в коксе.

Nк = (O+N)к – Oл,

где (О +N)k - содержание кислорода и азота в коксе, %;

Oл- содержание кислорода в летучих кокса, Oл= 0,61 %.

N_K= 1,30-0,61 =0,69%.

Часть кокса удаляется с летучими веществами.

Баланс элементов, поступающих с коксом, сводится в таблицу 7.                                             Таблица 7 - Баланс элементов, поступающих с коксом.                                                         В килограммах

Статьи баланса	С	Н	О	N
Вносится в печь	35,535	0,204	0,248	0,281
Выносится из печи	0,158	0,014	0,248	0,027
Остаётся в печи	35,377	0,19	0	0,254

Определение количества углерода, сжигаемого кислородом шихты и дутья.        Углерода затрачивается на образование метана 0,6 % от С_общ. 0,213 кг С  затрачивается на образование метана, переходит в чугун 4,73 кг С, уносится с летучими вещест­вами кокса 0,158 кг С. Сжигается углерода кислородом дутья и шихты:

35,535 - 0,213 - 4,73 - 0,158 = 30,434 кг.

Определение количества углерода, сжигаемого кислородом дутья у фурм

Предварительно определяем количество углерода, сжигаемого кислородом шихты, т.е. углерода, расходуемого на восстановление примесей чугуна и двуокиси углерода руды.

На восстановление примесей чугуна и железа прямым путем расходуется 6,887 кг.

Железной рудой вноситься двуокиси углерода 0,10 кг.

Окатышами КачГОКа вносится двуокиси углерода 0,046 кг.

Всего рудой и окатышами вносится двуокиси углерода 0,146 кг.

Принять, что 50 % CO₂ железной руды восстанавливается до СО по уравнению  СО₂ + С = 2СО.

Углерода расходуется

0,146 · 0,5 · 12: 44 = 0,02 кг,

где 44 - молекулярная масса двуокиси углерода.

Следовательно, углерода на фурмах сжигается кислородом дутья                       30,434 - 6,887 - 0,02 = 23,527 кг, что составляет 23,527·100:30,434 = 77,3 % всего углерода, окисляющегося кислородом шихты и дутья.

Определение составляющих колошникового газа

Двуокись углерода. Предварительно определяем количество окиси железа, внесённой железорудными материалами и конверторным шлаком шихты.

Всего образуется двуокиси углерода при восстановлении окислов железа 26,68 м³.

 Железной рудой и окатышами вносится двуокиси углерода в газ

0,146 · 0,5 ·22,4: 44 = 0,04м³.

Двуокиси углерода поступающих из летучих кокса 0,06 м³. Всего двуокиси углерода будет в газе.

26,68 + 0,04 + 0,06 = 28,78 м³.

Окись углерода. Окиси углерода образуется при прямом восстановлении примесей чугуна 12,87 м³.

         Окиси углерода образуется при горении углерода кокса у фурм по реакции 2С + О₂ = 2СО

23,527 · 22,4:12 = 43,92м³,                                                                                                             где 23,527 - масса углерода кокса, окисляющегося кислородом дутья, кг;

12 - атомная масса углерода.

Окиси углерода образуется при восстановлении СО₂ железной руды и окатышей по уравнению СО₂ + С = 2СО  0,07 м³,

Окиси углерода поступает из летучих кокса 0,23 м³.

Всего окиси углерода образуется при горении природного газа 10,95 м³.

Всего образуется окиси углерода

12,87 + 43,92 + 0,07 + 0,23 + 10,95 = 68,04 м³.

За вычетом СО, израсходованной на косвенное восстановление железа, в газ перехо­дит 68,04 - 26,68 = 41,36 м³ СО.

Азот.В газ переходит 0,22 м³ азота кокса.

При подсчете азота, поступившего с дутьём, необходимо учесть, что в дутье содер­жится 7г/м³ влаги.

Состав дутья следующий:

м³                                               %

О₂                                             28,19                           28,07

N₂                                             71,38                            71,07

H₂                                             0,86                              0,86

Итого                                       100,43                          100,00

            Количество азота, поступающего с дутьём, определяется по количеству кислорода, израсходованного на образование окиси углерода, получающейся от горения кокса и природного газа у фурм. Окиси углерода от горения углерода кокса и природного газа у фурм образуется 43,92 м³. Для получения этого количества окиси углерода необходимо

            43,92 : 2 = 21,96 м³ О₂

            От сжигания природного газа образуется 10,95 м³ СО. Для этого требуется 5,48 м³ кислорода.

            Всего для снижения углерода кокса и природного газа необходимо израсходовать

21,96 + 5,48 = 27,44 м³ О₂.

Азота с кислородом дутья поступает

27,44 · 71,07 : 28,07= 69,47 м³.

Всего азота в колошниковом газе будет

0,22+ 0,15+ 69,47= 69,84 м³.

Метан. Метан образуется по уравнению С+ 2Н₂= СН₄

0,213 · 22,4:16 = 0,30 м³,

где 0,213 – масса углерода, затраченного на образование метана, кг;

16 – молекулярная масса метана.

0,006 м³ метан поступает из летучих кокса.

Всего метана будет в газе

0,30 + 0,006 = 0,31 м³.

Водород.Водород в газ поступает из кокса, природного газа и влаги дутья.

Кокс вносит 2,28 м³.Водород, поступивший в газ с дутьём, составляет 1,17 м³. Природный газ вносит 20,8 м³ водорода.

Всего водорода вносится в печь

2,28 + 1,17 + 20,8 = 24,25 м³

            Расходуется водорода на образование метана по уравнению С +2H₂ = CH₄ 0,06м³.                      Расходуется водорода на восстановление железа по уравнению FeO + Н₂ = Fe + H₂O     9,40 м³.

Водорода переходит в газ

24,25 - 0,60 - 9,40 = 14,25 м³.

Количество и состав колошникового газа следующие:

м³                              %

СО₂                              26,78                  17,56