2.7.2.3 Баланс монооксида углерода (со)

Количество СО, образованное при окислении углерода дутьем и шихтой:

, (м³)

Количество СО, вносимое летучими веществами кокса:

, (м³)

где СО_V - содержание СО в летучих веществах кокса, %;

28 - молярная масса СО.

Количество СО, израсходованное в реакциях косвенного восстановления оксидов железа:

Количество СО в колошниковом газе:

2.7.2.4 Количество метана в колошниковом газе

, (м³)

где V_CH4 - содержание СН₄ в летучих веществах кокса;

16 - молярная масса метана.

2.7.2.5 Количество азота в колошниковом газе

(азот вносится в доменную печь дутьем, природным газом и коксом):

, (м³)

Данные о составе колошникового газа сводятся в таблицу.

Таблица 2.13 - Количество и состав колошникового газа

Компоненты	СО2	СО	СН4	N2	H2	Σ
Количество, м^3	30,31	46,12	0,79	80,74	10,58	168,54
Содержание, %	17,98	27,36	0,47	47,91	6,28	100

2.7.3 Плотность колошникового газа

, (кг/м³)

где 44, 28, 16, 2, 28 - молекулярная масса СО₂, СО, СН₄, Н₂, и N₂.

2.7.4 Масса Н₂О в колошниковом газе

, (кг)

2.7.5 Влажность колошникового газа

, (г/м³)

(г/м³)

2.8 Материальный баланс доменной плавки

2.8.1 Плотность природного газа:

где 16, 30, 44, 28 - молекулярная масса соответственно СН₄, С₂Н₆, С₃Н₈ и СО₂, N₂.

2.8.2 Плотность сухого дутья:

где 32 и 28 - молярная масса соответственно кислорода и азота.

2.8.3 Поступает в доменную печь (кг/100кг чугуна):

Железорудная смесь - m_р.с. = 166,26 кг

Кокс сухой - к = 43,98

Известняк - И = 7,57

Природный газ - =12*0,724=8,69 кг

Сухое дутье - =111,54*1,3=145,00 кг

Влага шихты и дутья -

Итого:

2.8.4 Образуется в доменной печи (кг/100кг чуг.):

Чугун - 100

Шлак - m_шл = 46,47 кг

Колошниковый газ - = 1,303*168,54=219,61 кг

Влага колошникового газа -= 14,27

Итого: = 100 + 46,629 + 219,61 + 14,27 = 374,57 кг

Расхождение баланса:

Расхождение баланса допускается не более 1 %.

2.9 Тепловой баланс доменной плавки

2.9.1 Исходные данные для составления теплового баланса:

- расчет шихты;

- расчет количества дутья и колошникового газа;

- температура дутья;

- температура шихтовых материалов;

- температура чугуна и шлака;

- температура колошникового газа.

2.9.2 Алгоритм составления теплового баланса

2.9.2.1 Приход тепла

Количество тепла, выделившегося при окислении углерода до СО₂:

где 17857 - тепловой эффект реакции С + О₂ → СО₂, кДж/м³ СО₂;

–количество СО₂, образовавшегося в реакциях косвенного восстановления, м₃.

Количество тепла, выделившегося при горении природного газа:

, (кДж)

где 1590, 6050, 10121 – теплота сгорания природного газа с образованием СО и Н₂ для СН₄, С₂Н₆, С₃Н₈ соответственно, кДж/моль;

12672 – тепловой эффект реакции СО₂ + С → 2СО – 12672 кДж.

Образовалось СО при горении природного газа:

, (м³)

Образовалось СО при окислении углерода кокса:

, (м³)

где СО – количество СО в колошниковом газе, м³.

Количество тепла, выделившегося при горении углерода кокса до СО:

, (кДж)

где 5267 – тепловой эффект реакции , кДж/м³ СО.

Тепло окисления водорода в реакциях восстановления:

, (кДж)

где 10806 – тепло, выделяющееся при окислении водорода, кДж/м³.

Вносится тепла нагретым дутьем:

, (кДж)

где С_д.с. и С_Н2О - теплоемкость дутья сухого и паров воды при температуре дутья, кДж/(м³*К);

t_д - температура дутья, ⁰С.

Тепло, вносимое сырьевыми материалами:

(кДж)

где С_р.с., С_м.р., C_и, С_к – теплоемкость рудной смеси, марганцевой руды, известняка и кокса при температуре их загрузки в доменную печь t_p.c., t_м.р., t_и, и t_к соответственно.

Общий приход тепла:

(кДж)