Розрахунок теплового балансу

доменної плавки

4.1. ПРИХІД ТЕПЛА

4.1.1. Тепло, що виділяється при окислюванні вуглецю* [1].

4.1.1.1. Кількість СО₂, що утворюється в печі від непрямого відновлення:

СО_{­2 н.в.} = СО_{2 Fe2O3®FeО} + СО_{2 FeO®Fe} = 14,861 + 21,033 = 35,894 м³.

Прим. Оскільки в реакціях непрямого відновлення (див. п. 2.4.2 і 2.4.5) об’єм СО₂ що утворюється, дорівнює об’ємові СО, який був витрачений, справедливою є рівність СО_{­2 н.в.} = СО_­н.в.

4.1.1.2. Кількість СО, що утворюється від окислювання вуглецю коксу шихтою і дуттям, за відрахуванням СО, витраченого на непряме відновлення:

СО_ок = СО_окС – СО_н.в. = 76,671 – 35,894 = 35,173 м³.

4.1.1.3. Прихід тепла від горіння вуглецю:

Q_С = Q_C®CO2 + Q_C®CO = 35,894´4275 + 35,173´1254 =

= 204581,54 ккал (856541,99 кДж),

де 4275 та 1254 – теплові ефекти реакцій окислення вуглецю з утворенням СО₂ і СО відповідно, ккал/м³.

4.1.2. Кількість тепла, що виділяється при окислюванні водню до Н₂О в реакціях непрямого відновлення.

Q_Н2®Н2О = Н_к.в.´2581 = 3915,21 ккал (16392,19 кДж),

де Н_к.в. – кількість водню,що бере участь в реакціях непрямого відновлення (див. п. 2.3.7); 2581 – тепловий ефект утворення Н₂О, ккал/м³.

4.1.3. Кількість тепла, внесеного нагрітим дуттям.

4.1.3.1. Для розрахунку кількості тепла, що вносить нагріте дуття, окрім його температури необхідно знати теплоємність повітря та водяного пару, з яких воно складається. Значення цих величин з достатньою (для даного розрахунку) точністю можна вичислити за емпіричними формулами [10]:

- для повітря С_пов = 1,287 + 0,0001201´ t_д ;

- для водяного пару С_Н2Оп = 1,473 + 0,0002498´ t_д , кДж/ м³×град.

При температурі дуття t_д = 1200 °С:

- теплоємність повітря C_пов = 0,3418 ккал/м³×град (1,4311 кДж/ м³×град);

- водяного пару С_Н2Оп = 0,4234 ккал/м³×град (1,7728 кДж/ м³×град).

4.1.3.2. Кількість водяного пару в дутті:

V_Н2Од = V_ДВ´ ´0,01 = 107,69´1,0´0,01 = 1,08 м³,

де V_ДВ – витрата вологого дуття (див. п. 2.2.6); – вологість дуття, %.

4.1.3.3. Кількість сухого повітря:

V_ДC = V_ДВ – V_Н2Од = 107,69 – 1,08 = 106,61 м³.

4.1.3.4. Кількість тепла, внесеного нагрітим дуттям:

Q_Д = (С_пов´V_ДC + С_Н2Оп´V_Н2Од)´t_д =

= (0,3418´106,61 + 0,4234´1,08)´1200 = 44278,63 ккал (185385,77 кДж).

4.1.4. Кількістю тепла, що вноситься в піч шихтовими матеріалами та ПВП зневажаємо.

4.1.5. Загальний прихід тепла:

Q_åприх = Q_С + Q_Н2®Н2О + Q_Д =

= 204581,54 + 3915,21 + 44278,63 = 252775,38 ккал (1058319,94 кДж).