30.2 Расчет расхода воздуха

Свинцовую шахтную плавку осуществляют, создавая в печи слабовосстановительную атмосферу, которая характеризуется соотношением СО₂:СО в отходящих газах равным 1–3.

По заводским данным, колошниковые газы шахтной свинцовой плавки обычно содержат 15–18% СО₂ и 8–10% СО. Принимаем для расчета, что 65% С кокса сгорает до СО₂ и 35% – до СО. Количество составляющих в 11,5 кг кокса в пересчете на рабочую массу приведено ниже:

	CP	HP	NP	OP	SP	AP	W	Итого
%	81,63	0,38	0,86	1,15	0,48	11,5	4,0	100
кг	9,39	0,04	0,10	0,13	0,06	1,32	0,46	11,5

Количество кислорода, требуемое для горения топлива. Расход кислорода на горение топлива до СО₂ составит 9,39•0,65•32/12=16,27 кг; до СО 9,39•0,35•16/12=4,39 кг; на сжигание водорода 16•0,04/2=0,32 кг и на сжигание серы 32•0,06/32=0,06 кг. Содержание кислорода в коксе составляет 0,13 кг. Итого теоретический расход кислорода на горение топлива составляет 16,27+4,39+0,32+0,06–0,13=20,91 кг.

Количество активного^* кислорода в шихте шахтной плавки Количество кислорода в 100 кг агломерата (таблица 64), связанного со свинцом, цинком, медью, железом и кальцием (без кислорода в СаО), составляет 11,00 кг. Количество кислорода в шлаке, связанное с железом и цинком: 3,22+1,29=4,51 кг. Количество кислорода в пыли шахтной плавки 0,11 кг. Десульфуризацию при шахтной плавке принимают в пределах 45–50%. Количество серы из агломерата, удаляемой в виде SO₂, с учетом пылеуноса составляет (2,15–0,02)•0,465=0,99 кг, а количество кислорода, связанного с ней, равно 0,99 кг. Таким образом, всего активного кислорода в шихте будет 11,00–(4,51+0,11+0,99)=5,39 кг. Это – кислород PbO, Cu₂O, высших окислов железа и сульфатов. С учетом активного кислорода в шихте теоретически необходимо подать кислорода в дутье 20,91–5,39=15,52 кг, или 15,52•100/23=67,5 кг воздуха.

* В восстанавливаемых окислах.

Принимаем, а=1,25. Практический расход воздуха при этом составит 67,5•1,25=84,4 кг, или 84,4/1,29=65,4 м³. Воздушное дутье можно обогащать кислородом до 30–32% О₂.

30.3 Расчет количества и состава отходящих газов

Количества СО₂, СО и SO₂ равны соответственно 6,1+16,27=22,37 кг, или 22,37/44•22,4=11,39 м³; 3,29+4,39=7,68 кг, или 7,68/28•22,4=6,14 м³; 1,98+0,12=2,1 кг, или 0,74 м³.

Количество кислорода в дутье равно 84,4•0,23=19,41 кг. Теоретический расход кислорода составляет 15,52 кг. Кислорода в отходящих газах 19,41–15,52=3,89 кг (2,72 м³). Количество азота в дутье 84,4•0,77=64,99 кг. В коксе содержится азота 0,10 кг. Всего азота в отходящих газах 64,99+0,10=65,09 кг (52,07 м³).

Количество воды в дутье при влажности воздуха 6 г/м³ 65,4•6•0,001=0,39 кг. В коксе содержится 0,46 кг Н₂О. Во время горения кокса образуется 0,36 кг Н₂О. Всего воды в отходящих газах 0,39+0,46+0,36=1,21 кг (1,51 м³).

Таким образом, по результатам расчета получаем следующий состав и количество отходящих газов на уровне сыпи:

	кг	% (по массе)	м3	% (объем)
СО2	22,37	21,86	11,39	15,27
СО	7,68	7,51	6,14	8,23
SO2	2,10	2,05	0,74	0,99
O2	3,89	3,80	2,72	3,65
N2	65,09	63,60	52,07	69,83
H2O	1,21	1,18	1,51	2,03
Всего	102,34	100,00	74,57	100,00

Для расчета пылеулавливающих устройств подсчитывают подсос воздуха и объем газов с учетом разбавления, основываясь на их анализе.