2. Розрахунок об'єму і складу продуктів горіння, що утворюються при запаленні шихти

Визначаємо витрати природного газу на запалювання шихти:

сирої шихти

де: - інтенсивність запалювання, кДж/ кг;

- нижча теплота горіння газу, кДж.

На 1000 кг агломерату витрати газу складають:

0,004172∙ 1637= 641,3 м³.

Теоретична кількість повітря для спалювання 1м³ природного газу розраховується по реакціях повного горіння:

CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O

C₂H₄+3O₂=2CO₂+2H₂O

Для зниження теоретичної температури горіння газу до 1773 К і вмісту свобідного кисню в горнових газах на рівні 10%, приймаємо коефіцієнт надлишку повітря α = 1,5. Тоді, дійсна кількість повітря для спалення 1 м³ природного газу в горні складає:

При цьому, загальна кількість повітря для спалювання газу в горні для запалення 1000 кг шихти складе:

В перерахунку на 1000 кг агломерату кількість повітря буде дорівнювати

Визначимо об'єм і склад димових газів при спаленні 1 м³ природного газу СН₄ = 97% С₂Н₂ = 3%.

6,43%

12,496%

9,497%

71,57%

Підсумок: 16,005 м³ = 100%

Питома вага продуктів горіння природного газу:

Вага продуктів горіння шихти і розкладання вапняку (в тому числі летучі і у.п.в.) склала:

а на 1000 кг агломерату

їх вага складе:

102∙ γ = агломерату.

3. Розрахунок об'єму і складу продуктів згорання вуглецю в шарі що спікається

Приймаємо, що при виробництві офлюсованого агломерату вуглець шихти згорає на 75% в CO₂ і на 25% в СО.

У нашому розрахунку кількість вуглецю, що згорає на 100 кг сирої шихти складає 3,07кг – «переходе в газ» або в перерахунку на 1000 кг агломерату складе :

В результаті горіння вуглецю твердого палива у шарі що спікається утворюється:

С + О₂ = СО₂ С + 0,5О₂ = СО

На утворення 70,2 м³ СО₂ витрачається 50,2 м³ кисню, а на утворення 23,4м³ СО – 13,4 м³ кисню.

При цьому, загальні витрати кисню на горіння вуглецю в шарі складе:

ΣО₂ = 50,2 + 13,4 = 63,6м³

Загальні теоретичні витрати повітря для горіння вуглецю шихти:

Коефіцієнт надлишку повітря в процесі горіння вуглецю α = 1,3. Тоді фактична кількість повітря, що засмоктується у шар що спікається, складе:

а вага його

де: 1,293 – щільність повітря, кг/ м³.

Визначимо кількість СО₂ на 1000 кг агломерату від розкладання карбонатів, з урахуванням летучих та інших:

де: 5,684 – кількість СО₂, летучих і гідратних з’єднань у сирих матеріалах.

Визначимо об'єм і склад утворених при спіканні газів, без урахування запалювання та водяних парів

24,83%

4,9%

4,1%

66,2%

Підсумок: 470,4кг 100%

Питома вага 1 м³ газів буде дорівнювати:

Вага продуктів горіння шихти і розкладання вапняку (в тому числі летучі і у.п.в.) складе:

_{, кг}

Зведемо одержані дані у таблицю 1.3 матеріального балансу. Визначаємо кількість газів що утворюються в процесі агломерації шихти. Дані заносимо в табл.1.4.

Таблиця 1.3 – Матеріальний баланс ( на 1000 кг агломерату)

№ п.п.	Задано	Кількість, кг	№ п.п.	Одержано	Кількість, кг
	Концентрат	606,9		Агломерат	1000
	Залізна руда	242,7		Поворот	368,6
	Марганцева руда	24,3		Гази від запалювання шихти	137,26
	Колошниковий пил	47,9		Гази від горіння вуглецю шихти, розкладання карбонатів та інше	674,55
	Окалина	19,7		Водяні пари	129,34
	Вапно	27,9
	Вапняк	182,8
	Поворот	368,6
	Паливо	62,8
	Додаткова волога	55,1
	Гази від запалювання шихти	137,26
	Повітря для горіння вуглецю шихти	509,05
	Підсумок:	2284,2			2309,75

Як бачимо в таблиці неув’язка матеріального балансу складе:

Таблиця 1.4 Розрахунок кількості агломераційних газів

Від запалювання шихти, м3	Від шару що спікається, м3	Підсумок, м3	%
			17,3
немає			3,2
			24
			4,1
			51,4
Підсумок:			100

Відношення розрахункового об'єму газів (табл. 1.4) що відсмоктуються від запалювання, горіння вуглецю та сірки у шару, розкладення карбонатів, гідратів, летучих речовин палива, випаровування вологи та інших до об’єму що розраховується засмоктує повітря і повітря що вдувається в горн складає:

Фактичний об'єм газів що відсмоктуються безпосередньо з – під шару що спікається, складає 50-60% об'єму газоподібних продуктів процесу агломерації, що викидаються ексгаустером в атмосферу. В цьому разі, якщо прийняти об'єм газів що відсмоктується з шару рівний 50% від об’єму газів, що відсмоктуються ексгаустером складе::

При середній температурі газів (перед ексгаустером) – 383 К, їх приведений об'єм складе: