Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
едует учитывать.
В нашем примере единственной реакцией шлакообразования, которая может внести заметный вклад тепловой баланс, является взаимодействие с кремнеземом шихты с образованием фаялита:
Известно, что в шлаках типа конвертерного количество образующегося фаялита определяется количеством имеющегося , так как имеется в избытке по отношению к . Поэтому реакцию (VII) рассчитываем по .
Рассчитываем реакции.
(I)Количество образующихся:
(IV) Всего поступает в процесс с исходными материалами:
Образуется
: .
На это требуется
:
(III) Всего образуется при плавке и переходит в штейн и шлак:
.
Образуется по реакции (IV) , а по реакции (III) образуется:
.
При этом окисляется ; требуется кислорода ; образуется SO2 .
(II)Количество в шлаке:
.
Где
Fe = Fe в FeS,
Fe = Fe в Fe3O4.
Расходуется по реакции (IV) ; всего образуется при плавке по реакции (II): . При этом окисляется ; требуется кислорода ; образуется SO2 .
(V) В результате диссоциации высших сульфидов по реакции (I) выделяется элементарной серы ; требуется кислорода на ее окисление . Образуется SO2 .
Обозначим тепловые эффекты (Дж/моль) учитываемых нами реакций буквой q с индексом, отвечающим номеру реакции, а количество тепла (кДж), выделяемого или поглощаемого в процессе автогенной плавки по этим реакциям, - соответственно Q1, Q2 и так далее.
Тепло реакции (I) подсчитаем по количеству, содержащемуся в , меди:
Остальные реакции просчитываем по количествам участвующих в них соединений:
Общее количество теплоты Qр, выделяющееся в результате реакций процесса равно
(18)
1.14.2 Энтальпия материалов и продуктов плавки
Материалами рассчитываемой автогенной плавки являются концентрат, флюс и дутье. Концентрат и флюс поступают в плавку без предварительного подогрева, вследствие чего их энтальпия весьма незначительна, так что ей можно пренебречь. Дутье в реализованном в заводских условиях процессе взвешенной плавки подается ненагретым. Не исключена, однако, возможность его предварительного подогрева в рекуператоре для снижения расхода технического кислорода на плавку - увеличения доли воздуха в дутье. В случае подогрева энтальпия дутья будет значительной, и она должна быть учтена в балансе. Однако и без целенаправленного подогрева дутья энтальпия дутья в тепловом балансе процесса может быть заметной вследствие того, что в процессе сжатия в нагнетателях или компрессорах дутье может разогреваться до значительной температуры. Степень разогрева зависит от типа газоподающей машины, температуры засасываемого ею газа, степени его сжатия и др. На температуре дутья при входе его в печь существенно сказывается также охлаждение его на трассе от газоподающей станции до печи. Поскольку в общем случае подаваемое в процесс дутье может вносить заметное количество теплоты, учитываем его в балансе.
Зная объемы технического кислорода дутья, найденные в материальном балансе, найдем теплоту, вносимую техническим кислородом дутья:
,
где , кДж/(м3СФС) - средняя объемная теплоемкость технического кислорода и интервале температур от 0 СФС до .
Продуктами плавки являются штейн, шлак и технологические отходящие газы. Теплоту, уносимую штейном и шлаком, выражаем через энтальпии и , которые находим из справочной литературы для определенных температур и непосредственно для тех составов этих продуктов, которые получены в результате числового расчета технологии. При этом необходимо принять температуру штейна и шлака на выходе из печи. Теплота штейна и шлака:
Теплоту технологических газов рассчитываем по отдельным газовым составляющим. Теплота, уносимая технологическими газами (за исключением паров воды) равна:
где , и - соответствующие средние объемные теплоемкости газовых составляющих от 0 до tг.
Теплота, затрачиваемая на нагрев и испарение внешней влаги концентрата и флюса и нагрев паров воды:
где 2674 - теплота, затрачиваемая на нагрев 1 кг воды от 0 до 100 СФС и испарение влаги при этой температуре и нормальном атмосферном давлении, кДж / кг
- средняя теплоемкость паров воды в интервале температур от 100 до tг, кДж / (м3СФС)
1.14.3 Расчёт теплового баланса печи взвешенной плавки на подогретом дутье
Тепловой баланс печи взвешенной плавки после произведенных расчетов будет выглядеть следующим образом:
На этом тепловой баланс печи взвешенной плавки является завершенным.
Прежде всего, подсчитаем тепловые эффекты реакций. Справочные данные дают следующие значения теплот образования (энтальпий) соединений, участвующих в реакциях:
Таблица 1.19
Теплоты образования некоторых соединений
СоединениеFeO190,37100,42128,6679,50264,441116,74821,34296,811473,64910,46
Пользуясь данными таблицы 1.19., подсчитываем теплоты образования приведенных выше реакций по формуле:
Тепловой баланс печи взвешенной плавки после произведенных расчетов будет выглядеть следующим образом:
Рассмотрим статьи прихода
Значит, тепловые эффекты реакций qi , МДж / кмоль будут равны
:
Тепло реакции (I) подсчитаем по количеству, содержащемуся в , меди:
Остальные реакции