烧结热平衡计算
烧结工艺及余热发电简介

烧结余热回收段
序号
回收利用
1 用作点火、保温炉的助燃 空气
2 用于预热混合料
3 用于余热锅炉产蒸汽
4 用于余热发电
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• 烧结中可广泛利用各种含铁粉尘和废料,扩大了矿石资 源,又改善了环境。因此自上世纪50年代以来,烧结生 产获得了迅速发展。
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2、 烧结反应过程
• 目前世界各国90%以上的烧结矿由抽风带式烧 结机生产,其他烧结方法有回转窑烧结,悬浮 烧结,抽风或鼓风盘式烧结和土法烧结等。
为使烧结的物料物性性质充分均匀,使烧结料内微粒物料造成 适宜的小球,在配料后设置混合工序。 一次混合的目的在于混匀,在沿混合机的长度方向均匀加水, 二次混合主要作用是造球,给水位置设在混合机的给料端。
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2.4.5 设备(梭式布料机)
1、采用铺底料可以保护台车、 保证料层烧透、减少烧结烟气 含尘量。
烧结工艺过程及其设备
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4、烧结工艺过程及其设备
1、烧结原、燃料及烧结矿 3、烧结 5、烧结矿冷却
2、配料 4、烧结饼破碎和筛分 6、烧结矿整粒和成品矿贮存
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烧结前段工艺
烧结前段工艺流程
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设备(料仓)
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设备(混合机)
★烧结工艺设备环视
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设备(烧结机)
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高炉炼铁计算

炼铁工艺计算2 物料平衡计算物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
物料衡算有助于对高炉过程进行全面定量的分析和深入研究,并为热平衡计算做准备。
2.1 物料平衡计算的准备进行物料衡算应具备以下资料:各种物料的全分析成分,各种物料的实际用量;生铁成分、炉渣成分和数量;鼓风含氧量及鼓风湿度等。
2.2 物料平衡计算内容与方法2.2.1 鼓风量的计算对于炼铁设计,作物料平衡计算时,应首先计算每吨生铁的鼓风量。
每吨生铁的鼓风量用V b (m3,一般均为标准立方米)表示,它是由风口前燃烧碳量与鼓风含氧量计算的。
(1)风口前燃烧碳量C b的计算由碳素平衡图(图2-4)可知b O da dFe C C C C =-- (kg/t ,下同) (2-1)式中 C O ——氧化碳量,kg/t ;C da ——合金元素还原耗碳,kg/t ;C dFe ——铁的直接还原耗碳,kg/t 。
要计算风口前燃烧碳量b C ,则需先计算式中其他各项碳量,它们的计算是1)氧化碳量O C 计算4O f C CH C C C C =--[]410K M CH K C M C C C =⨯+⨯-- (2-2)式中,C C 为生铁渗碳量,由生铁成分计算;4CH C 为生成CH 4碳量,按燃料带入碳量f C 的0.5% ~ 1.2%取值计算;在作炼铁设计时,选定的焦比K 是参加炉内冶炼过程的实际数值,进入炉尘的碳量不包括在内。
2)合金元素还原耗碳da C 的计算()[][][][][])(375.0273.0882.55677.9182.2571.832/)(1244/12102/60][48/24][62/60][55/12][28/24][1022S U CO V Ti P Mn Si S U CO V Ti P Mn Si C da ⨯⨯+⨯⨯Φ⨯+++++=⨯⨯+⨯⨯Φ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=ΦΦαα式中 []Si ,[]Mn ,[]P ,[]Ti ,[]V ——生铁中相应元素含量,%;Φ ——每吨生铁的石灰石用量,kg ;2CO φ——石灰石中CO 2含量;α——石灰石在高温区分解率,通常取α = 0.5;U —— 每吨生铁的渣量,kg ;()S ——渣中硫含量。
烧结和球团

烧结和球团富选得到的精矿粉,天然富矿破碎筛分后的粉矿,以及一切含铁粉尘物料(如高炉、转炉炉尘,轧钢皮,铁屑,硫酸渣等)不能直接加入高炉,必须将其重新造块,烧结和球团是最重要最基本的造块方法。
这不仅解决了入炉原料的粒度问题,扩大了原料来源,同时,还大大改善了矿石的冶金性能,提高高炉冶炼效果。
烧结1)烧结生产工艺流程一.烧结的概念将各种粉状含铁原料,配入适量的燃料和熔剂,加入适量的水,经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化,将矿粉颗粒黏结成块的过程。
二. 烧结生产的工艺流程主要包括烧结料的准备,配料与混合,烧结和产品处理等工序,如下图所示:1.烧结原料的准备①含铁原料含铁量较高、粒度<5mm的矿粉,铁精矿,高炉炉尘,轧钢皮,钢渣等。
一般要求含铁原料品位高,成分稳定,杂质少。
②熔剂要求熔剂中有效CaO含量高,杂质少,成分稳定,含水3%左右,粒度小于3mm 的占90%以上。
在烧结料中加入一定量的白云石,使烧结矿含有适当的MgO,对烧结过程有良好的作用,可以提高烧结矿的质量。
③燃料主要为焦粉和无烟煤。
对燃料的要求是固定碳含量高,灰分低,挥发分低,含硫低,成分稳定,含水小于10%,粒度小于3mm的占95%以上。
2.配料与混合配料目的:获得化学成分和物理性质稳定的烧结矿,满足高炉冶炼的要求。
混合目的:使烧结料的成分均匀,水分合适,易于造球,从而获得粒度组成良好的烧结混合料,以保证烧结矿的质量和提高产量。
混合作业:加水润湿、混匀和造球。
根据原料性质不同,可采用一次混合或二次混合两种流程。
一次混合的目的:润湿与混匀,当加热返矿时还可使物料预热。
二次混合的目的:继续混匀,造球,以改善烧结料层透气性。
3.烧结生产烧结作业是烧结生产的中心环节,它包括布料、点火、烧结等主要工序。
①布料将铺底料、混合料铺在烧结机台车上的作业。
当采用铺底料工艺时,在布混合料之前,先铺一层粒度为10~25mm,厚度为20~25mm 的小块烧结矿作为铺底料,其目的是保护炉箅,降低除尘负荷,延长风机转子寿命,减少或消除炉箅粘料。
粉末冶金原理-黄培云烧结这章思考题及答案详解

烧结这章思考题1.烧结理论研究的两个基本问题是什么?为什么说粉体表面自由能降低是烧结 体系自由能降低的主要来源或部分?答:研究的两个基本问题:①烧结为什么会发生?也就是烧结驱动力或热力学的 问题。
②烧结是怎样进行的?烧结的机构和动力学问题。
原因:首先体系自由能的降低包含表面自由能的降低和晶格畸变能的降低。
因为理论上,烧结后的低能位状态至多是对应单晶体的平衡缺陷浓 度,而实际上烧结体总是具有更多热平衡缺陷的多晶体,因此烧结过 程中晶格畸变能减少的绝对值,相对于表面能的降低仍然是次要的。
2.粉末等温烧结的三个阶段是怎样划分的?实际烧结过程还包括哪些现象? 答:①粘结阶段:颗粒间接触再通过成核,结晶长大等形成烧结颈。
特点:颗粒内晶粒不发生变化,颗粒外形也基本未变,烧结体 不收缩,密度增加极微,强度和导电性有明显增加(因 颗粒结合面增大)②烧结颈长大阶段:烧结颈长大,颗粒间形成连续空隙网络。
晶粒长大使晶 界扫过的地方空隙大量消失。
特点:烧结体收缩,密度和强度增加。
③闭孔隙球化和缩小阶段:闭孔量大增,孔隙球化并缩小。
特点:烧结体缓慢收缩(但主要靠小孔消失和孔隙数量的减少 来实现),持续时间可以很长,仍会残留少量隔离小孔 隙。
还有可能出现的现象:①粉末表面气体或水分的蒸发。
②氧化物的还原的离解。
③颗粒内应力的消除。
④金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。
3.用机械力表示烧结驱动力的表达式是怎样?式中的负号代表什么含义?简述 空位扩散驱动力公式推导的基本思路和原理。
答:①机械力表示的烧结驱动力表达式:γσρ=-。
(参考书上模型) σ :作用在烧结颈上的应力。
γ:表面张力。
ρ:曲率半径。
式中负号表示作用在曲颈面上的应力σ是张力,方向朝颈外。
②空位扩散驱动力公式推导思路:2o v v c c kT γρρ∆Ω=∙热力学本质:在烧结颈上产生的张应力减小了烧结球内空位生成能。
(意味空位在张力作用下更容易生成。
)具体推导公式见书。
江西省地方标准《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》【范本模板】

江西省地方标准《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》编制说明《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》江西省地方标准编写组二O一四年五月江西省地方标准《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》编制说明一、背景和意义1、烧结类墙体材料是目前江西省用量最大的墙体材料,这种情况在可预见的将来都很难改变,但是烧结墙体材料在生产的过程中,需要消耗大量的能源。
为深入推进墙体材料革新,节约能源资源,有效保护耕地和环境,推动资源综合利用,促进节能减排目标任务的实现,根据《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办[2005]33号)精神,发改委印发了《“十二五"墙体材料革新指导意见》(发改环资[2011]2437号),意见中明确提出在十二期间,新型墙体材料生产能耗下降20%的目标.为了保证这一目标的顺利达成,通过编制和实施江西省《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》对烧结类新型墙体材料的生产能耗进行限制,淘汰落后产能,促进现有企业实施节能减排就显得十分必要和意义重大。
二、编制依据1、为贯彻落实江西省人民政府办公厅《关于印发江西省工业节能实施方案的通知》(赣府厅字〔2010〕113号)精神,进一步加强我省高耗能行业和重点用能企业节能监管,加快淘汰落后产能,促进产业结构升级,制定江西省地方标准《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》。
2、《中华人民共和国标准法》3、参照相关行业标准JC/T713—2007《烧结砖瓦能耗等级定额》,JC982-2005《砖瓦焙烧窑炉》、GB50528-2009《烧结砖瓦工厂节能设计规范》,同时依据江西省新型墙体材料生产企业生产耗能的现状来制定。
三、标准结构1.封面,2.前言,3。
标准正文,4。
附录。
四、标准制定的基本原则本标准参考了JC/T713-2007《烧结砖瓦能耗等级定额》,结合江西烧结砖瓦生产的特点和现状,力求制定的《烧结墙材制品单位产品能耗限额及计算方法》标准先进、合理、科学,能够满足江西省烧结类新型墙材制品企业的能耗评定和督促企业日常的节能管理,为江西省烧结类新型墙材制品行业的发展指明方向。
高炉烧结矿热送热装方案(讨论版)

高炉烧结矿热送热装方案(讨论版)高炉烧结矿热送、热装后,对烧结工艺影响不大,对高炉工艺负面影响较大;高炉及烧结区域总体设备投资增加3771.8万元,进入高炉的物料温度每升高100℃,年运行成本(扣除TRT创效)升高约987.28万元;由于炉顶煤气带走的巨大热量,还会造成高炉能耗升高,由于高温物料运送,环保压力进一步加大;热送、热装不满足国家及行业控制标准和设备控制标准;也不符合现代高炉炼铁技术的发展。
以下也主要从这5个方面进行分析。
1 烧结和高炉工艺影响1.1 对烧结生产工艺影响采用热送热装后,对烧结工艺产生的影响主要是烧结机机尾之后的机械和电器设备,需要采用耐高温材质,对生产工艺影响不大。
1.2 对高炉生产工艺影响1.2.1高炉产量变化根据东北大学2013年发表的论文‘基于多流体模型的高炉炉料热装操作技术初探’,在其他参数不变的情况下,入炉物料温度每升高100℃,产量升高约0.8%。
在正常生产条件下,由于入炉料温度升高,为了保证炉顶设备的安全,高炉一般选择控制顶压来应对,顶压每降低10kpa,高炉产量下降约3%。
入炉料温度升高100℃,顶压下降至少5kpa。
根据高炉炼铁生产技术手册,顶压下降5kpa,燃料比增加1%以上,约3.4 kg/t以上[2]。
因此,靠提高入炉物料温度来提高高炉的产量是得不偿失的。
1.2.2高炉指标变化根据东大论文,入炉料温度每升高100℃,燃料比下降约2.6 kg/t。
热烧结矿低温还原粉化降低,根据炼铁生产技术手册,低温还原粉化率下降5%,焦比增加1%。
考虑烧结矿低温还原粉化指标后,高炉燃料消耗至少还会增加1%约3.4 kg/t。
综合之后,燃料比升高0.8 kg/t。
1.2.3高炉操作根据生产实践,热装烧结矿的入炉影响高炉工艺操作,不利于高炉强化冶炼。
烧结矿没有经过有效的冷却处理,相对于冷却后的烧结矿其转鼓强度大大降低,进入高炉后低温还原粉化率大幅度增加,恶化了高炉料柱的透气性,增加了高炉的操作难度,高炉的经济指标下降,影响高炉的顺行。
《钢铁冶金》第二章铁矿烧结
四、燃料燃烧和传热
❖ 烧结料中固体碳的燃烧为形成粘结所必须的液相和进行 各种反应提供了必要的条件(温度、气氛)。烧结过程所需 要的热量的80~90%为燃料燃烧供给。然而燃料在烧结混 合料中所占比例很小,按重量计仅3~5%,按体积计约 10%。在碳量少,分布稀疏的条件下,要使燃料迅速而 充分地燃烧,必须供给过量的空气,空气过剩系数达 1.4~1.5或更高。
❖ 随着烧结过程的进行,燃烧层向下移动,烧结矿层增厚, 自动蓄热作用愈显著,愈到下层燃烧温度愈高。这就出现 上层温度不足(一般为1150℃左右),液相不多,强度较低, 返矿较多;而下部温度过高,液相多,过熔,强度虽高而 还原性差,即上下烧结矿质量不均的现象。为改善这种状 况,提出了具有不同配碳量的双层或多层烧结的方法。即 上层含碳量应高于平均含碳量,而下层应低于平均含碳量, 以保证上下层温度均匀,质量一致。而且节省燃料。苏联 采用分层烧结某矿粉,下部含碳量低1.2%,节省燃料10%, 联邦德国某厂使用双层烧结,节省燃料15%,日本用此法 节省燃料10%。
❖ 随着烧结料层的增厚,自动蓄热量增,有利于降低燃料 消耗,但随着料层厚度增加,蓄热量的增加逐渐减少,所 以燃耗降低幅度也减小。当烧结矿层形成一个稳定的蓄热 层后,则蓄热量将不再增加,燃耗也不再降低。因此,从 热量利用角度看,厚料层烧结是有利的,但不是愈厚愈好, 在一定的条件下,存在着一个界限料层高度。同时料层高 度的进一步增加还受到透气性的限制。
❖ 在某一层中可能同时进行几种反应,而一种反应又可能在几层中进行。 下面对各过程分别进行研究和讨论。
二、烧结料中水分的蒸发、分解和凝结
❖ 任何粉料在空气中总含有一定水分,烧结料也不例外。除 了各种原料本身带来和吸收大气水分外,在混合时为使矿 粉成球,提高料层透气性,常外加一定量的水,使混合料 中含水达7~8%。这种水叫游离水或吸附水。100℃即可 大量蒸发除去。如用褐铁矿烧结,则还含有较多结晶水 (化合水)。需要在200~300℃才开始分解放出,若含有粘 土 质 高 岭 土 矿 物 (Al2O3·2SiO2·H2O) 则 需 要 在 400~600℃ 才能分解,甚至900~1000℃才能去尽。
炼铁高炉物料平衡
高炉物料平衡(material balance of blast furnace)指高炉冶炼单位生铁消耗的原燃料和风量等于产出的生铁、炉渣、煤气和炉尘等的总和。
它是计算分析高炉炼铁过程的重要手段之一。
以物质不灭定律为基础,应用生产高炉的原燃料成分、消耗量、鼓风参数和冶炼产物(生铁、炉渣、煤气、炉尘等)的数量和成分进行计算,并用以确定:各种元素在产品中的分配情况}冶炼形成的渣量和煤气量;吨铁消耗的实际风量和送风系统的漏风率;直接还原消耗的碳量和直接还原度;氢参与还原情况等。
通过计算分析高炉生产情况,发现问题,寻求改进措施,提出一些控制高炉冶炼的参数供操作者调节炉况参考。
而且物料平衡是高炉热平衡计算的基础。
通常把设计高炉的物料平衡计算称为高炉配料计算。
计算分析的可靠性在于计算方法是否科学和原始资料是否准确,实测或根据生产经验选定的数据是否符合实际状况等。
在生产中产生误差较大的是各种成分分析和投入及产出的计量。
所以在进行物料平衡计算前常要校核和调整原燃料成分和消耗量,产品的成分和产出量,特别是生铁损耗。
有的需要进行多次实测,例如各类秤的误差、取样和化验的误差等。
基于这些原因,在实际编制物料平衡过程中,有时将各种元素平衡计算改为焦炭、矿石和熔剂单耗量验算,然后以验算所得消耗量作为物料平衡计算的依据。
物料平衡计算以每吨生铁为计算基准单位。
各种物料的组分重量常取kg mol量的近似值,例如Fe,FeO,Mn,CO2分别取56、72、55和44等。
为计算方便常将消耗的物料算出其干重和带入的水分:干重一湿重(1—水分);水分—湿重×(湿分%),然后以干重作为计算依据。
渣量计算实际生产中炉渣在高炉旁冲成水渣,渣量无法称量,一般通过造渣氧化物平衡计算出实际渣量。
因氧化钙在高炉内不还原,而且化验误差最小,所以渣量(kg/t生铁),都是按CaO平衡算得:。
式中CaO料为炉料带入高炉的CaO总量,kg/t生铁;CaO尘为进入炉尘的CaO量,kg/t生铁;(CaO)为渣中CaO含量,小数。
《工业窑炉燃烧节能评价方法》(送审稿)
《工业窑炉燃烧节能评价方法》(送审稿)ICS中华人民共和国国家标准GB/T XXXXX—2010工业窑炉燃烧节能评价方法Evaluate method of combustion and energy saving for Industrial stove(征求意见稿)2010-XX-XX发布2010-XX-XX实施GB/T XXXXX—2010目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 工业窑炉效率评价 (2)5 测试评价内容及试验方法 (6)附录A(资料性附录)工业窑炉分类 (8)附录B(资料性附录)燃料进行燃烧反应的空间或区域 (9)附录C(资料性附录)温度测量方法 (9)附录D(资料性附录)不同温差风速下表面换热系数 (10)IGB/T XXXXX—2010II 前言本标准附录A、附录B、附录C、附录D为资料性附录。
本标准由国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司提出。
本标准由全国燃烧节能净化标准化技术委员会(SAC/TC441)和全国能源基础与管理标准化技术委员会(SAC/TC20)共同归口。
本标准起草单位有:本标准参加起草单位有:本标准主要起草人:GB/T XXXXX—2010工业窑炉燃烧节能评价方法1 范围本标准规定了工业窑炉燃烧节能评价的术语和定义、效率评价方法、试验方法及校验规则。
本标准适用于以燃烧燃料所释放的热量对物料进行加热的工业窑炉的燃烧节能评价。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 213 煤的发热量测定方法GB/T 384 石油产品热值测定法GB/T 2588 设备热效率计算通则GB/T 23459 陶瓷工业窑炉热平衡热效率测定与计算方法QB/T 1493 日用陶瓷火焰隧道窑热平衡、热效率测定与计算方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
固体废物处理与资源化-第六章 第一节焚烧
灰分 20
例题6-1
计算焚烧损失的热值(以1kg为基准)
1、残渣中未燃碳的热损失
残渣量=0.2/(1-0.05)=0.2105 kg (灰分20%全部为残渣,残渣中含有5%的未燃碳,故惰性 料只占95%) 未燃碳量=0.2105-0.2=0.0105 kg 未燃烧碳的热损失 32564×0.0105=341.9 kJ
Dulong公式: LHV=2.32[1400xC+45000(xH-0.125xo)-760xCl+4500xS]
xC、xH、xo、xCl、xS:分别代表碳、氢、氧、氯和硫的 摩尔分数
Steuer公式: LHV=34000(wC-3/4wo) +143000wH+9400ws+23800*3/4wo
例题6-1
已知固废的热值为11630KJ/kg。
• 固废中的元素组成:
元素
C H O N S H2O
含量(%)28 4 23 4 1 20
• 与热损失有关的量:
炉渣含碳量 5%(不完全燃烧) 空气进炉温度65℃ 炉渣温度650℃ 残渣比热0.323KJ/(kg.℃) 水的汽化潜热2420KJ/kg 幅射损失0.5%, 碳的热值32564KJ/kg
xC、xH、xo、xCl、xS:分别代表碳、氢、氧、氯和硫的质量 分数
6.1.3.1 固体废物的热值
高位热值与地位热值互换
LHV=HHV-2420[H2O+9(H-Cl/35.5-F/19)] NHV:净热值,kJ/kg HHV:粗热值,kJ/kg H2O:焚烧产物中水的重量百分率,% H、Cl、F:分别为废物中氢氯氟含量的重量百 分率,%
时间从0→t, 浓度从CA0→CA积分,得 ln(CA/CA0)=-kt
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.设计题目:烧结热平衡计算设计原理:烧结是粉料造块最重要的工艺法。
烧结是粉末或粉末压坯加热到低于其中基本成分的熔点的温度,然后以一定的法和速度冷却到室温的过程。
烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加,把粉末颗粒的聚集体变成为晶粒的聚结体,从而获得所需的物理、机械性能的制品或材料。
烧结过程的热量收入有煤气的化学热及物理热,点火助燃风的物理热,固体燃料燃烧的化学热,返回料的化学热,混合料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学反应热。
烧结过程的热支出包括混合料物理水蒸发耗热,化合水、灰及矿分解耗热,烧结矿物理热及其它热损失。
为了评价烧结机的热利用水平,确定烧结机热效率等技术经济指标,明确节能向,必须进行烧结过程的热平衡计算。
设计过程:烧结热平衡计算主要以下几个步骤组成:热量收入项的计算,热量支出项预算,热量收入和热量支出平衡。
1.热量收入项的计算烧结过程的热量收入有煤气的化学热及物理热,点火助燃风的物理热,固体燃料燃烧的化学热,返回料的化学热,混合料、铺底料及烧结空气的物理热和烧结过程的化学反应热。
各项的计算法如下:(1)煤气点火化学热q1q1=V d Q s DW 千焦/吨式中V d———煤气消耗量,米3/吨烧结矿;Q3DW———湿煤气低发热值,千焦/米3;Q s DW=4.2×(30.3CO3+25.8H s2+85.7CH s4+152C2H s6+56H2S s+143C2H s4+……)式中CO s、H s2———煤气中各湿成分体积含量%。
可按下式计算Z s Z g gmWord 资料式中Z s,Z g———煤气中任意湿成分及对应的干成分的体积含量,%;gm———干煤气中水分的含量,克/米3。
(2)煤气点火物理热q2.q2=BC r t r千焦/吨B=V d,c r=0.0l(C co•CO s+C H2•H s2+……) 千焦/米3•℃式中C co,C H2———湿煤气中CO,H2……等成分的平均比热容。
(3)点火助燃及保温带入热量q3.q3=L s n•c k•t dk千焦/吨式中c k———助燃空气0—t k℃间的平均比热容,千焦/米3℃t dk———助燃空气温度, ℃.(4)固体燃料的化学热q4.q4=G s•Q y DW千焦/吨式中Q y DW———固体燃料低发热值,千焦/千克。
(5)高炉灰或高炉返矿残碳化学热q5.q5 =4.2×79.8G5C g千焦/吨式中C g———残留固定碳,%(6)混合料的物理热q6.q6=G h•c h•t h+G w•c w•t h千焦/吨式中c h、c w———干混合料及水在0---t h间的平均比热容,千焦/千克•℃;t h———混合料的温度。
(7)铺底料带入物理热q7.q7=G8c sk t p千焦/吨式中c sk,t p———铺底料在0---t p℃之间的平均比热容及实际温度。
(8)化学反应热q8.q8=Q8-1+Q8-2+Q8-3+……, 千焦/吨1)混合料中硫化物:Q8-1=1.871×4.2×165i×G′1S′式中G′1S′———成品烧结矿残留的硫量,千克/吨;4.2×165i———每千克FeS2完成氧化所需热量,千焦/千克FeS2;1.871———S换算成FeS2的比值。
2)氧化亚铁氧化放热:Q8-2=4.2×467×1.123 ×G′1FeO′×G′1S′式中G′1FeO′,G′1S′———烧结矿中残留的FeO,S量,千克/吨;4.2×467,1.123———每千克FeO氧化成Fe2O3的放热量及硫换算成FeO的系数(72/64.2) 3)成渣热:Q8-3= G5ΔH i P i式中G5———高炉返矿量,千克/吨;ΔH i———生成某种矿物的放热量,千焦/千克矿物;P i———生成某种矿物的含量,%。
成渣热一般可估计为总热量收入的3%。
(9)烧结过程中空气带入物理热q9.q9=Q9-1+Q9-2千焦/吨1)烧结用空气带入物理热:Q9-i=V yk•c k•t k 千焦/吨式中t k———空气温度;c k———0~t k间空气的平均比热容,千焦/米3•℃.2)烧结过程漏风物理热:Q9-2=V LK•C K•t k千焦/吨式中V LK———烧结机漏入空气量。
(10)收入总热量。
ΣQ=q1+q2+……+q9千焦( 吨此外,热平衡计算法中的固体燃料燃烧放热按下式计算:q4=4.2×(0.8C•7986+0.2C•2340) 千焦/吨式中C———固体燃料中含碳量,千克/吨。
此时不应再计算废气带出的化学热。
此外除了点火煤气固体燃料的化学热及烧结过程的化学反应放热外,其它放热量都很少,因而在一般烧结热平衡计算中都忽略不计。
2.热量支出项预算烧结过程的热支出包括混合料物理水蒸发耗热,化合水、灰及矿分解耗热,烧结矿物理热及其它热损失。
(1)混合料物理水蒸发热q′1.q′1=4.2×595 Gw式中Gw———混合料含水量,千克/吨;4.2×595———水在100℃下的汽化热,千焦/千克。
(2)结晶水分解热q′2.q′2=Q′2-1+Q′2-2千焦/吨1)消灰的分解热Q′2-1=4.2×354G xβx:式中4.2×354———消灰分解热,千焦/千克;G x———消灰用量,千克/吨;βx———消灰中实际Ca(OH)2量,%。
2)含水矿物的分解热Q′2-2=G K•R w•q w:式中G k———含水矿物的质量,千克/吨;R w———含水矿结晶水含量,%;q w———每千克结晶水分解热,千焦/千克水。
(3)碳酸盐分解热q′3.q′3=Q′3-1+Q′3-2千焦/吨1)熔剂中碳酸盐分解热:Q′3-1=4.2×763(G3•CaO+G4•CaO′)+4.2×602(G3MgO+G\-4MgO′)千焦/吨式中4.2×763,4.2×602为CaO3及MgCO3的分解热,千焦/千克CaO,MgO;CaO、MgO为灰中含CaO、MgO量,%;CaO′、MgO′为白云中含CaO、MgO量,%。
2)矿为菱铁矿时的分解热:Q′3-2=4.2×154.6G ks•m FeCO3千焦/吨式中4.2×154.6———每千克菱铁矿(FeCO3)的分解千焦/千克FeCO3(4)烧结饼物理热q′4.q′4=G Bl c skl t Bl+G B2•c sk2t B2+……G Bn•c skn t Bn千焦/吨式中G Bl,G B2———每层烧结饼量,千克/吨;c sk1,c sk2———各层烧结饼在各层平均温度t B1、t B2……t B2时在0~t Bi间的平均比热容,千焦/千克℃;t B1、t B2———t B1:各层烧结饼的平均温度,℃。
1)热烧结矿厂:q′4=Q′4-1+Q′4-2+Q′4-3Q′4-1=G′1c sk t sk千焦/吨式中c sk———温度从0---tsk间烧结矿的平均比热容;t sk———烧结矿平均温度;G′1———热烧结矿产量(G′1=1000千克)。
Q′4-2=G7a c sk•t rf千焦/吨式中c sk———热返矿在0℃~t rf间的平均比热,千焦/千克℃;t rf———热返矿的平均温度,℃;G7a———热返矿量,千克/吨;Q′4-3=其它热损包括机尾破碎筛分设备散热和炉尘。
废气带走热。
2)冷烧结矿厂:烧结饼的物理热包括热返矿的物理热Q′4-2及烧结矿物理热Q′4-1。
后者包括冷烧结矿物理热Q′4-1-1、冷返矿的物理热Q′4-1-2、铺底料的物理热Q′4-1-3,冷却废气带走的物理热Q′4-1-4,其它热损失Q′4-1-5,即冷却设备及筛分设备等散热,其计算如下:Q′4-1-1= Q′1c sk t sk千焦/吨式中Q′1———对冷烧结矿厂为1000千克;Q′4-1-2=G7c C sk t LK千焦/吨式中G7c———冷返矿量,千克/吨c sk———冷返矿从0---t LK之间的平均比热千焦/千克℃。
Q′4-1-3=G8C sk t pk千焦/吨式中t pk———铺底料(冷筛分处后)的平均温度,℃;Q′4-1-4=V L1C Lf t Ly千焦/吨式中t Lf———冷却废气的平均温度,℃;Q′4-1-5=冷却设备及筛分设备等散热。
Q′4-1-5= Q′4-1-( Q′4-1-1+ Q′4-1-2+ Q′4-1-3+ Q′4-1-4) 千焦/吨3)对于机上冷却的烧结矿Q′4-1=( Q′4-1-1+ Q′4-1-2+ Q′4-1-3+ Q′4-1-4)+ Q′4-3千焦/千克式中Q′4-3———机上冷却机冷却带走废气物理热量,按下式计算,Q′4-3=V L•c k•t L千焦/吨式中V L———冷却带废气总量,米3/吨;c k———冷却废气从0---t L℃间的平均比热容,千焦/米3℃;t L———冷却废气的温度,℃。
(5)烧结废气带出的物理热q′5.q′5=V s f c f t f千焦/吨式中V s f———烧结废气总量,米3/吨;c f———烧结湿废气从0---t f℃间的平均比热容,可按下式计算:c f=0.01(c′CO2•CO s2′+c′H2O•H2O s′+c′N2•N S2′+……) 千焦/米3•℃式中CO s′2′,H2O s′,N s′2———废气中相应成分体积含量,%;c′CO2、c′H2O、c′N2———废气中相应成分从0---t f℃间平均比热容,千焦/米3•℃t f———废气的温度,℃。
(6)化学不完全燃烧热损失q′6.按废气中可燃气体含量计算q′6=V s′of(30.2CO s′+25.8H s′2′+85.7CH s′4+……)×4.2 千焦/吨CO s′2、H2O s′、N#s′2———废气中相应成分体积含量,%;按固体燃料的挥发分和废气中CO含量计算q′6=G6(Q′dw-81.0Cfg)×4.2+Vsf(30.2COS′)×4.2 千焦/吨式中cfg———固体燃料中分析基固定碳含量,%;81.0×4.2———用无烟煤时碳的发热量,用焦粉时为79.8×4.2(7)烧结矿残碳化学损失q′7q′7=4.2×79.8G′1C c 千焦/吨式中C c———烧结矿中残留固定碳,%(8)主要热损失q′8=Q′8-1+Q′8-2+Q′8-3+……千焦/吨1)点火保温炉表面散热Q′8-1Q′8-1=TPA1q1+TPA2q2+……+ TPA n q n式中т———计算散热时间,按т=ι小时计;P———烧结机台时产量,吨/时;A1……A n———点火保温炉各表面积,米2;q1……q n———各散热面综合散热系数,按下式计算:Q′8-2= Aεa t Bi t k a d式中εa———点火保温炉各表面的黑度;t Bi———点火保温炉每个散热面的平均温度,℃;t k———环境温度(t e);a d=A(t Bi-t e)1/4千焦/米•时•℃A———系数,散热面向上A=2.8,向下A=1.5,垂直A=2.2, 当风速W f<5米/秒时,a d=4.2×(5.3+3.6w f) 千焦/米•时•℃>5米/秒时,a d=4.2×(6.47W f0.73) 千焦/米•时•℃2)出点火保温炉烧结饼表面散热Q′8-2:Q′8-3= A iтPεb t Bi式中εb———烧结饼表面黑度(测定值);t Bi———某一段烧结饼表面平均温度;A i———某一段烧结饼表面积,米2;т———计算时间ι小时;P———烧结机台时产量,吨/时。