改好的 物料平衡及热平衡计算

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1、第二篇 物料平衡及热平衡计算.物料平衡计算1.1 原始条件原料成分，TTVa /rca i roA /TspnccuN /TsCT73CCo /oo o /nv75%烧结矿TFeFLO7 09siO2Acaoo ALMgOAl2O31 52Sn m nMn n 1 nPn 2P2O5Mno n 1 nnFL2O3z：no/厶n nnncJ kj/ 厶nn k75%烧u结矿5 7.75c-t rxr7.03 n(c4.64a r r8.46C AC3.021.531 C A0.019rx cv rx0.10C V c0.06C CZ0.1310.129rx 1 cc74.69a rxr0.009

2、5r rrr c99.646i nn1 crrt Tt B rp-J/.96/.05c cc4.66-ICC/18.49c cc3.03CC/11.541 Z- A0.019c cr0.100.06C CL0.131C -1 -1 L0.129C -1 L L74.960.0095C CC L100-1 cl r a e10%球团矿64.720.3310.040.320.841.640.0/0.120.050.1150.15592.0/0.035105.545u1.J20.359.5 10.300.781.550.0660.1130.0470.1090.1478/.230.033100复合矿5

3、8.975.046.1141 QC6.0332.335M O zl1.543C GU0.0330.1040.0560.1290.13478.641 CC0.017a 1 1 zr100cr o 1石灰石1J51 OO1.821 O/f51.210.84C O/f0.85c or1.93i cn41.16no9 7.811 cc炉尘1.J8on ra1 C K1.86 1 c52.360.86A fp0.8 7n 1 cc crcc nnoc nn1.9 7A A CCc rxr42.08r m100nr ro炉尘39.79A 1 cc10.6 71 1 1 c6.155.83e cn4.033

4、.05i n0.12A 10.0 70c cr0.13C 1 d0.298C 10.09c nn44.99An a0.06c9.011 c cr95.681 ccA +甘41.5911.15c rr6.436.094.213.1丿0.130.0 70.140.3110.094 7.020.0610.0 7100A煤2.333.09c cc58.483.88a rr1.311 CL30.42c -1 cc9 7.091 cc2.401 C L3.09L A Z60.23L 1 ZC4.00C L /I1.351 c-131.33c -1 rc100i rr o/-A焦4.35255.46-551

5、.6951.693.54541.5/-.5?31.7330.42102.32-66燃料成分，种类FCdAdVdStdHO2焦碳85.8512.761.390.694.12煤粉76.6310.9312.440.47挥发分品种CO2COCH4H2N2O2V23.0222.453.8820.2929.36焦V煤43.1714.748.09确定冶炼条件 预定生铁成分，FeSiMnPSC94.5160.480.030.00260.0984.85焦比：320kg/tRd=0.45铁水： 1500 度煤比： 160kg/t风温： 1100 度炉渣： 1500 度炉渣碱度 R=1.1炉尘 20kg/t炉顶煤气

6、温度： 200 度一 配料计算1 矿石和溶剂的用量计算设矿石为X,溶剂为Y由 Fe 平衡： 945.16+945.16X0.003/0.997+20X0.415=0.5897X+0.0138Y+320X0.1276 X 0.0425+160 X 0.1093 X 0.024由碱度 R1.10.0603 X + 0.5236 Y + 320 x 0.1276 x 0.0354 + 160 x 0.1093 x 0.04 20 x 0.06094.80.06114 X + 0.0186 Y + 320 x 0.1276 x 0.5169 + 160 x 0.1093 x 0.6 023 20 x

7、0.0643 60 x -2.8由以上两式解，得 X=1617,Y=63.8531.4.炉渣成分的计算炉渣中 CaO 的量:GCaO 渣=131866kg/t炉渣中 SiO2 的量: GSiO2=119.878kg/t炉渣中 FeO 的量:0.00372GFeO 渣=945-16X* = 3.66 kg / t渣0.99756炉渣中 MgO 的量:Gm o =0.0235 X 1617+0.0086 X 63.853+320 X 0.1276 X 0.0157+160 X 0.1093 X MgO渣0.0135-20 X 0.0421=38.584 kg/t炉渣中 MnO 的量:G MnO =

8、0.0017X1617X71/55X50%=1.07kg/tMnO 渣式中:50%锰元素在炉渣中的分配率炉渣中Al2O3的量：故 G Al2O3 =0.0154 X 1617+0.0087 X 563.853+320 X 0.1276 X 0.3773+160 X 0.1093Al2O3 渣X0.3133-20X0.0019=45.714kg/t 炉渣中 S 的量： GSS渣原料、燃料带入的 S 总量:S =0.0033 X 1617+320X0.0069+160X0.0047=3.493 kg/t进入生铁的 S 量：S2=1000S%=1000X0.026%=0.26kg/t进入煤气的 S

9、量: S3 = GS5%=3.493X 0.05=0.175kg/t 进入炉尘的 S： S4=20X 0.0013=0.026kg/t进入炉渣的 S：S= 3.493-0.175-0.26-0.026=3.032kg/t炉渣成分表组 元CaOSiO2FeOMgOAl2O3MnOS/2kg131.86119.883.6638.5445.711.0261.516342.24%38.5335.031.0711.2713.360.300.441001.5.较核生铁成分生铁含磷P:P=(0.0056X 1617-0.0013 X20) x =0.0881000生铁含锰Mn:故Mn=1.07X 55 X=

10、0.080711000生铁含碳C:C= 100-94.516-0.48-0.08-0.026-0.088 =4.812. 物料平衡计算2.1. 风量的计算C =竺 X4.8+12 X 2.16+60 X 0.88+12 X 0.45 X 948.74=96.57kg 直 28556256C = 320 X 0.8585 + 160 x 0.7663 96.58 0.7% (320 x 0.8585 + 160 x 0.7663 ) 燃20 x 0.2144 46.74 = 245.94 Kg.V=245.94 * 22.4O2=229.54 m324 2 = .21 X (1 .。15)+ 5

11、 X .。15 = 0-2104 -VV = 1071 m3风 O2G = V - r = 1386.75 Kg风风 空 气2.2 炉顶煤气成分及数量的计算甲烷的体积VCH4 由燃料碳素生成的甲烷的量为：V =2.78 X丝土 = 5.19 m3CH4 碳 12 焦炭挥发分中的甲烷的量为：V =320X 0.0139X 0.0388X 22.4/16=0.24 故 V =5.19+0.24=5.43m3CH4氢的体积VH2 风口燃烧生成： V =V X 0.015=16.07 m 3H2 风 焦碳和煤粉中带入的： V =(320X0.0139X0.2029+160X0.1244X0.4317)

12、XH222.4/2=106.35 m3 生成 CH4 的 H2VH2=2.78 X 22.4/12X 2=10.38 m 3 参加还原的 H2VH2=(a+b)40%=48.97 m 3故V二+-=63.07 m 3H2二氧化碳的体积 VCO2 间接还原生成a:Fe O +C0f 2Fe0+C0VCO2320.786X 1617+0.0197X 63.853-20X 0.2144)=177.60m3FeO72H Fe + HO2222.4945.16 *725648.99所以 Y =0.1295HV =945.16X22.4/56X(1-0.45-Y H)=158.98CO22石灰石分解产生的

13、 CO 量为：V =G CO% 22.4/44=0.4208YX22.4/44=13.682CO2 分 熔 2 熔m3 焦炭挥发分中 CO 的量为：V 二 380X0.0139X0.2302X22.4/44=0.62 m32CO2 挥故V二+=350.016 m3CO2一氧化碳的体积VCO 分口前碳素燃烧生成的CO量为：V =G 22.4/12=245.94XCO燃 C燃22.4/12=459.09m3 间接还原消耗的CO量为：V=336.58m3 焦炭挥发分中的 CO 量为：V =320 X 0.0139 X 0.2245 X 24/28=0.799m3CO 挥 直接还原生成 CO 量为：V

14、c , =96.57 X22.4/12=180.26m3 故V二+-=303.35斤；间CO氮气体积VN2 鼓风带入的 N 量为：V =1071X (1-0.015) X79%=833.4 m3 焦炭和煤粉带入的N量为：2V=(320X0.0139X0.2936+160X0.1244X0.1474)X22.4/28=3.39 m3故 V = V + V=836.79m3N2 N2 风N2 焦+煤成分CO2CON2H2CH4体积350.016303.35836.7963.075.431558.656%22.4619.4653.694.050.35100.000.2246 x 44 + 0.194

15、6 x 28 + 0.5369 x 28 + 0.0405 x 2 + 0.0035 x 16p = 1.36 kg / m3煤气22.4G = 1.36 x 1558.656 = 2119.77 kg 煤气二.热平衡计算1 热量收入 Q 收碳素氧化放热QC碳素氧化为放出的热量QCO2+COQ =(303.35-0.799)X5241.72+(177.60+158.98)X17869.5CO2+CO =7601347.45kJ式中17869.5C氧化CO为放热,kj/m32式中5241.72C氧化CO为放热,kj/ m3 鼓风带入的热量Q风Q=(1071X98%X98.5%X1.4233+10

16、71X98%X1.5%X1.7393)X 1100=1648727.32kJ式中Q_在11000C下空气的热容量，其值为1.4233kJ/(m3XC) 空气Q水严一在11000C下水汽的热容量，其值为1.7393kJ/(m3XC) 氢氧化放出热：Q =(48.97+2.78X22.4/12)X10788.58=640302.22 kJH2 式中10788. 58氢氧化水为放热, kJ/ m3成渣热Q :石灰石分解产生的CaO和MgO与SiO2反应热。每千克(CaO+MgO) 渣2放热1128.6 kJQ =(0.5236Y+0.0084Y)X1128.6=38338.31kJ渣炉料物理热q :

17、 250C烧结矿比热容为0.6897kJ/dgC)物Q =0.6897 G 25=0.6897X1617X25=27881.12kJ热量总收入：Q =Q+Q + Q +Q +Q =9956596.42kJ收 C 风 H2 渣 物2热量支出Q支氧化物分解吸热 Q氧化物分解 铁氧化物分解吸热 q 铁氧分炉料中 FeO20%以 2FeO 尊iO2 存在：0.0504X 1617 X20%=1630kg炉料中 FeO80%以 Fe3O4 存在：0.0504X 1617X 80%=65.20kg分解1kg2FeOSiO2存在的FeO吸收热量：4068.54kj分解 1kgFe3O4(FeO Fe2O3)

18、吸收热量：4791.78kj分解1kg Fe2O3吸收热量：5144.28kjfFe2O3： 65.20 X160/72=144.89kgFe3O4： 65.20+144.89=210.09kgFe2O3：0.7864X1617-144.89=1126.72kgQ=16.30X4068.52+210.09X4791.78+1126.72X5144.28=6869185.102kg 猛氧化物分解吸热：Q严八=0.80X7350.53=6100.9kJ式中7350.53由MnO分解产生1婕猛吸收的热量,kJ 硅氧化物分解吸热：Q =4.8X31028.14=148935.07kJ硅氧分式中3102

19、8.14由SiO2分解产生1婕硅吸收的热量,kJ 磷酸盐分解吸热： Q =0.88X35697.12=31413.54kJ磷盐分式中35697.2由Ca3(PO4)2分解产生1婕磷吸收的热量,kJ故 Q = Q + Q + Q + Q =7150134.612kJ氧化物分解铁氧分锰氧分 硅氧分磷盐分脱硫吸热： q =6290.9 GS =6290.9X3.032=19074.0kJ脱硫S 渣式中6290.9假定烧结矿中硫以FeS形式存在，脱出1婕硫吸热值，kJ 碳酸盐分解吸热 Q磷酸盐分解Q=0.5236yX4073-88+0.0086yX2482.92=137916.21 kJ磷酸盐分解就式

20、中4037.882482.92分别为CaCO3、MgCO3分解1婕CO吸收的热量,kJ水分分解吸热 Q =1071X0.015X10788.58=173318.54kJ水分式中10788.58水分分解吸热，kJ/m3炉料游离水蒸发吸热 Q =320X0.0412X640X4.18=35269.84kJ汽式中6401婕水由00C变为1000C水汽吸收的热量,kcal铁水带走的热 q =296x1000x4.18=1237280kJ式中 296铁水热容量， kcal/kg炉渣带走的热 q =342.24X443X4.18=633739.5kJ渣式中443炉渣热容量，kJ/婕喷吹物分解吸热 q =8

21、36 G =836x160=133760kJ式中836煤粉分解热,kJ/婕炉顶煤气带走的热量 q ：煤气 干煤气带走的热量：q =1558.656X 1.53X(200-0)=476948.74kJ煤气干 煤气中水汽带走的热量Q =(320X0.04X22.4/18+48.97)X0.3609X4.18X200=19724.98kJ故 q =476948.74+19724.98=496673.72kJ炉尘带走的热量 Q =20X200X0.2X4.18=3344kJ式中0.2炉尘的比热容，kcal/ (婕.0C)故 Q = Q + Q+Q+Q +Q +Q+Q +Q +Q +Q支 铁氧分 脱硫

22、磷酸盐分解 水分 汽 铁水 渣 喷分 煤气 尘=10020210.42kJ（11）冷却水带走及炉壳散发热损失为q损失=q收-q支=9956596.42-10020210.42=8984586kJ热量平衡表热收入kJ%热支出kJ%碳素氧化 放热7601347.4576.47氧化物分解6869185.10268.99热风带的 热八、1648727.3216.56脱硫19074.00.19氢氧化放 的热640302.226.43碳酸盐分解137916.211.39成渣热3338.310.03水分分解173318.541.74物料物理 热八、27881.120.28游离水蒸 发35269.840.35铁水带热123728012.43炉渣带热633739.56.37喷吹物分 解1337601.34煤气带热19724.980.20炉尘带热33440.03热损失89845869.02总计9956596.42100.00总计9956596.42100.00热量利用系数 KT$=总热量收入一（煤气带走的热+热损失）=100%（0.20+9.02）%=90.78%