Электронная библиотека магистра ДонНТУ Горнилиной А.М.

 

Bytkin V.N. Preparing the row materials for blast furnace process (sintering). Summary of lectures. - 160 p.

 

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРОЦЕССА СПЕКАНИЯ

 

Суммарный тепловой баланс процесса спекания составляют, исходя из начального и конечного состояний системы. В таблице приведена примерная структура суммарного баланса и показаны пределы изменения величины отдельных его статей. Баланс дает представление об общем расходе тепла на 1 т аглоспека. Анализ приходных статей представляет особый интерес при спекании руд с высоким содержанием серы и при комбинированном нагреве шихты. Перераспределение тепла между основными приходными статьями в этом случае позволяет наметить пути снижения расхода коксика и оценить его экономию в количественном отношении. При рассмотрении расходной части баланса разделяют общий расход тепла на «полезно израсходованное» и «потери». К «потерям» относят тепло отходящих газов и внешние потери тепла:

 

КПД = Q - (Q8 + Q10) *100%
Q

 

где: Q - общий расход тепла, кДж/кг агломерата;

Q8 - тепло отходящих газов, кДж/кг агломерата;

Q10 - внешние потери тепла, кДж/кг агломерата.

 

Таблица - Тепловой баланс процесса спекания

 

Статьи прихода

 % к общему расходу тепла*

Приход

  

Горение углерода

 50 - 90

Горение серы

 1 - 40

Физическое тепло зажигания

 1 - 15

Физическое тепло шихты

 1 - 4

Физическое тепло воздуха

 0.5 - 1.5

Тепло экзотермических реакций образования новых химических соединений

 1 - 3

Расход

Тепло готового агломерата

 30 - 60

Тепло отходящих газов

 30 - 60

Затраты тепла на эндотермические процессы

 30 - 60

Внешние тепловые потери

 7 - 10

* Общий расход тепла Q 1470 - 2940 кДж/кг.

 

Суммарный баланс совершенно не отражает особенностей процессов теплопередачи, развития и усвоения тепла в процессе спекания. Между тем, именно эти особенности процесса агломерации в значительной мере определяют его высокую экономичность. Совокупность дифференциальных тепловых балансов, составленных для отдельных горизонтальных слоев за время от начала процесса до охлаждения полученного агломерата, показывает, что до известного момента все полученное тепло полезно используется в пределах слоя в целом (за исключением внешних потерь на излучение). Потеря тепла с отходящими газами начинается только после выхода зоны сушки на уровень постели, когда тепло, которое ранее использовалось для нагрева нижележащих слоев шихты, покидает слой с отходящими газами.

Зональный баланс учитывает три основные статьи, которые составляют технологическую основу процесса.

1. Нагрев и расплавление агломерационной шихты.

2. Подогрев воздуха до поступления в зону горения вышележащими слоями агломерата.

3. Использование отходящих из зоны горения газов для нагрева вышележащих слоев шихты.

Многочисленные измерения температуры в зоне горения топлива показывают, что при нормальном ходе процесса вся масса шихты последовательно слоями нагревается до 1100 – 1600 °С. Простой подсчет позволяет установить, что теплоты горения коксика в любом слое шихты недостаточно для поддержания в нем столь высокой температуры. Высокие температуры в слое постели испаряются путем регенерации тепла по ходу агломерации спекаемых материалов. В нижних слоях шихты доля регенерированного тепла в тепловом балансе зоны горения часто превышает 55 – 60 %.

В самых верхних слоях горение топлива идет без подогрева воздуха и недостаток тепла восполняется теплотой зажигания шихты.