Тепловой баланс

На основе данных материального баланса с целью уточнения расходных коэффициентов по топливу можно составить ориентировочный тепловой баланс работы отражательной печи.

Для составления этого баланса принимаем:

1. Теплотворная способность пылеугля равна 25500 кДж/кг (при заданном составе топлива рассчитать самостоятельно).

2. При ошлаковании СаО, загружаемого в печь с концентратом, не будет выделяться тепла. Идёт растворение силикатов пустой породы в шлаке. СаО известняка будет реагировать с кварцем, образуя с выделением 89,90 кДж [10], что составляет на 1 кг СаО:

89,90: 56,1 ∙ 1000 = 1600 кДж.

Разложение известняка идёт по реакции

(3)

Это эндотермическая реакция: Q = - 179,2 кДж/моль.

На 1 кг известняка необходимо 1792 кДж.

3. Считаем, что печь работает без подогрева воздуха. Температура воздуха и пылеугля составляет 20 °С. Температура огарка 700 °С. Теплоёмкости газов и воздуха принимаем по [10], теплоёмкости шлаков ориентировочно равны 1,25, штейна – 1,05 и шихты – 0,92 кДж/кг∙град [4, 5].

4. Температура отходящих газов снижается до 1100 °С из-за подсоса воздуха. Пренебрегая некоторыми деталями, не имеющими существенного значения, составляем ориентировочный тепловой баланс отражательной плавки огарка (таблица 9).

Таблица 9 – Тепловой баланс отражательной плавки огарка

Приход тепла	Расход тепла
Статьи прихода тепла	кДж	%	Статьи расхода тепла	кДж	%
1. Горение пылевидного угля 2. Вносится жидким конвертерным шлаком 3. Вносится твёрдой шихтой (флюсы, холодный конвертерный шлак) 4. Вносится воздухом	86742,12   2485,66     3130,4	80,1   18,7   0,54     0,66	1. Уносится отвальным шлаком 2. Уносится Штейном 3. Уносится газами 4. Разложение известняка 5. Тепловые потери (по разности)	159609,3     101026,8   209708,5   14181,83   -
	462873,1	100,0		484526,4	100,0

Как видно из составленного теплового баланса, что расход тепла на 0,47% больше чем приход тепла, если теоритический приход тепла 484526,4:100% =605658 кДж то недостаток тепла состоит:

605658-462873,1=142784,9 кДж. Для этого необходимо увеличить количество добавляемого угля на (если 1кг угля - 25500кДж) кг.

Заключение

1. Рассмотрел одну из основных стадий пирометаллургической технологии переработки медного и никелевого сырья – плавку на штейн. При расчетах общая масса штейна составило 80,18 кг.

2. Изучил сущность процесса отражательной плавки. Сущность процесса заключается в том, что нагрев и расплавление шихты осуществляется за счет тепла от сжигания топлива в газовом пространстве над ванной печи. Отражательная печь имеет горизонтально расположенную рабочую зону, и дымовые газы свободно проходят над поверхностью расплава. В настоящее время доля меди, полученная с её использованием, составляет 40-50 %.

3. В результате расчета получил следующий состав шихты для загрузки в отражательную печь:100кг концентрат, 70,1 кг конвертерный шлак, 20 кг кварц, 8,085 кг известняк.

При расчете материального баланса получился небольшое отклонение в уточненном весе шлака против первоначально рассчитанного ориентировочного веса (101,75 кг вместо 102,00) объясняется применением загрязненных флюсов, внесших оксид железа (кварц). Расчетное соотношение FeO: : CaO = 35: 37: 4,9 выдержано с достаточной степенью точности.

При расчете составленного тепловогобаланса видно, что расход тепла на 0,47% больше чем приход тепла, если теоритический приход тепла 484526,4:100% =605658кДж то недостаток тепла состоит:

605658-462873,1=142784,9 кДж. Для этого необходимо увеличить количество добавляемого угля на (если 1кг угля - 25500кДж) кг.

Список литературы

1. Ванюков А.В. Комплексная переработка медного и никелевого сырья: учебник для вузов / А.В. Ванюков, Н.И. Уткин. - Челябинск: Металлургия, 1988. – 432 с.

2. Худяков И.Ф. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов / И.Ф. Худяков, С.Э. Кляйн, Н.Г. Агеев. – М.: Металлургия, 1993. – 440 с.

3. Расчеты по металлургии меди. Часть I, II: Метод. Указ./Сост.: Л. П. Скуратович; СибГИУ. – Новокузнецк, 2006.

4. Процессы и аппараты цветной металлургии: учебник для вузов / С.С. Набойченко [и др.]. – Екатеринбург: УГТУ, 1997. – 648 с.

5. Мечев В.В. Автогенные процессы в цветной металлургии / В.В. Мечев, В.П. Быстров, А.В. Тарасов. – М.: Металлургия, 1991. – 416 с.

Дата добавления: 2015-08-09