Розрахунок теплового балансу

При розрахунку теплового балансу по першому способу приймаємо теплові ефекти реакції, які приведені в таблиці 2.13.

Таблиця 2.13 - Теплові ефекти реакцій

Прибуток тепла

Тепло, яке вноситься шихтовими матеріалами

Марганцевим агломератом 2002,4*0,418*25=20925,08 кДж

МФШ 780,22*0,418*25=8203,46 кДж

Кварцитом 226,16*0,7*25=3957,8 кДж

Коксиком 460,73*0,836*25=9608,35 кДж

Всього Q_ш=42614 кДж

Тепло окислення вуглецю за реакцією С_тв+1/2О_г =СО_г

Q₁=40,43*20,02*3941=3189879 кДж.

Тепло окислення вуглецю за реакцією С_тв+О_2г=СО_2г

Q₂= 7,769*20,02*8925=1388153 кДж.

Тепло окислення сірки за реакцією S+3/2O₂=SO₃

Q₃=0,497*20,02*11000=109449 кДж.

Всього тепла від окислювання елементів

Q_ок= Q₁+ Q₂+ Q₃=4687481 кДж.

Тепло утворення силікрмарганцю за реакцією

Mn_ж+Si_ж=MnSi_ж

Q_ме=1000*0,1959*4260=834534 кДж.

де 0,1959 – частка кремнію в силікрмарганці.

Тепло шлакоутворення.

Тепло утворення 2Mn*SiO₂ за реакцією

2MnO+SiO₂=2MnO*SiO₂

Q₅=864,34*0,1902*700=115078 кДж.

де 0,1902 – часика MnO в відвальному шлаку силікомарганцю.

Тепло утворення СаO*SiO₂ за реакцією

CaO+SiO₂=CaO*SiO₂

Q₆=864,34*0,0882*852=64952 кДж.

Тепло утворення MgO*SiO₂ за реакцією

MgO+SiO₂=MgO*SiO₂

Q₇=864,34*0,0439*910=34529 кДж.

Всього тепла від шлакоутворення

Q_шл= Q₅+ Q₆+ Q₇=214559 кДж.

Всього прихід тепла складає

ΣQ_пр= Q_ш+ Q_ок+ Q_ме+ Q_шл=5779188 кДж.

Витрати тепла

Тепло на відновлення MnO за реакцією

MnO_тв=Mn_ТВ+1/2О_2г

Q₈=(1000*0,7349+0,92*20,02)*7080=5333494 кДж.

де 0,7349 – частка марганцю в силікомарганці, а0,92 – вивітрення марганцю.

Тепло на відновлення кремнію з SiO₂ за реакцією

SiO_2тв=Si_ж+О_2г

Q₉=(1000*0,1959+1,01*20,02)*32400=7002294 кДж.

де 0,1959 – частка кремнію в силікомарганці, а 1,01 – вивітрення кремнію.

Тепло на відновлення заліза з Fe₂O_{3 ­}за реакцією

Fe₂O_3тв=2Fe+3/2O_2г

Q₁₀=1000*0,0526*14650=770590 кДж.

де 0,0486 – частка заліза в силікомарганці.

Тепло на відновлення фосфору з P₂O₅ за реакцією

P₂O_5тв=1/2P_4г+5/2О_2г

Q₁₁=(1000*0,0041+0,01*20,02)*49650=213504 кДж.

Де 0,0041 – частка фосфору в силікомарганці, а 0,01 – вивітрення фосфору.

Всього витрачається тепла на відновлення окислів

ΣQ_в= Q₈+ Q₉+ Q₁₀+ Q₁₁=13319882 кДж.

Витрати тепла

Тепло вивітрення мароганцю за реакцією Mn_тв­=Mn_г

Q₁₂=0,92*20,02*5175=95315 кДж.

Тепло вивітрення кремнію за реакцією Si_тв­=Si_г

Q₁₃=1,01*20,02*12650=255785 кДж.

Тепло вивітрення фосфору за реакцією P_тв­=P_г

Q₁₄=0,01*20,02*17860=3575 кДж.

Всього теряється тепла від вивітрення елементів

Q_у= Q₁₂+ Q₁₃+ Q₁₄=124675 кДж.

Тепло, яке забирається шлаком при 1600 Сº

Q₁₅=846,34*2470=2090459 кДж.

Тепло, яке забирається металом при 1600 Сº

Q₁₆=734,9*1595+195,9*2910+52,6*1630=1827972 кДж.

де 734,9; 195,9; 52,6 – кількість марганцю, кремнію і заліза у силікомарганці відносно.

Для спрощення розрахунку приймаємо, що газова фаза складається на 100% з окису вуглецю, а середня температура від ходячих газів складає 425 Сº. Тоді тепло, яке забирається колошниковими газами, складає

Q₁₇=48,0*20,02*(566-32,6)=512576 кДж.

де 566 кДж/м³ і 32,6 кДж/м³ – тепло складність одного нормального м³ газу при 425 і 25 Сº відносно.

Тепло на розкладення води за реакцією H₂O_г=H_2г­+1/2О_2г

Q₁₉=0,68*20,02*13400=182422 кДж.

Всього Втрачається фізичного тепла з продуктами плавки

ΣQ_ф= Q₁₅+ Q₁₆+ Q₁₇+ Q₁₈+ Q₁₉=4613429 кДж.

Теплові втрати кладкою печі

Теплові втрати кладкою печі РПЗ-48, яка виробляє 309 т/доб.

За даними НЗФ прведені в таблиці 2.14.

Питомі теплові втрати

Q₂₀=2765000/12,9=214341 кДж

де 12,9 – продуктивність печі, т/год.

Таблиця 2.14 - Теплові втрати кладкою печі РПЗ-48

Загальні теплові втрати

ΣQ_р=Q_в+Qу+Q_ф+Q₂₀=18272327 кДж.

Різниця між статтями прибутку і витрат

ΣQ_пр- ΣQ_в=5779,188-18272,328=-12493,139 МДж.

Витрати електроенергії на 1 т силикомарганцю

12492,139/3,9=3470 кВт*ч/т.

Зведений тепловий баланс приведено в таблиці 2.15

Таблиця 2.15 - Зведений тепловий баланс