Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние кинетических факторов на тепловыделение при горении агломерационного топлива

ФИО: Куренков Д.С.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.х.н., Теселкина Анна Эдуардовна

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Экстракции и рециклинга черных металлов

Академическая группа: ММЧ-14-1

Агломерация – слоевой процесс и количество тепла, которое может отдать топливо во время спекания, зависит не столько от теплотворной способности топлива, сколько от времени его нахождения в зоне высоких температур. Это время определяется кинетическими характеристиками топлива – горючестью и реакционной способностью. К тому же тепловые балансы агломерации составляются без учета эндотермической реакции газификации, что не отражает реальной картины происходящего.

Цель работы – выяснить как, в зависимости от вида топлива, меняется приход тепла в слой спекаемой аглошихты. Для исследования были взяты кокс ОАО «Северсталь» и антрацит ОАО «Юж. Кузбасс». Зная энергии активаций реакций полного и неполного горения и реакции газификации для каждого из топлив, были рассчитаны константы скорости реакций.

Константа, с–1 Кокс Антрацит
Кполн.гор 1006 ·10–3 304 ·10–3
Кнеп.гор 634 ·10–3 179 ·10–3
Кгазиф 4 ·10–3 0,29 ·10–3

Расчет величин констант был необходим для расчета тепловыделения по формуле

где Qполн.гор, Qнеп.гор, Qгазиф – тепловые эффекты реакций полного горения, неполного горения и газификации соответственно; mO2,mCO2 – массы газов, участвующих в реакции, кг; CO2, CCO2 – относительная массовая концентрация окислителя на поверхности частицы.

Доля антрацита, % Доля кокса, % Без реакции газификации Неофлюсованный агломерат Офлюсованный агломерат (В=1,4)
0 100 131 442 129 801 129 391
30 70 109 697 108 465 108 157
50 50 95 201 94 240 94 000
100 0 58 961 58 680 58 610

По результатам расчета тепловыделения видно, что без реакции газификации приход тепла в слой завышен. Учет этой реакции в тепловых балансах поможет повысить качество агломерата, особенно при производстве офлюсованного продукта.

Также показано, что в условиях агломерации более теплотворный антрацит не может дать требуемого количества тепла ввиду меньшей своей химической активности.