Влияние кинетических факторов на тепловыделение при горении агломерационного топлива

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.

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.

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.