WorldodTech

1.3 Теоретические затраты тепла на

клинкеробразование

Эти затраты слагаются из теплоты эндотермических реакций разложения исходных сырьевых материалов при нагревании и экзотермических реакций образования клинкерных минералов при обжиге. Применительно к сырьевой смеси из природных глинистых и карбонатных материалов теоретический эффект клинкеробразования вычисляют по следующим затратам:

1. Расход тепла на дегидратацию глинистых материалов:

q1 = МН2О*6886

где 6886 тепловой эффект реакции , кДж/кг кл.

q1 = 0,01*6886 = 68,86 кДж/кг кл.

2. Расход тепла на декарбонизацию:

q2 = MCaCO3 *1680 + MMgCO3 *816

MCaCO3 = (Мтс * CaCO3) / 100 = (1,55 * 75,63) / 100 = 1,172 кг/кг кл.

MMgCO3 = (Мтс * MgCO3) / 100 = (1,55 * 3,05) / 100 = 0,047 кг/кг кл.

q2 = 1,172 *1680 + 0,047 *816 = 2007,31 кДж/кг кл.

3. Расход тепла на образование жидкой фазы (поскольку в химическом составе сырьевой смеси содержится Fe2O, то жидкая фаза железистая и расход тепла на её образование 200 кДж/кг кл.):

q3 = 200 кДж/кг кл.

4. Приход тепла от образования клинкерных минералов:

q4 = (C3S*528 + C2S*716 + C3A*61 + C4AF*109) / 100

q4 = (55*528 + 22*716 + 8*61 + 12*109) / 100 = 465,88 кДж/кг кл.

Теоретическое тепло реакции клинкеробразования равно:

qт = q1 + q2 + q3 - q4 = 68,86 + 2007,31 + 200 – 465,88 = 1810,29 кДж/кг кл.

1.4 Тепловой баланс печи и определение удельного

расхода топлива на обжиг клинкера

Приход тепла:

1. Химическое тепло от сгорания топлива:

qx = Qнр * б

qx = 36160 * б кДж/кг

2. Физическое тепло топлива:

qф = б * iт

где iт – энтальпия топлива в интервале от 0оС до tт (принимаем tт=10 оС)

qф = 12 * б кДж/кг

3. Физическое тепло сырья:

qфс = Мпс * iс + Мw * iw

где iс – энтальпия сырьевой смеси, кДж/кг

iw – энтальпия воды , кДж/кг

Мw – влажность сырьевой смеси, кг/кг кл.

qфс = 1,552 * 8,8 + 0,873 * 41,9 = 50,24 кДж/кг

4. Физическое тепло воздуха:

qфв = б(Ln * in + Lвт * iвт)

где Ln и Lвт – количество первичного и вторичного воздуха , м3/кг

in и iвт – энтальпия первичного и вторичного воздуха кДж/м3

qфв = б(0 * 0 + 10,08 * 671,2) = 6765,7 * б кДж/кг

Всего приход тепла:

б(Qнр + iт + Ln*in + Lвт*iвт) + (Мпс * iс + Мw * iw)

36160*б + 12*б + 50,24 + 6765,7*б = 42925,7*б + 50,24

Расход тепла:

1. Теоретическое тепло реакции клинкеробразования:

qт = 1810,29 кДж/кг кл.

2. Тепло испарения физической воды:

qисп = Мw * qисп = 0,873 * 2491 = 2174,64 кДж/кг кл.

где qисп – тепло на испарение 1 кг физической воды, равное 2491 кДж/кг кл.

3. Тепло, теряемое с клинкером, покидающим печь:

qк = 1 * iк = 1 * 1114,3 = 1114,3 кДж/кг кл.

где iк – энтальпия клинкера при температуре выхода его из печи, кДж/кг кл.

4. Тепло с отходящими газами:

qотхг = VCO2 * i CO2 + VH2O * i H2O + VN2 * i N2 + VO2 * i O2

VCO2= VCO2т * б + МCO2 / rCO2 = 1,019 * б + 0,54 / 1,977 = 1,019 * б + 0,27 м3/кг кл.