安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书
GC生铁=1000×0.0510=51.0kg
（3）生成CH4的C量：（燃料带入的总碳量约有1%到1.5%与氢化合成甲烷） GC甲烷=1% GC总=1%×425.385=4.254kg （4）炉尘带走的碳量 GC炉尘=20×0.2550=5.10kg （5）直接还原消耗的C量
锰还原消耗的C量=1000×0.00033×12/55=0.072kg 磷还原消耗的C量=1000×0.00085×60/62=0.823kg 硅还原消耗的C量=1000×0.004×24/28=3.43kg 钛还原消耗的C量=1000×0.00098×24/48=0.49kg 铁直接还原消耗的C量=942.6×12/56×0.45=90.89kg 故GC直=0.072+0.823+3.43+0.49+90.89=95.705kg （6）脱硫消耗的C量
GC脱硫=2.91×12/32=1.09kg ∴风口前燃烧的碳量
GC燃=420.07-51.0-4.20-4.60-86.57-1.09=272.61kg 2.风量计算
（1） 鼓风中氧的浓度=21%（1-1.5%）+0.5×1.5%=21.44% （2） 风口前碳燃烧消耗的氧VO2=272.61×22.4/24=254.44m3 （3） 焦炭带入氧量=350×0.0023×22.4/32=0.56m3 （4） 煤粉带入氧量=160×0.008×22.4/32=0.90m3
（5） 需鼓风供给的氧气体积为V=254.44-0.56-0.90=252.98m3 故V风=252.98/21.44%=1179.94 m3 2.2.2炉顶煤气成分及数量计算
（1） 甲烷的体积VCH4
由燃料C生成的CH4量=4.20×22.4/12=7.84m3 焦炭挥发分中的CH4量=350×0.0004×22.4/16=0.20m3 煤粉挥发分中的CH4量=160×0.028×22.4/16=6.27 m3 故VCH4=7.84+0.20+6.27=14.31 m3
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（2） 氢的体积VH2
由鼓风中水分分解产生的H2量=1179.94×1.5%=17.70m3 焦炭水分分解产生的H2量=350×0.0023×22.4/18=1.00m3 焦炭挥发分中的H2量=350×0.0026×22.4/2=10.19m3 煤粉挥发分中的H2量=160×0.016×22.4/2=28.67m3 煤粉水分分解产生的H2量=160×0.008×22.4/18=1.59m3 生成甲烷消耗的H2量=4.20×2=8.40 m3
炉缸煤气中H2的总量=17.70+1.00+10.19+28.67+1.59=59.15m3 参加间接还原消耗的H2量=59.15×0.35=20.70m3 故VH2=59.15-8.40-20.70=30.05 m3 （3）二氧化碳的体积VCO2
由矿石和煤粉带入的Fe203的量=1379.89×74.14%+150×84.22%+77.60×90.31%+160×0.8%-18×45.21%=1212.60kg
参加还原Fe2O3为FeO的氢气量=20.70×（1-0.9）×2/22.4=0.185kg 由氢还原的Fe2O3的量=0.185×160/2=14.80kg 由CO还原的Fe2O3的量=1212.60-14.80=1197.80kg 故CO2还=1197.80×22.4/160=167.69m3
CO还原FeO为Fe生成CO2的量=939.92×(1-0.4-22.4/56=206.62m3
焦炭挥发分中的CO2量=350×0.30%×22.4/44=0.53m3 煤粉挥发分中的CO2量=160×2.5%×22.4/44=2.04m3 故VCO2=167.69+206.62+0.53+2.04=376.88 m3 （4）一氧化碳的体积VCO
风口前碳燃烧生成CO量=GC燃×22.4/12=272.61×22.4/12=508.87m3 直接还原生成CO量=86.57×22.4/12=161.60m3 焦炭挥发分中的CO量=350×0.3%×22.4/28=0.84m3 煤粉挥发分中的CO量=160×7.7%×22.4/28=9.85m3
20.70?0.9?56)×
939.92?22.4
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间接还原消耗的CO量=206.62+167.69=374.31m3 故VCO=508.87+161.60+0.84+9.85-374.31=306.85m3 （6） 氮气的体积VN2
鼓风带入的N2量=1179.94×（1-1.5%）×79%=918.17 m3 焦炭带入的N2量=350×0.13%×22.4/28=0.364m3 煤粉带入的N2量=160×0.5%×22.4/28=0.64m3 故VN2=918.17+0.364+0.64=919.17 m3 由以上结果可得煤气成分表，见表2-8
表2-9煤气成分表
成分 m3 %
2.2.3编制物料平衡表
（1） 鼓风量的计算 每立方米鼓风的质量为γγ
风
风
CO2 376.88 22.88 CO 306.85 18.63 N2 919.17 55.80 H2 30.05 1.82 CH4 14.31 0.87 ∑ 1647.26 100
=
0.21（1－1.5%）32＋0.79（1－1.5%）28＋18×1.5%
22.4 =1.28g/m3 G风=V风×γ
风
=1179.94×1.28=1510.32kg
（2） 煤气质量的计算 γ
煤气
=
44?22.88%?28?18.63%?28?55.80%?2?1.82%?16?0.87%
22.4=1.387kg/m3
所以煤气的质量G煤气=V煤气×γ（3） 煤气中的水分
氢气参加还原生成的水分量=20.70×2/22.4×18/2=16.63kg 则GH2O=16.63kg
由以上计算结果编制物料平衡表，见表2-9
煤气
=1647.26×1.387=2284.74kg
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表2-10 物料平衡表
收入项 组成 烧结矿 球团矿 天然矿 焦炭 煤粉 鼓风 总计
校核误差：
3634.54-3627.81×100%=0.185%＜0.3%
3634.54支出项 百分数% 38.04 4.13 2.14 9.65 4.41 41.63 100 组成 生铁 炉渣 煤气 煤气水分 炉尘 总计 质量/kg 1000 315.17 2284.74 16.63 18 3634.54 百分数% 27.51 8.67 62.86 0.46 0.50 100 质量/kg 1379.89 150 77.60 350 160 1510.32 3627.81 故符合要求
2.3热平衡计算
2.3.1热收入
（1）碳素氧化放热
碳素氧化为CO2放出热量QCO2的计算： 碳素氧化为CO2的体积为：
VCO2氧化=VCO2煤气 -VCO2挥发 =376.88-2.04-0.53=374.31m
QCO23
=VCO2氧化×33436.2×12/22.4=374.31×33436.2×
12/22.4=6704734.30kJ
其中：33436.2为C氧化为CO2的反应热 碳素氧化为CO放出热量QCO的计算： 碳素氧化为CO的体积为：
VCO氧化=VCO煤气-VCO挥发=306.85-0.84-9.85=296.16m3
QCO= VCO氧化×9840.6×12/22.4=296.16×9840.6×12/22.4=1561281.48kJ 其中：9840.6为C氧化为CO的反应热
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