18.1. Материальный баланс

На основании исходных данных и предварительных расчетов со­ставляется система балансовых уравнений, решение которой позво­ляет рассчитать материальный баланс шлаковой ванны.

После расчета материального баланса шлаковой ванны, рассчиты­вается тепловой баланс ванны и зоны дожигания.

Расчет на первом шаге счета теплового баланса шлаковой ванны и зоны дожигания производится при некотором заданном значении расхода кислорода на дожигание. По результатам первого расчета определяется недостаток (избыток) прихода тепла в шлаковую ванну. На следующих шагах расчета итерациями, изменяя расход кислорода на дожигание, до­биваются, чтобы приход тепла в ванну был равен расходу.

Таким образом, расчет теплового и материального баланса процес­са заключается в расчете материального баланса, расчете теплового баланса шлаковой ванны и расчете материального и теплового балан­са зоны дожигания.

Как видно из рисунка, для расчета материального и теплового ба­лансов процесса необходимо знать химический состав летучих ком­понентов угля.

Была разработана методика формального расчета состава летучих компонентов угля по данным об его элементном составе [5]. Мето­дика позволяет рассчитать химический состав летучих компонентов угля при различных соотношениях в них компонентов. Окончатель­ные формулы приведены в табл. 18.1, где т(\) - содержание соот­ветствующего компонента в летучих. Пример результатов расчета по формулам для различных типов углей приведен в таблице 18.2

Основой разработанной методики расчета материального баланса процесса газификации угля в шлаковом расплаве является система из четырех балансовых уравнений:

1) уравнение баланса углерода;

2) уравнение основности шлака (соотношение CaO/Si02);

3) уравнение для расчета состава и количества шлака;

4) уравнение для расчета состава и количества металла.

Рисунок 18 1 Бчок-схеча расчета материального и теплового балансов

Таблица 18.1 Выражения для определения химического состава летучих

компонентов угля на основе элементного состава