Тепловой баланс печи по отдельным хонам

Расход тепла по отдельным зонам

1. Зона сушки и испарения

А) нагрев шлама от 20-100°С

q_н=(m_cc_c+m_wc_w)Δt=(1,54·0,21+102·1)·(100-25)≈100 ккал/кг. кл.

Б) испарение воды при 100°С

q_w=r_пар·m_w=539·1,02=550 ккал/кг.кл

Итого: q_зс=100+550=650 ккал/кг.кл

2. Зона подогрева

А) нагрев м-ла от 100-800°С

q_н=(1,54·0,26)·(500-100)+1,52·0,28·(800-500)≈285 ккал/кг.кл.

Б) дегидратация глины при 500°С

q_дег=r_дег·m_вода^г=780·0,52=15 ккал/кг.кл

Итого: q_зп=285+15=300 ккал/кг.кл

3+4. Зона декарбонизации и экзотермических реакций

А) декарбонизация СаСО₃ при 900°С

q_дек=r_дек·m_СО2=904·0,52=470 ккал/кг.кл

Б) нагрев м-ла от 800-1300°С

q_м=(1,52·0,29)·(900-800)+1,025·(1300-900)≈145 ккал/кг.кл.

В) экзотермические реакции

q_экз=Σr_дег·m_мин=59·1,44+10·0,05+15·0,18=88 ккал/кг.кл

Итого: q_экз.=470+145-88=525 ккал/кг.кл

5.Зона спекания (2/3)

А) нагрев м-ла от 1300-1450°С

q_м=(1,0·0,28)·(1450-1300)≈42 ккал/кг.кл.

Б) образование жидкой фазы

q_ж.ф.=97·m_ж.ф.=0,24·97=23 ккал/кг.кл

В) образование алита

q_ж.ф.=r_а·m_а=0,6·0,6=0,4 ккал/кг.кл

Итого: q_з.спек=42+23+0,4=65 ккал/кг.кл

Экзотермические реакции определяются в основном образованием белита, т.к. перед зоной спекания его образовывается до 60% и теплота реакции 2CaO+SiO₂ равна C₂S в 10-30 раз больше, чем для C₄AF и C₃A, и поэтому из общей суммы выделяемого тепла 95-97% приходится на теплоту образования белита. Необходимо обратить внимание, что образование алита С₂S+СаО=С₃S идет не с выделением, а с поглощением тепла.

Расходные статьи теплового баланса печи

На обжиг 1 кг кл-ра в Росси затрачивается 1500 ккал/кг.кл

1. ТЭК – теплота всех реакции (суммарная)

Складывается из затрат тепла на дегидратацию глин и декарбонизацию СаСО₃ и за вычетом экзотермических реакций образования клинкерных минералов (400 ккал/кг.кл).

q_ТЭК=400; q_w- испарение воды, q_п – потери тепла с воздухом; q_о.г. – с отходящими газами; q_кл – с клинкером; q_чк – с корпусом печи.

Зависимость энтальпии реакции от t реакции по закону Гесса:

Закон Гесса:независимо от хода процесса кол-во поглощаемого (выделяемого) тепла процесса зависит только от начального и конечного состояния вещества.

Чем выше t процесса, тем меньше требуется тепла.

0°С – 600 ккал/кг.кл

100°С – 539 ккал/кг.кл

Н-р: СаСО₃=СаО+СО₂; t=900°С, q=396 ккал/кг.кл

t=0°С, q=425 ккал/кг.кл

Все реакции в ТД справочниках пересчитаны на стандарт. t-ру 25°С или 298 К.

В тех случаях когда считается тепловой баланс агрегата, который по границе с окружающей средой когда рекомендуется считать все тепловые эффекты при 25°С. Если же считаются затраты тепла по отдельным зонам, тогда необходимо расчет проводить при той t-ре при которой идут процессы.

Теплота: 1 к.у.т. = 7000 ккалл. = 7000*4,19 = 29330 кДж

1 ккал=4,19 кДж