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Vol.31 Suppl.1 苏亚杰等：铁矿煤球团内生还原气生产DI工艺及估算 45. Gre=89gX93.7%+90g× (Q=662kJ) 92.64%+85g×93.9%=246.6g v=2.242m3kg 1 实验电能消耗为615kJ,则实验的热量消耗为： 设炉顶气温度150℃，150℃还原气焓为： Q/Gre=615kJ/246.6g= H150=197.0X30%+196.4×70%= 2.494kJg1=2494kkg1. 196.58kJm-3 从上述计算可见从实验数据而得的热量消耗为 则循环热还原气理论用量： 2494kkg,比理论计算值(2742kkg1)低 V0=1.927m3kg1. 248kJ kg1 按实验数据推算的循环热还原气用量： 2.3铁矿煤球团还原反应需用热还原气量 (Q=676kJ) 还原气的主要功能是加热铁矿煤球团，并维持 Vg=1.926m3kg1. 还原反应温度，保持还原气氛， 2.4高炉煤气消耗量的估算 (1)理论计算需要用热还原气量 还原气的热量是由热风炉提供，热效率按66% 还原气组成（体积分数）为30%C0,70%N2, 计.高炉煤气的发热值按850 kcal'm-3计算 进还原炉时还原气温度为1150℃，炉顶尾气温度为 (1)加热载热还原气所需热量， 800℃.平均入炉温度按1150℃计.查得（气体 查得还原气1100℃的焓，C0为1553.4 的焓，基准态0℃)1150℃时C0焓=1629.4 kJm-3,N2为1539.4kJm-3;查得炉顶气300℃ kJm3,N2焓=1614.9kJm3,则热焓： 的焓，C0为399.4kJm3,N2为397.0kJm3,则 H1150=30%×1629.4+70%×1614.9= 热焓差（利用的热量）为：H山1100-300=(1553.4× 1619.25kJm-3. 30%+1539.4×70%)-(399.4×30%+397.0× 查得800℃时C0焓1106.6kJm3,N2焓 70%)=1145.88kJm·-3 1096.8kJm-3,则800℃还原气热焓： 查得炉顶气150℃的焓，C0为197kJm-3,N2 H800=30%×1106.6+70%×1096.8= 为196.4kJm-3,则热焓差（利用的热量）为： 1099.74kJm-3. H1100-150= 由前所得传递热能Q=1.892×10°kJ,则所需还原 (1553.4×30%+1539.4×70%)- 气量： (197×30%+196.4×70%)=1347.02kJm-3. V0=3642m3. 炉顶气温度越低热量利用越多，传热还原气用 由前所得产出DRI中含铁量为Mre=690kg,则循 量越少，炉顶气温度分别300℃，150℃时，1 kg DRI 环所需热还原气量为 传热还原气用量分别为2.242、1.927m3. V0=5.278m3kg1. -1 (2)估算炉顶气产出量， (2)依实验数据估算需用热还原气量， 炉顶气产出量也就是炉顶气处理量应包括： 加热铁矿煤球团所需热：Q=676kJ:还原气热 ①传热还原气量：②碳氧化铁还原产生的气体：③ 焓差：H1150-H800=1619.25-1099.74= 煤干馏产生的气体.炉顶气温度分别为300℃，150 3 519.51kJm ℃时的1 kg DRI传热还原气用量分别为2.242、 则所需热还原气量：V=1.301m3. 1.927m3. 实验产出DRI中含铁量Gre=246.6g,则循环 因为1tDRI按理论碳耗量218kg投料计算，炉 所需还原气量：V=5.276m3kg1. 顶气温度分别为300℃，150℃时的碳耗量是相等 可见实验结果与理论计算十分相近 的，1kg碳氧化产生C02气体重量系数为2.664， (3)实际应用炉顶气可以降到300、150℃. C02比重1.075，碳氧化还原1 kg DRI产生的气体 设炉顶气温度300℃.300℃还原气焓为： 为：Q=0.218×2.664÷1.075=0.540m3,煤干馏 H300=399.4×30%+397.0×70%= 产生的气体包含在0.540m3中.估算还原1 kg DRI 397.72kJm-3. 炉顶气产量300℃、150℃时分别为2.782、 则理论用循环热还原气量： 2.467m3. V'0=2.245m3kg1. (3)循环还原气估算需要量. 按实验数据推算的循环热还原气用量： 循环还原气估算需要量应为：载热还原气量；炉GFe＝89g×93∙7％＋90g× 92∙64％＋85g×93∙9％＝246∙6g 实验电能消耗为615kJ则实验的热量消耗为： Q／GFe＝615kJ／246∙6g＝ 2∙494kJ·g －1＝2494kJ·kg －1． 从上述计算可见从实验数据而得的热量消耗为 2494kJ·kg －1比理论计算值（2742kJ·kg －1） 低 248kJ·kg －1． 2∙3 铁矿煤球团还原反应需用热还原气量 还原气的主要功能是加热铁矿煤球团并维持 还原反应温度保持还原气氛． （1） 理论计算需要用热还原气量． 还原气组成（体积分数）为30％ CO70％ N2． 进还原炉时还原气温度为1150℃炉顶尾气温度为 800℃．平均入炉温度按1150℃计．查得［5］ （气体 的 焓基 准 态 0 ℃）1150℃时 CO 焓＝1629∙4 kJ·m －3N2 焓＝1614∙9kJ·m －3则热焓： H1150＝30％×1629∙4＋70％×1614∙9＝ 1619∙25kJ·m －3． 查 得 800 ℃ 时 CO 焓 1106∙6kJ·m －3N2 焓 1096∙8kJ·m －3则800℃还原气热焓： H800＝30％×1106∙6＋70％×1096∙8＝ 1099∙74kJ·m －3． 由前所得传递热能 Q＝1∙892×106 kJ则所需还原 气量： V Q＝3642m 3． 由前所得产出 DRI 中含铁量为 MFe＝690kg则循 环所需热还原气量为 V′Q＝5∙278m 3·kg －1． （2） 依实验数据估算需用热还原气量． 加热铁矿煤球团所需热：Q＝676kJ；还原气热 焓差：H1150 － H800 ＝1619∙25－1099∙74＝ 519∙51kJ·m －3． 则所需热还原气量：V ＝1∙301m 3． 实验产出 DRI 中含铁量 GFe＝246∙6g则循环 所需还原气量：V′e＝5∙276m 3·kg －1． 可见实验结果与理论计算十分相近． （3） 实际应用炉顶气可以降到300、150℃． 设炉顶气温度300℃．300℃还原气焓为： H300＝399∙4×30％＋397∙0×70％＝ 397∙72kJ·m －3． 则理论用循环热还原气量： V′Q＝2∙245m 3·kg －1． 按实验数据推算的循环热还原气用量： （ Q＝662kJ） V′e＝2∙242m 3·kg －1． 设炉顶气温度150℃150℃还原气焓为： H150＝197∙0×30％＋196∙4×70％＝ 196∙58kJ·m －3． 则循环热还原气理论用量： V′Q＝1∙927m 3·kg －1． 按实验数据推算的循环热还原气用量： （ Q＝676kJ） V′e＝1∙926m 3·kg －1． 2∙4 高炉煤气消耗量的估算 还原气的热量是由热风炉提供热效率按66％ 计．高炉煤气的发热值按850kcal·m －3计算． （1） 加热载热还原气所需热量． 查得 还 原 气 1100 ℃ 的 焓CO 为 1553∙4 kJ·m －3N2 为1539∙4kJ·m －3 ；查得炉顶气300℃ 的焓CO 为399∙4kJ·m －3N2 为397∙0kJ·m －3则 热焓差 （利用的热量） 为：H1100－300＝ （1553∙4× 30％＋1539∙4×70％）－（399∙4×30％＋397∙0× 70％）＝1145∙88kJ·m·－3． 查得炉顶气150℃的焓CO 为197kJ·m －3N2 为196∙4kJ·m －3则热焓差（利用的热量）为： H1100－150＝ （1553∙4×30％＋1539∙4×70％）－ （197×30％＋196∙4×70％）＝1347∙02kJ·m －3． 炉顶气温度越低热量利用越多传热还原气用 量越少炉顶气温度分别300℃150℃时1kg DRI 传热还原气用量分别为2∙242、1∙927m 3． （2） 估算炉顶气产出量． 炉顶气产出量也就是炉顶气处理量应包括： ① 传热还原气量；② 碳氧化铁还原产生的气体；③ 煤干馏产生的气体．炉顶气温度分别为300℃150 ℃时的1kg DRI 传热还原气用量分别为2∙242、 1∙927m 3． 因为1t DRI 按理论碳耗量218kg 投料计算炉 顶气温度分别为300℃150℃时的碳耗量是相等 的1kg 碳氧化产生 CO2 气体重量系数为2∙664 CO2 比重1∙075碳氧化还原1kg DRI 产生的气体 为：Q＝0∙218×2∙664÷1∙075＝0∙540m 3煤干馏 产生的气体包含在0∙540m 3 中．估算还原1kg DRI 炉 顶 气 产 量 300 ℃、150 ℃ 时 分 别 为 2∙782、 2∙467m 3． （3） 循环还原气估算需要量． 循环还原气估算需要量应为：载热还原气量；炉 Vol．31Suppl．1 苏亚杰等：铁矿煤球团内生还原气生产 DRI 工艺及估算 ·45·