Download miễn phí Giáo trình Lò luyện kim



Để đốt cháy nhiên liệu, trong các lò luyện kim cũng nhưtrong các lò công nghiệp
nói chung, người ta sử dụng thiết bị gọi là thiết bị đốt. Thiết bị đốt cần đảm bảo đốt
cháy nhiên liệu một cách hiệu quả, mặt khác phải đơn giản về kết cấu, dễ sử dụng và
sửa chữa.
Để đốt nhiên liện rắn mà chủ yếu là than dạng cục người ta sử dụng thiết bị đốt
gọi là buồng đốt. Buồng đốt nhiên liệu rắn được chia thành:
+ Buồng đốt thủ công : thao tác cấp than bằng thủ công.
+ Buồng đốt cơ khí: thao tác cấp than cơ khí hóa


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-06-04-giao_trinh_lo_luyen_kim.NOxmkNOvDs.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-68793/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

15
-
32 - 33
0, 5 -0,9
-
-
64 - 66
900
- 1.030
Khí đốt
lò cao
8 - 14
-
23 - 31
10 -15
0,1 - 2,6
-
48 - 60
900
- 1.265
Khí đốt lò cao: là sản phẩm phụ khi luyện gang bằng lò cao, luyện 1 tấn gang thu
đ−ợc 3.600 - 4.000 m3 khí lò cao. Thành phần khí cháy chủ yếu của khí lò cao là CO
(hàm l−ợng 23 - 31%) và hyđrô (hàm l−ợng 10 - 15%). Nhiệt trị khí lò cao thấp (Qd=
900 - 1265 Kcal/m3), để nâng cao nhiệt độ cháy ng−ời ta th−ờng nung nóng tr−ớc hay
hỗn hợp với khí lò cốc.
- 61 -
Khí lò cốc: là sản phẩm phụ thu đ−ợc khi luyện than cốc, luyện 1 tấn than cốc thu
đ−ợc 230 - 270 m3 khí lò cốc. Thành phần có thể cháy của khí lò cốc chủ yếu là H2 (53
- 60%) và CH4 (19 - 225%), Qd = 3700 - 4000Kcal/kg.
Khí đốt không khí là sản phẩm thu đ−ợc khi khí hóa than mà khí thổi là không
khí. Thành phần cháy chủ yếu là CO (32 - 33%). Nhiệt trị khí đốt không khí thấp, Qd =
3780 - 4600 Kcal/kg.
Khí đốt hơi n−ớc là sản phẩm thu đ−ợc khi khí hóa than bằng hơi n−ớc. Thành
phần cháy chủ yếu là CO ( 35 - 40%) và H2 (47 - 52 %). Nhiệt trị khí đốt hơi n−ớc
thấp Qd = 2400 - 2500 Kcal/kg và giá thành cao nên ít dùng trong luyện kim.
4.1.3. Thành phần của nhiên liệu
Thành phần nhiên liệu là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất l−ợng của
nhiên liệu.
a) Thành phần nhiên liệu rắn và lỏng
Đối với các nhiên liệu rắn và lỏng, thành phần của chúng rất phức tạp, các
nguyên tố tạo thành chúng th−ờng không tồn tại một cách độc lập, mà hoá hợp với
nhau tạo thành các hợp chất. Việc phân tích chính xác thành phần nhiên liệu theo các
hợp chất tạo thành chúng rất khó khăn, bởi vậy trong tính toán nhiệt th−ờng ng−ời ta
coi nhiên liệu rắn và lỏng bao gồm các chất tồn tại độc lập:
- Các bon (C): là thành phần cháy chính của nhiên liệu rắn và lỏng. Phản ứng cháy
hoàn toàn của cácbon với oxy có hiệu ứng nhiệt lớn.
C +O2 = CO2 + 8.137 Kcal/kg
- Hyđrô (H): dạng cháy đ−ợc gồm hyđrô tự do và hyđrô hóa hợp với các chất cháy
đ−ợc, dạng không cháy đ−ợc là hợp chất với oxy. Phản ứng cháy của hyđrô với oxy:
H2 +
2
1
O2 = H2O + 34.180 Kcal/ kg
- Nitơ (N): là thành phần không cháy đ−ợc, trong nhiên liệu rắn và lỏng nitơ chỉ
chiếm 1 - 2 % nên ít ảnh h−ởng.
- L−u huỳnh (S): có ba dạng là l−u huỳnh hữu cơ, l−u huỳnh sunphit và l−u huỳnh
dạng muối. Hai dạng đầu có thể cháy còn l−u huỳnh dạng muối không thể cháy. L−u
huỳnh là tạp chất có hại trong nhiên liệu cần hạn chế.
- Tro (A): gồm các khoáng chất SiO2, Al2O3, MgO, Fe2O3... là các thành phần không
cháy đ−ợc. Hàm l−ợng tro trong nhiên liệu càng cao thì chất l−ợng nhiên liệu càng
- 62 -
giảm do giảm hàm l−ợng chất cháy đ−ợc, tổn hao nhiệt do nung nóng tro, tăng l−ợng
bụi trong sản phẩm cháy, gây khó khăn cho việc khống chế quá trình cháy.
- N−ớc (W): gồm n−ớc hấp phụ bề mặt, n−ớc hấp thụ qua các lỗ xốp của nhiên liệu
và n−ớc kết tinh. Khi sấy nhiên liệu chỉ hai dạng đầu là có khả năng bốc hơi còn dạng
n−ớc kết tinh vẫn còn trong nhiên liệu.
Đối với nhiên liệu rắn và lỏng, thành phần của chúng đ−ợc biểu diễn bằng bốn
cách:
+ Chất hữu cơ : Ch + Hh + Oh + Nh = 100 %. (4.1)
+ Chất có thể cháy : Cc + Hc + Oc + Nc + Sc = 100 %. (4.2)
+ Chất khô : Ck + Hk + Ok + Nk + Sk +Ak = 100 %. (4.3)
+ Thông dụng: %Cd + %Hd + %Od + %Nd + %Sd +%Ad + %Wd = 100 % (4.4)
Để chuyển đổi từ thành phần này qua thành phần khác ng−ời ta dùng các hệ số
thế hoán cho ở bảng 4.3.
Bảng 4.3. Hệ số chuyển đổi thành phần nhiên liệu rắn và lỏng
Thành phần muốn chuyển đổi Thành
phần đã
biết Chất hữu cơ Có thể cháy Chất khô Thông dụng
Chất hữu
cơ
1
100
S100 c−
100
)AS(100 kk +−
100
)WAS(100 ddd ++−
Có thể
cháy cS100
100
−
1
100
A100 k−
100
)WA(100 dd +−
Chất khô
)AS(100
100
kk +− kA100
100
−
1
100
W100 d−
Thông
dụng )WAS(100
100
ddd ++− )WA(100
100
dd +− dW100
100
−
1
b) Thành phần nhiên liệu khí
Nhiên liệu khí th−ờng là hỗn hợp cơ học của một số khí, có thể phân tích chính
xác từng thành phần của chúng. Các thành phần có thể cháy trong nhiên liệu khí gồm:
CO, H2, CH4, CmHn, H2S. Các thành phần không thể cháy gồm CO2, N2, SO2, H2O, O2.
Trong các thành phần có thể cháy thì các cacbuahyđrô nh− CH4, CmHn có năng suất toả
nhiệt cao, sau đó là H2 và CO, còn H2S là thành phần có hại cần hạn chế.
Thành phần nhiên liệu khí đ−ợc biểu thị bằng hai cách:
+ Thành phần khô:
CO2
k + COk + H2
k + CH4
k + C2H2
k + H2S
k + ...+ N2
k = 100 % (4.5)
- 63 -
+ Thành phần −ớt:
CO2
u + COu + H2
u + CH4
u + C2H2
u + H2S
u +...+ N2
u + H2O
u= 100% (4.6)
Công thức chuyển đổi giữa các thành phần nh− sau:
100
OH100
.XX
u
2ku −= (4.7)
u
2
uk
OH100
100
.XX −= (4.8)
Trong đó: ω+
ω=
3,806
100
OH u2 (4.9)
Với ω là độ ẩm của nhiên liệu, tính bằng l−ợng n−ớc chứa trong một mét khối khí
khô [ g/m3].
4.1.4. Nhiệt trị của nhiên liệu
Năng suất toả nhiệt hay nhiệt trị của nhiên liệu là l−ợng nhiệt toả ra khi đốt cháy
hoàn toàn một đơn vị khối l−ợng nhiên liệu (nếu là nhiên liệu rắn và lỏng) hay một đơn
vị thể tích nhiên liệu ( nếu là nhiên liệu khí), đ−ợc ký hiệu là Q [kcal/kg hay kj/kg và
kcal/ m3 hay kj/m3]. Trong thực tế, ng−ời ta dùng hai khái niệm về nhiệt trị là nhiệt trị
cao và nhiệt trị thấp.
- Nhiệt trị cao là nhiệt trị của nhiên liệu xác định với điều kiện các sản vật cháy
nguội đến nhiệt độ ban đầu, n−ớc ở trong sản vật cháy ở thể lỏng và nguội đến 0oC, ký
hiệu là Qc.
- Nhiệt trị thấp là nhiệt trị của nhiên liệu xác định với điều kiện các sản vật cháy
nguội đến nhiệt độ ban đầu, n−ớc ở trong sản vật cháy ở thể hơi và nguội đến 20oC, ký
hiệu là Qd.
Để xác định nhiệt trị của nhiên liệu có hai ph−ơng pháp: xác định bằng thực
nghiệm và tính toán.
Đối với nhiên liệu rắn và nhiên liệu lỏng, vì không biết thành phần cấu tạo chất,
nên để xác định nhiệt trị th−ờng tiến hành bằng thực nghiệm. Ngoài ra, có thể tính toán
gần đúng theo thành phần nguyên tố bằng các công thức thực nghiệm, trong đó công
thức đ−ợc dùng nhiều là công thức của Men-đê-lê-ép:
Qc = 4,18 [81C
d + 300Hd - 26( Od - Sd)] [Kj/kg] (4.10)
Qd = 4,18 [81C
d + 246Hd - 26( Od - Sd) - 6Wd] [Kj/kg] (4.11)
- 64 -
Đối với nhiên liệu khí có thể xác định bằng thực nghiệm hay tính toán theo
thành phần nhiên liệu. Công thức tính nhiệt trị của nhiên liệu khí khi biết thành phần
khí nh− sau:
Qc = 4,18(30,2CO + 30,5H2 + 95CH4 +152C2H4 + . . . +61H2S)[Kj/m
3] (4.12)
Qd = 4,18(30,2CO + 25,7H2 + 85,5CH4 +141C2H4 + . . . +56H2S) [Kj/m
3] (4.13)
4.2. Sự cháy của nhiên liệu
4.2.1. Sự cháy của nhiên liệu rắn
Quá trình cháy của nhiên liệu rắn (chủ yếu là than) là quá trình cháy dị thể giữa
một chất là thể rắn (nhiên liệu) và một chất là thể khí (oxy của không khí). Tuy nhiên,
trong quá trình cháy cũng xẩy ra một phần quá trình cháy đồng thể đó là quá trình
cháy chất bốc.
Quá trình cháy của nhiên liệu rắn có thể chia ra các giai đoạn sau:
+ Nung nóng và bốc hơi n−ớc.
+ Phân hóa nhiệt nhiên liệu, thoát chất bốc và tạo thành cốc.
+ Cháy chất bốc.
+ Cháy các bon. ...

---