[发明专利]高反应性焦炭下高炉直接还原度及煤气利用率的计算方法

权利要求书

1.高炉高反应性焦炭条件下直接还原度的计算方法，其特征在于，所述方法如下：

直接还原度的计算过程如下所示：

FeO+nCO=Fe+CO₂+(n-1)CO

反应式中：n——过剩系数；

根据标准的吉布斯自由能公式计算温度T下，CO还原FeO的反应平衡常数Kco，其公式如下：

ΔGΘ=-RTlnKco---(1)]]>

——标准吉布斯生成自由能，J·mol^-1。

Kco=-13160+17.21×TR·T---(2)]]>

式中:Kco——温度T下，CO还原FeO的平衡常数；R——气体平衡常数，8.314J·mol^-1·K^-1

ηCO1=1n=11+1Kco---(3)]]>

式中:——热储备区煤气利用率；

假设未配加高反应性焦炭时,高炉冶炼的间接还原度为r_i1,则高反应性焦炭促进的间接还原度r_i为:

ri=ri1+mC12×ηCO1×MFe1000×[Fe]---(4)]]>式中：m_C——炉身高反应性焦炭的反应量，M_Fe——铁原子摩尔质量，[Fe]——铁水中铁元素含量；

炉身直接还原度r_d1为:

rd1=mC12×MFe1000×[Fe]---(5)]]>高温区域的直接还原度r_d2为:

rd2=1-rd1-ri-rH2---(6)]]>

式中：——热储备区H₂的间接还原度；

高炉总的直接还原度r_d为:

rd=1-ri-rH2---(7).]]>

2.高炉高反应性焦炭条件下煤气利用率的计算方法，其特征在于，所述方法如下：

进入炉身热储备区域的CO气体流量为V_CO，则热储备区间接还原产生的CO₂的体积为

VriCO2=ri1×[Fe]×1000Me×22.4---(8)]]>

炉身热储备区因高反应性焦炭的碳素熔损反应：C+CO₂=2CO与间接还原反应叠加而实现直接还原反应：FeO+C=Fe+CO，则热储备区直接还原反应产生的CO会促进间接还原的进行，此反应生成CO₂的体积为

Vri1CO2=mC12×22.4×ηCO1---(9)]]>

Fe₃O₄还原成FeO生成CO₂的体积为

VFe3O4-FeOCO2=nFe3O4×22.4---(10)]]>

Fe₂O₃还原成FeO生成CO₂体积为

VFe3O4-Fe3O4CO2=nFe2O3×22.43---(11)]]>

则高炉煤气利用率η_co为：

ηco=VriCO2+Vri1CO2+VFe3O4-FeOCO2+VFe2O3-Fe3O4CO2VCO+mC12×22.4×100%---(12).]]>