Курсовая работа: Проектирование отделения восстановительной электроплавки ильменитового концентрата

Примем температуру 1000˚С. По данным [6], энтальпия газа при этой температуре 1866 кДж/м³ . Количество тепла, уносимого газами определим по формуле:

Q_г = m · J (11)

где J –энтальпия газа (кДж/м³ )

Q_г = 309,8 · 4,16 · 1866 = 2404839 кДж/ч.

Потери тепла в трансформаторе и токоведущих устройствах находим следующим образом. Определим общий расход тепла без учёта потерь трансформатора и тоководах.

Q_рос = 9817600 + 1579197 + 1116073 + 4169318 + 2069040 = 18751228 кДж/ч.

Требуется ввести тепло за счёт электрической энергии:

Q_Э = 18751223 – 423299 = 18327929 кДж/ч.

Потери тепла в трансформаторе и токоведущих устройствах примем равными 8% от тепла, вводимого электрической энергией:

Q_г = 18327929 · 0,08 = 1466234,3 кДж/ч.

Неучтённые потери тепла оценим следующим образом. Общий расход тепла с учётом потерь в трансформаторе и токопроводах.

Q_o = 18751228 + 1466234,3 = 20217462 кДж/ч

При плавке титанового шлака протекают эндотермические реакции.

Данные о тепловых эффектах этих реакций при температуре плавки отсутствуют.

По формулам:

Q_т = Q₂₉₈ + α(Т – 298) + β(Т² – 298² ) + γ(Т³ – 298³ );

где α = Σna; β = 0,5Σnb; γ = 1/3Σnc

а, b и с –постоянные коэффициенты в уравнениях температурной зависимости истинной молекулярной теплоёмкости для каждого из компонентов, участвующих в реакции:

n – количество молей каждого компонента;

Т –абсолютная температура процесса, К;

Q₂₉₈ – тепловой эффект реакции при 298 К, кДж.

Для определения Q₂₉₈ используется формула:

Q₂₉₈ = Σ ΔН⁰ _298кон - Σ ΔН⁰ _298исх

где ΔН⁰ _298кон и ΔН⁰ _298исх энтальпия образования исходных и конечных соединений реакций в стандартных условиях, кДж/моль.

Определим тепловой эффект реакции при температуре плавки 1800˚С с учётом агрегатного состояния соединений участвующих в реакциях Qⁿ ₂₀₇₃ . Далее по формуле

Q_тчас = Σm_i / M_i Q_т τ (12)

где m_i –количество исходного соединения вступающего в реакцию, кг;

M_i –молекулярная масса соединения;

τ –время переработки исходного соединения, ч.