4.5.2.12 Расчет баланса углерода

Баланс составляется аналогично балансам предыдущих элементов. Расчет баланса углерода приведен ниже.

Приход углерода.

Железная руда:

3283,4*5,02/100*12/44=44,95 кг/т железа проката,

где 3283,4 – количество добываемой руды, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4);

5,02 – содержание п.п.п. (СО₂) в железной руде, % масс. (см. табл. 4.8);

12/44 – доля углерода в оксиде СO₂.

Металлолом и ферросплавы:

13,6*1/100+20*2/100+240,5*0,25/100=1,14 кг/т Fe проката,

где 13,6 – удельный расход ферромарганца в ККЦ, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.2);

1 – содержание углерода в ферромарганце, % масс. (см. табл. 2.4);

20,0 – удельный расход феррохрома в ККЦ, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.2);

2 – содержание углерода в феррохроме, % масс. (см. табл. 2.4);

240,5 – количество лома «со стороны», кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.5)

0,25 – содержание углерода в ломе (принято по аналогии с маркой производимого проката – см. 4.5.2.1).

Известняк:

(155,8+108,5)*43,73/100*12/44=31,52 кг/т железа проката,

где (155,8+108,5) – расход известняка на аглодоменное производство и производство извести для ККЦ, кг/т железа проката (см. 4.5.2.3.2 и 4.5.2.2.3);

43,73 – содержание СO₂ в исходном известняке, % масс. (см. табл. 4.8);

12/44 – доля серы в оксиде SO₃.

Уголь коксующийся:

754,9*58,33/100=445,99 кг/т железа проката,

где 754,9 – количество коксующегося угля для производства требуемого количества кокса, кг/т железа проката (см. 4.5.2.5);

58,33 – содержание углерода в коксующемся угле, % масс. (см. табл. 4.19).

Уголь энергетический:

180,0*58,33/100=105,02 кг/т железа проката,

где 180,0 – количество энергетического угля для производства недостающего количества электроэнергии, кг/т железа проката (см. 4.5.2.6 и табл. 4.21);

58,33 – содержание углерода в энергетическом угле, % масс. (принято по аналогии с содержанием серы в коксующемся угле).

Дизельное топливо:

кг/т Fe проката,

где (1197,2+651,3+153,4) – количество перевозимых материалов (железная руда, коксующийся уголь, энергетический уголь соответственно), кг/т проката (см. 4.5.2.4 и 4.5.2.7);

3 – расход дизельного топлива на перевозку 1 т груза на расстояние 1000 км (см. табл. П 2.9);

87 – содержание углерода в дизельном топливе, % масс. (см. табл. П 2.9).

Природный газ.

50*1197,2/1000*0,516+30*54,89*1146,5/1000*0,516+80*1030,6/1000*0,516=74,84 кг/т железа проката,

где 50 – расход природного газа на ГОК, м3/т железорудного концентрата (см. табл. П 2.6);

1197,2 – количество производимого концентрата, кг/т железа проката (см. 4.5.2.4);

0,516 – масса углерода в 1 м3 природного газа, кг;

30 – расход природного газа ИОЦ, м3/т извести (см. табл. П 2.12);

54,89 – количество извести, необходимое для ККЦ, кг/т жидкой стали (см. 4.5.2.2.3);

1146,5 – количество производимой жидкой стали, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.1);

80 – расход природного газа в ПЦ, м3/т проката (см. табл. П 2.1);

1030,6 – количество производимого проката, кг/т железа проката (см. 4.5.2.1).

Расход серы.

1) выбросы в атмосферу в составе газов.

- газ АГП:

(60*86,41/100+155,8*43,73/100*12/44)*1283,8/1000+1149,3*0,34/100*12/44=80,3 кг/т Fe проката,

где 60 – удельный расход коксовой мелочи на агломерацию, кг/т агломерата (см. табл. П 2.5);

86,41 – содержание углерода в коксовой мелочи, % масс. (см. табл. 4.19);

155,8 – удельный расход известняка на агломерацию, кг/т агломерата (см. 4.5.2.3.2);

43,73 – содержание СО2 в известняке, % масс. (см. табл. 4.8);

1283,8 – количество агломерата, кг/т железа проката (см. 4.5.2.3.3);

1149,3 – расход железорудного концентрата, кг/т железа проката (см. 4.5.2.4);

0,34 – содержание СО2 в железорудном концентрате, % масс. (см. табл. 4.12);

12/44 – массовая доля углерода в оксиде СO₂.

- конвертерный газ:

4,52*859,8/100+1,14+54,89*3/100*1146,5/1000*12/44-1146,5*0,25/100=38,35 кг/т железа проката,

где 4,52 – содержание углерода в чугуне, % масс. (см. табл. 4.15);

859,8 – количество чугуна, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.5);

1,14 – количество углерода, приходящее с ферросплавами и металлоломом, кг/т железа проката;

54,89 – удельный расход извести в ККЦ, кг/т жидкой стали (см. 4.5.2.2.3);

3 – содержание СО2 в извести, % масс. (см. табл. П 2.12);

1146,5 – количество жидкой стали, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.1);

12/44 – доля углерода в оксиде СO₂;

1146,5 – количество производимой жидкой стали, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.1);

0,25 – содержание углерода в производимой стали, % масс. (см. 4.5.2.1).

- продукты горения ТЭС, отопления коксовых печей, доменных воздухонагревателей:

151,1*66,51/100+414,0*86,41/100-859,8*4,52/100+74,84=511,91 кг/т железа проката,

где 151,1 – расход концентрата энергетического угля на ТЭС, кг/т железа проката (см. 4.5.2.6);

66,51 – содержание углерода в концентрате энергетического угля, % масс. (см. табл. 4.19);

414,0 – расход кокса в ДЦ, кг/т железа проката (см. 4.5.2.3.3);

86,41 – содержание углерода в коксе, % масс. (см. табл. П 2.4);

859,8 – количество производимого чугуна, кг/т железа проката (см. 4.5.2.2.5);

4,52 – содержание углерода в производимом чугуне, % масс. (см. табл. 4.15);

74,84 – количество углерода, приходящего с природным газом, кг/т железа проката;

Итого по пункту 1 – 630,01 кг/т железа проката.

2) выбросы в виде пыли.

47,9*0,34/100*12/44+9,6*66,51/100+2,3*66,51/100+5*1197,2/1000*0,34*12/44+5*(151,1+651,3)/1000*66,51/100+2*(108,5+155,8)/1000*43,73/100*12/44=13,18 кг/т Fe проката,

где 47,9 – потери железорудного концентрата при транспортировке, кг/т железа проката (см. 4.5.2.4);

0,34 – содержание СО₂ в концентрате, % масс. (см. табл. 4.12);

12/44 – доля углерода в оксиде СO₂;

9,6 – потери концентрата коксующихся углей при транспортировке, кг/т железа проката (см. 4.5.2.7);

66,51 – содержание углерода в концентрате коксующегося угля, % масс. (см. табл. 4.19);

2,3 – потери концентрата энергетических углей при транспортировке, кг/т железа проката (см. 4.5.2.7);

66,51 – содержание углерода в концентрате энергетических углей, % масс. (принято по аналогии с концентратом коксующихся углей – см. табл. 4.19);

5 – выбросы пыли в условиях ГОК, кг/т железорудного концентрата (см. табл. П 2.10);

1197,2 – количество железорудного концентрата, кг/т железа проката (см. 4.5.2.4);

5 – выбросы пыли при обогащении углей, кг/т угольного концентрата (см. табл. П 2.8);

(151,1+651,3) – количество концентрата энергетического и коксующегося углей, кг/т железа проката (см. 4.5.2.5 и 4.5.2.6);

2 – выбросы пыли ИОЦ, кг/т известняка (см. табл. П 2.12);

(108,5+155,8) – количество известняка для производства извести и аглодоменного производства, кг/т железа проката;

43,73 – содержание SO₃ в известняке, % масс. (см. табл. 4.8).

3) переходит в техногенные грунты.

- хвосты обогащения руды:

10*173,2*1197,2/1000*7,72/100*12/44=43,66 кг/т железа проката,

где 173,2 – количество хвостов, кг/100 кг железорудного концентрата (см. 4.5.2.3.1);

1197,2 - количество получаемого концентрата, кг/т железа проката (см. 4.5.2.4);

7,72 – содержание СO₂ в хвостах обогащения железной руды, % масс. (см. табл. 4.12);

- хвосты обогащения угля:

(180,0-151,1+754,9-651,3)*12/100=16,79 кг/т железа проката,

где (180,0-151,1+754,9-651,3) – количество хвостов углеобогащения, кг/т железа проката (см. 4.5.2.5);

12 – содержание серы в хвостах углеобогащения, % масс. (см. табл. П 2.8).

4) переходит в попутную продукцию.

- попутная продукция КХП:

кг/т Fe проката,

где 150,6 – количество попутной продукции КХП, кг/т проката (см. 4.5.2.5);

1,63 – содержание углерода в попутной продукции КХП (см. расчет количества и состава компонентов при обогащении углей и коксовании), % масс. (см. табл. 4.19).

Итого по пункту 4 – 2,46 кг/т железа проката.

5) попадает в готовую продукцию (прокат).

1030,6*0,25/100=2,58 кг/т железа проката,

где 1030,6 – количество производимого проката, кг/т железа проката (см. 4.5.2.1);

0,25 – содержание углерода в прокате, масс. (см. 4.5.2.1);

Результаты расчета приведены в табл. 4.24.

Распределение углерода между выбросами различных видов для технологической схемы "агломерат - чугун - конвертерная сталь" рассчитывается по расходным статьям баланса углерода с учетом вида выбрасываемого углерода (табл. 4.25.). Например, по статье «Аглогаз» выбросы углерода в виде СО:

кг,

где 80,30 – выбросы углерода с аглогазом, кг/т проката (табл. 4.24);

80 – выбросы углерода в виде СО₂, % (табл. П 2.5).

Таблица 4.24

Баланс углерода для технологической схемы "агломерат - чугун - конвертерная сталь"

Приход			Расход
Статья	кг/т Fe пр.	%	Статья	кг/т Fe пр.	%
Руда	44,95	6,3	1)Выбросы в атмосферу в составе газов,	630,01	88,9
Металлолом и Ферросплавы	1,14	0,2	в т.ч. с аглогазом	80,30
Известняк	31,52	4,4	с конвертерным газом	38,35
Уголь коксующийся	445,99	62,9	с газами ТЭС, в т.ч. коксовым и доменным, отопления коксовых печей и доменных воздухонагревателей, ИОЦ и продуктами горения ПГ	511,91
Уголь энергетический	105,01	14,8	2)Выбросы в виде пыли	13,18	1,9
Природный газ	74,84	10,6	3)Переходит в техногенные грунты,	60,44	8,5
Дизельное топливо	5,22	0,7	в т.ч. с хвостами обогащения руды	43,66
			с хвостами обогащения угля	16,79
			4)Переходит в попутную продукцию,	2,46	0,3
			в т.ч. КХП	2,46
			5)Попадает в готовую продукцию (прокат)	2,58	0,4
Всего	708,67	100,0	Всего	708,67	100,0

Таблица 4.25

Распределение углерода между выбросами различных видовдля технологической схемы "агломерат - чугун - конвертерная сталь"

Статья	Ств		СО		СО2
	кг/т Fe пр.	%	кг/т Fe пр.	%	кг/т Fe пр.	%
Хвосты обогащения железной руды	43,66	59,45	0,00	0,00	0,00	0,00
Хвосты обогащения угля	16,79	22,86	0,00	0,00	0,00	0,00
Потери на транспорте	7,95	10,83	0,10	0,21	5,12	0,87
Коксовый газ и п/продукция	2,46	3,34	0,00	0,00	0,00	0,00
Обжиг известняка	0,00	0,00	0,00	0,00	20,28	3,45
Аглогаз	0,00	0,00	16,06	32,18	64,24	10,94
Доменный газ (потери)	0,00	0,00	7,99	16,01	7,95	1,36
Доменный газ (сжигание)	0,00	0,00	15,15	30,35	287,80	49,03
Конвертерный газ	0,00	0,00	1,92	3,84	36,43	6,21
Сжигание угля на ТЭЦ	0,00	0,00	5,02	10,07	95,46	16,26
Природный газ (сжигание)	0,00	0,00	3,67	7,35	69,74	11,88
Прокат	2,58	3,51	0,00	0,00	0,00	0,00
Всего	73,43	100,00	49,91	100,00	587,03	100,00
% от общего		10,34		7,03		82,64