zsx课程设计-5万吨

1、锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计说明书指导教师 ：万林生 姓 名 ：郑圣鑫 班级学号 ：冶金114班33号 专 业 ： 冶金工程 完成日期 ：自2014年12月22号至2015年1月4号 江西理工大学 冶金与化工工程学院二一四年十二月 目录第一章沸腾焙烧设计概述11.1原始资料11.2设计原则和指导思想11.3课程设计说明书内容11.4绘制图纸1第二章沸腾焙烧22.1沸腾焙烧炉的应用和发展22.2沸腾焙烧炉炉型概述22.3锌精矿硫化沸腾焙烧工艺及主要设备的选择22.3.1 锌精矿硫化沸腾焙烧原理22.3.2锌精矿硫化沸腾焙烧炉炉型选择32.3.3气体分布板及风箱52.3.4流态化床层排热装置52.3

2、.5排料口52.3.6烟气出口6第三章沸腾焙烧冶金计算73.1 锌精矿物相组成计算73.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算53.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算103.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算113.5热平衡计算13（一）热收入13（二）热支出16第四章沸腾焙烧主要设备选择计算194.1床面积194.2前室面积194.3流态化床断面尺寸194.4沸腾层高度204.5炉膛面积和直径204.6炉膛有效高度204.7炉膛空间体积的确定214.8气体分布板及风帽224.9沸腾冷却层面积224.10水套中循环水的消耗量234.11风箱容积234.12加料管面积234.13排烟口面积2

3、3第五章沸腾炉经济技术指标25参考资料2626 第一章 沸腾焙烧设计概述1.1 原始资料(D组) 锌精矿的化学成分（%，质量百分数）化学成分ZnFeCdCuPbSSiO2CaOMgO其他wB(%)44.5710.920.190.321.8032.004.961.840.123.281.2 设计原则和指导思想对设计的总要求是技术先进、工艺上可行、经济上合理，所以,设计应遵循的原则和指导思想为：1、遵守国家法律、法规，执行行业设计有关标准、规范和规定，严格把关，精心设计；2、设计中对主要工艺流程进行多方案比较，以确定最佳方案；3、设计中应充分采用各项国内外成熟技术，因某种原因暂时不上的新技术要预留

4、充分的可能性。所采用的新工艺、新设备、新材料必须遵循经过工业性试验或通过技术鉴定的原则；4、要按照国家有关劳动安全工业卫生及消防的标准及行业设计规定进行设计；5、在学习、总结国内外有关厂家的生产经验的基础上，移动试用可行的先进技术；6、设计中应充分考虑节约能源、节约用地，实行自愿的综合利用，改善劳动条件以及保护生态环境。1.3 课程设计说明书内容a) 沸腾焙烧炉专题概述；b) 沸腾焙烧；c) 沸腾焙烧热平衡计算；d) 主要设备（沸腾炉和鼓风炉）设计计算；e) 沸腾炉主要经济技术指标；1.4 绘制图纸1) 沸腾焙烧结构总图（要求纵剖面和至少一个横剖面）；2) 气体分布板部分图第二章 沸腾焙烧2.

5、1沸腾焙烧炉的应用和发展沸腾焙烧炉是利用流态化技术的热工设备。它具有气-固间热质交换速度快、层内温度均匀、产品质最好；沸腾层与冷却(或加热)器壁间的传热系数大、生产率高、操作简单、便于实现生产连续化和自动化等一系列优点，因此得到广泛应用。锌精矿、铜精矿的氧化焙烧和硫酸化焙烧，含钴硫铁精矿的硫酸化焙烧，锡精矿的氧化焙烧，高钛渣的氯化焙烧，汞矿石焙烧，以及氧化铜矿离析过程中的矿石加热等都已经使用沸腾炉。此外，铅精矿、铅锑精矿的氧化焙烧，含镍、钴红土矿的加热和还原过程也利用沸腾炉成功地进行了工业性试验或小规模生产。在国外，沸腾炉还用于辉钼矿、富镍冰铜的氧化焙烧。 沸腾炉的缺点是烟尘率高，热利用率低。

6、目前，沸腾炉正向大型化、富氧鼓风、扩大炉膛空间、制粒焙烧、余热利用和自动控制等方面发展。2.2沸腾炉炉型概述1床型 沸腾床有柱形床和锥形床两种。对于浮选精矿一般采用柱形床。对于宽筛分物料，以及在反应过程中气体体积增大很多或颗粒逐渐变细的物料，可采用上大下小的锥形床。沸腾床断面形状可为圆形或矩形(或椭圆形)。圆形断面的炉子，炉体结构强度较大，材料较省，散热较小，空气分布较均匀，因此得到广泛采用。当炉床面积较小而又要求物料进出口间有较大距离的时候可采用矩形成椭圆形断面。2炉膛形状 有扩大形和直简形两种。为提高操作气流速度、减少烟尘率和延长烟尘在炉膛内的停留时间以保证烟尘质量，目前多采用扩大形炉膛。

7、另外，还有单层床和多层床之分，对吸热过程或需要较长时间的反应过程，为提高热和流化介质中有用成分的利用率，宜采用多层沸腾炉。2.3锌精矿硫化沸腾焙烧工艺及主要设备的选择2.3.1锌精矿硫化沸腾焙烧原理金属锌的生产，无论是用火法还是湿法，90%以上都是以硫化锌精矿为原料。硫化锌不能被廉价的、最容易获得的碳质还原剂还原，也不容易被廉价的，并且在浸出电积湿法炼锌生产流程中可以再生的硫酸稀溶液（废电解液）所浸出，因此对硫化锌精矿氧化焙烧使之转变成氧化锌是很有必要的。焙烧就是通常采用的完成化合物形态转变的化学过程，是冶炼前对矿石或精矿进行预处理的一种高温作业。硫化物的焙烧过程是一个发生气固反应的过程，将大

8、量的空气（或富氧空气）通入硫化矿物料层，在高温下发生反应，氧与硫化物中的硫化合产生气体SO2，有价金属则变成为氧化物或硫酸盐。同时去掉砷、锑等杂质，硫生成二氧化硫进入烟气，作为制硫酸的原料。焙烧过程得到的固体产物就被称为焙砂或焙烧矿。焙烧过程是复杂的，生成的产物不尽一致，可能有多种化合物并存。一般来说，硫化物的氧化反应主要有：1） 硫化物氧化生成硫酸盐： MeS + 2 O2 = MeSO42） 硫化物氧化生成氧化物： MeS + 1.5 O2 = MeO + SO23）金属硫化物直接氧化生成金属：MeS + 2 O2 = Me + SO24） 硫酸盐离解：MeSO4 = MeO + SO3

9、； SO3 = SO2 + 0.5 O2此外，在硫化锌精矿中，通常还有多种化合价的金属硫化物，其高价硫化物的离解压一般都比较高，故极不稳定，焙烧时高价态硫化物离解成低价态的硫化物，然后再继续进行其焙烧氧化反应过程。在焙烧过程中，精矿中某种金属硫化物和它的硫酸盐在焙烧条件下都是不稳定的化合物时，也可能相互反应，如： FeS + 3FeSO4 = 4FeO + 4SO2由上述各种反应可知，锌精矿中各种金属硫化物焙烧的主要产物是ZnO、ZnO4以及SO2 、SO3 和O2。此外还可能有ZnO·Fe2O3，ZnO·SiO2等。2.3.2锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉炉型选择锌精矿沸腾焙烧工

10、艺流程要根据具体条件和要求而定，焙烧性质、原料、地理位置等因素不同其选择的工艺流程也不尽相同。一般可分为炉料准备及加料系统、炉本体系统、烟气及收尘系统和排料系统四个部分。炉料准备及加料系统主要为沸腾焙烧炉提供合格的炉料，以保证焙烧炉的稳定性和连续性。加料方式分为干式和湿式两种。由于湿式加料缺点较多，国内多采用干式加料。干式加料常采用圆筒干燥窑，圆筒干燥窑是一种最简单的机械干燥设备，窑身由钢板做成，窑内衬为耐火砖。焙烧炉是焙烧的主体设备，按床面积形状可分为圆形（或椭圆形）和矩形。矩形很少采用。圆形断面的炉子，炉体结构强度较大，材料较省，散热较小，空气分布较均匀因此得到广泛采用。工业生产常用的锌精

11、矿沸腾焙烧炉有道尔式沸腾炉和鲁奇式沸腾炉两类。图2-1工艺流程图鲁奇式沸腾炉上部结构采用扩大段，造成烟气流速减慢和烟尘率降低，延长了烟气的停留时间，烟气中的烟尘得到充分的焙烧，从而使烟尘中的含硫量达到要求，烟尘质量得到保证，焙砂质量较高、生产率高、热能回收好。低的烟尘率相应提高了焙砂部分的产出率，减小了收尘系统的负担，本设计采用鲁奇式沸腾焙烧炉。其工艺流程如图2-2所示。烟气从焙烧炉排出时，温度一般在11231353K之间，须冷却到适当温度以便收尘。常见的烟气冷却方式分直接冷却和间接冷却两类。直冷主要采用向烟气直接喷水冷却，由于废热得不到有效利用，所以很少采用。间接冷却由表面冷却器、水套冷却器

12、、汽化冷却器和余热锅炉。焙烧炉生产的焙砂从流态化层溢流口自动排出，可采用湿法和干法两种输送方法。两种方法各具特点，企业可根据具体情况，选择适宜的排料方法。本设计采用干法输送。图2-2沸腾焙烧炉结构示意图沸腾焙烧炉炉体（图2-2）为钢壳内衬保温砖再衬耐火砖构成。为防止冷凝酸腐蚀，钢壳外面有保温层。炉子的最下部是风室，设有空气进口管，其上是空气分布板。空气分布板上是耐火混凝土炉床，埋设有许多侧面开小孔的风帽。炉膛中部为向上扩大的圆锥体，上部焙烧空间的截面积比沸腾层的截面积大，以减少固体粒子吹出。沸腾层中装有的冷却管，炉体还设有加料口、矿渣溢流口、炉气出口、二次空气进口、点火口等接管。 &

13、#160; 操作指标和条件主要有焙烧强度、沸腾层高度、沸腾层温度、炉气成分等。 焙烧强度  习惯上以单位沸腾层截面积一日处理含硫35矿石的吨数计算。焙烧强度与沸腾层操作气速成正比，与床能力成反比。 沸腾层高度  即炉内排渣溢流堰离风帽的高度，一般为0.91.3m。 沸腾层温度  随硫化矿物、焙烧方法等不同而异。例如:锌精矿氧化焙烧为10701100,而硫酸化焙烧为900930；硫铁矿的氧化焙烧温度为850950。 炉气成分  硫铁矿氧化焙烧时，炉气中二氧化硫1313.5，三氧化硫0.1。硫酸化焙烧,空气过剩系数大，

14、故炉气中二氧化硫浓度低而三氧化硫含量增加。特点:焙烧强度高；矿渣残硫低；可以焙烧低品位矿；炉气中二氧化硫浓度高、三氧化硫含量少；可以较多地回收热能产生中压蒸汽，焙烧过程产生的蒸汽通常有3545是通过沸腾层中的冷却管获得；炉床温度均匀；结构简单，无转动部件，且投资省，维修费用少；操作人员少，自动化程度高，操作费用低；开车迅速而方便，停车引起的空气污染少。但沸腾炉炉气带矿尘较多，空气鼓风机动力消耗较大。2.3.3气体分布板及风箱2.3.3.1气体分布板气体分布板一般由风帽、花板、耐火衬垫构成。气体分布版的设计应考虑到下列条件：使进入床层的气体分布均匀，创造良好的初始流态化条件，有一定的孔眼喷出速度

15、，使物料颗粒特别是大颗粒受到激发湍动起来；具有一定的阻力，以减少流态化层各处的料层阻力的波动；此外还应不漏料、不堵塞、耐摩擦、耐腐蚀、不变形；结构简单，便于制作、安装和检修。2.3.3.2风帽风帽大致可分为直流式、测流式、密孔式和填充式四种。锌精矿流态化焙烧炉广泛应用测流式风帽。从风帽的侧孔喷出的气体紧贴分布板进入床层，对床层搅动作用较好，孔眼不易被堵塞，不易漏料。风帽的材料现多为耐热铸铁。2.3.3.3风箱风箱的作用在于尽量使分布板下气流的动压转变为静压，使压力分布均匀，避免气流直冲分布板。因此风箱应有足够的容积。风箱的结构形式由圆锥式、圆柱式、锥台式及柱锥式。对于大型的宜采用中心圆柱预分布

16、器。中心圆柱同时起着支撑气体分布板的作用，所以本次设计采用中心圆柱式风箱。2.3.4流态化床层排热装置排热方式有直接排热和间接排热。前者是向炉内喷水，优点是调节炉温灵敏，操作方便，炉内生产能力大些；缺点是：废热未得到利用。间接排热应用较为普遍，间接排热目的：使流态化床层内余热通过冷却介质达到降温目的。冷却方式：可采用汽化冷却及循环水冷却两种方式，汽化冷却是较为普遍采用的。本次设计也采用汽化冷却。2.3.5排料口2.3.5.1.外溢流排料口 流态化焙烧炉一般采用外溢流排料口，物料经由溢流口直接排出炉外。排料口溜矿面可采用混凝土捣制而成，其坡度应大于。外溢流排料处设有清理口。2.3.5.2底流排料

17、口 当入炉物料存在粗颗粒，或在焙烧过程中生成粗颗粒，一般不能从溢流口排出，应采用底流排料口排料。所以本次设计采用的排料口为底流排料口。2.3.6烟气出口烟气出口的方式有侧面及炉顶中央两种。本设计烟气出口设在炉膛侧面，炉顶不承受负荷，不易损坏，检修方便。烟气出口与锅炉之间目前多采用软连接。第三章 沸腾焙烧冶金计算沸腾焙烧冶金计算内容包括，锌精矿物相组成计算、烟尘和焙沙产出率计算、焙烧需要空气量和烟气量计算、物料平衡和热平衡计算；3.1 锌精矿物相组成计算原始数据：锌精矿的化学成分（%，质量百分数）化学成分ZnFeCdCuPbSSiO2CaoMgo其他wB(%)44.5710.920.190.32

18、1.8032.004.961.840.123.28根据精矿的物相组成分析，精矿中各元素呈下列化合物形态Zn、Cd、Pb、Cu、Fe呈硫化物：ZnS、CdS、PbS、CuFeS2、FeS2、Fe7S8；脉石中的Ca、Mg、Si分别呈CaCO3、MgCO3、SiO2形态存在。（附：相对原子量Zn 65.4; Fe 55.85; Cd 112.4; Cu 63.5; Pb 207.2; S 32; Si 28;）以100锌精矿（干量）进行计算如下：1.ZnS量 ： 其中Zn：44.57 S：21.812.CdS量： 其中 Cd：0.19 S：0.053.PbS量： 其中：Pb：1.8 S：0.284

19、.CuFeS2量： 其中：Cu：0.32 Fe：0.28 S：0.325.和量：除去中Fe的含量，余下的Fe为，除去ZnS、CdS、PbS、CuFeS2中S的含量，余下的S量为。此S量全部分布在和中，设中Fe为x，S量为y，则 解得：=5.24，=6.00即中：Fe=5.24、S=6.00、=11.24 ；中：Fe：10.64-5.24=5.4 S：9.54-6.00=3.54 ：8.94 。6.量： 其中CaO：1.84 ：1.447.量： 其中MgO：0.12 ：0.13表3-1 混合精矿物相组成，组成ZnCdPbCuFeSCaOMgOC02SiO2其他共计ZnS44.5721.8166.

20、38CdS0.190.050.24PbS1.800.282.08CuFeS20.320.280.320.92FeS25.246.0011.24Fe7S85.403.548.94CaCO31.841.443.28MgCO30.120.130.25SiO24.964.96其他1.711.71共计44.570.191.800.3210.9232.001.840.121.574.961.711003.2 烟尘产出率及其化学和物相组成计算焙烧矿产出率一般为锌精矿的88%，烟尘产出率占焙烧矿的4550%，取50%，则烟尘量为：44公斤。根据生产实际，镉60%进入烟尘，锌48%进入烟尘。其他组分在烟尘中的分

21、配率假定为50%。 则，各组分计入烟尘的数量如下：Zn Cd Pb Cu Fe CaO MgO SiO2 其他 按生产实践，烟尘中残硫以硫酸盐形态Sso4为2.14%，以硫化物形态Ss为1.73%。PbO与SiO2结合成PbO SiO2,余下SiO2为游离形态，其他金属为氧化物形态存在。各组分化合物进入烟尘的数量为：Ss量 ： 100×0.44×0.0173=0.761 ；Sso4 量 ： 100×0.44×0.0214=0.942 ；1.ZnS量： 其中：Zn 1.555 S 0.7612.量： 其中：Zn 1.925 S 0.942 O 1.8843

22、量：烟尘中Fe先生成， 其量为：，有与ZnO结合成，其量为：。 因此，量为 其中：Zn 1.066 Fe 1.820 O 1.043 ，余下的的量：7.806-2.602=5.204 其中：Fe 3.640 O 1.5644.ZnO量：Zn=21.3936 -（1.555+1.925+1.066）= 16.848 ZnO = O= 20.970-16.848=4.122kg5.CdO量： 其中：Cd 0.114 O 0.0166.CuO量： 其中：Cu 0.16 O 0.047.量：PbO， 其中：Pb 0.969 O 0.069 与PbO结合的量： 剩余的量：2.48-0.261=2.219

23、表3-2烟尘的物相组成，组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgOSiO2O其他共计ZnS1.555 0.761 2.316 ZnSO41.925 0.942 1.884 4.751 ZnO16.848 4.122 20.970 ZnOFe2O31.066 1. 8201.043 3.929 Fe2O33.640 1.564 5.204 CdO0.114 0.016 0.130 CuO0.160 0.040 0.200 PbOSiO20.900 0.261 0.069 1.230 CaO0.920 0.920 MgO0.060 0.060 SiO22.219 2.219 其他0.855

24、0.855 共计21.394 0.114 0.160 0.900 5.460 0.761 0.942 0.920 0.060 2.480 8.738 0.855 42.784 %50.01 0.27 0.37 2.10 12.76 1.78 2.20 2.15 0.14 5.80 20.42 2.00 100.000 3.3 焙砂产出率及其化学与物相组成计算沸腾焙烧时，锌精矿中各组分转入焙砂的量为：某物质转入焙砂的量=精矿中的该物质的量-烟尘中该物质的量，故将各组分含量计算结果列于下表：组成ZnCdCuPbFeCaOMgOSiO2其他重量（kg）23.1760.0760.160.905.460

25、.920.062.2190.855按生产实践，焙砂中SSO4取1.10%，SS取0.4%，SSO4和SS全部与Zn结合；PbO与SiO2结合成PbOSiO2；其他金属以氧化物形态存在。预定焙砂重量为：88×0.5=44 kg ；各组分化合物进入焙砂中的数量为：量：44×0.011=0.484；量： 44×0.004=0.176 ；1.量： 其中：Zn 0.989Kg O 0.968Kg 2.ZnS量： 其中：Zn 0.360 S 0.1763.量：焙砂中Fe先生成，其量为，有40%与ZnO结合成，其量为。量： 其中：Zn 1.279 Fe 2.184 O 1.25

26、1余下的量： 其中：Fe 3.275 O 1.4084.ZnO量：Zn ZnO= O= 25.575-20.548 = 5.027 kg5.CdO量： 其中：Cd 0.076 O 0.011以上计算结果列于下表表3-3焙砂的物相组成，组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgOSiO2O其他共计ZnS0.360 0.176 0.536 ZnSO40.989 0.484 0.968 2.441 ZnO20.548 5.027 25.575ZnOFe2O31.279 2.184 1.251 4.714 Fe2O33.275 1.408 4.683 CdO0.076 0.011 0.087 Cu

27、O0.160 0.040 0.200 PbOSiO20.900 0.261 0.069 1.230 CaO0.920 0.920 MgO0.060 0.060 SiO22.219 2.219 其他0.855 0.855 共计23.176 0.076 0.160 0.900 5.459 0.176 0.484 0.920 0.060 2.480 8.774 0.855 43.520%53.25 0.17 0.37 2.07 12.54 0.40 1.11 2.110.14 5.70 20.16 1.96 100 3.4 焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算焙烧矿脱硫率计算:焙砂和烟尘中的S量

28、为0.176+0.761+0.484+0.942=2.363kg，精矿中S量为32.00 ，所以焙烧脱硫量为：32-2.363=29.637kg,脱硫率为：29.637/32=92%。出炉烟气计算：假定95%的S生成，5%的S生成，则：生成需要的量为： 生成需要的量为： 由表3-2和表3-3得知烟尘和焙砂中，氧化物和硫酸盐的含氧量为8.738+8.774=17.512公斤。因此，100公斤锌精矿（干量）焙烧需理论氧量为空气中氧的质量百分比为23%，则需理论空气量为：为了加速反应的进行，提高设备生产能力，实际鼓风量比理论空气量要大，对于湿法炼锌的沸腾焙烧，按工厂实践，过剩空气系数可取1.25，则

29、实际需要空气量为：空气中各组分的质量百分比为77%，23%，鼓入260.272空气，其中： 标准状况下，空气密度为1.293，实际需要空气之体积为：空气中，各组分的百分比为： 79%、 21%,其中： 沸腾炉排出烟气量和组成为：1.焙烧过程中产出： 2.过剩的量：3.鼓入空气带入的量：4.和分解产量：1.44+0.13=1.575.锌精矿及空气带入水分产生的水蒸汽量：进入焙烧矿的锌精矿含水取8%，100公斤干精矿带入水分为：。空气带入水分量计算假设该地区气象资料：大气压力754.8mmHg，相对湿度77%，年平均气温17.5，换算成此条件下空气需要量为：空气饱和含水量为0.0162，带入水分量

30、为：带入水分总量为：或计算结果列于下表表3-4烟气量和组成组 成质量（kg）体积（m3）体积比(%)SO256.31019.7099.64SO33.7051.0370.51CO21.570.7990.39N2200.409160.32778.43O211.9738.3814.10H2O11.38614.1696.93共计285.353204.422100 不包括不能回收的机械损失在内，按以上计算结果，编制的物料平衡表如下： 表3-5沸腾焙烧物料平衡表加入产出名称质量%名称质量%干锌精矿100.000 26.91烟尘42.78411.51 精矿中水分8.696 2.34 焙砂43.520 11.

31、71 干空气260.272 70.03 烟气285.353 76.78 空气中水分2.6890.724 共计371.657100.000 共计371.657 100.000 3.5 热平衡计算（一）热收入进入流态化焙烧炉热量包括反应热及精矿、空气和水分带入热量等。1.硫化锌按下式反应氧化放出热量QZnS+1O=ZnO+SO+105930千卡生成ZnO的ZnS量： Q= 2.硫化锌按下式反应硫酸氧化放出热量OZnS+2O=ZnSO+185050千卡生成ZnSO的ZnS量:Q=3.ZnO和FeO按下式反应生成ZnO.FeO放出的热量Q:ZnO+ FeO= ZnO.FeO+27300千卡生成ZnO.

32、FeO的ZnO量Q=4.FeS按下式反应氧化放出热量Q4FeS+11O=2 FeO+8 SO+790600千卡Q=5.FeS按下式反应氧化放出热量Q2FeS+3O= FeO+2 SO+293010千卡FeS分解得到FeS量：CuFeS分解得到FeS量:得到FeS总量为：8.498+0.44=8.938kgQ=6.CuFeS和FeS分解得到硫燃烧放出热量QCuFeS= Cu S+FeS+S分解出S量：FeS=7FeS+S 分解出S量： 1硫燃烧放出的热量为2222千卡则：Q=7.PbS按下式反应放出热量QPbS+1O=PbO+SO+100690千卡PbS+SiO= PbOSiO+2030千卡生成

33、PbS放出热量： 生成PbOSiO量： 生成PbOSiO放出热量：Q=875.565+17.627=893.2千卡8.CdS按下式反应放出热量QCdS+O=CdO+SO+98800千卡 生成CdO的CdS量：Q =9.CuS按下式反应氧化放出热量QCuS+2 O= 2CuO+ SO+127470千卡生成CuO的CuS量：Q=10.锌精矿带入热量Q10进入流态化焙烧炉的精矿温度为40,精矿比热取0.2Q10=11.空气带入热量为Q11 空气比热取0.316,空气温度为20,Q11=12.入炉精矿含水分8.696,水分比热取1.0，100精矿中的水分带入热量Q12 。Q12=热量总收入：Q=Q+O

34、+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q=65331.6+8245.6+978.9+18536.4+14904.8+1159.9+893.2+167+321.3+800+1363+350=113051.7千卡；（二）热支出1.烟气带走量为Q炉顶烟气900C,各比分比热为()：SO SO C O N O HO 0.529 0.55 0.521 0.333 0.350 0.4032.烟尘带走的热量为Q由炉中出来的烟尘温度为900，其比热为0.20Q=42.784×900×0.2=7701.1千卡3.焙砂带走的热量为Q由炉中出来的焙沙温度为850，其比热为0.20Q=43.5

35、20×900×0.2=7833.6千卡4.锌精矿中水分蒸发带走热量为QQ=GtC+GVQ=5.精矿中碳酸盐分解吸收的热量为Q分 CaCO分解吸热378, Mg CO分解吸热314Q分=6.Cu FeS和FeS分解吸收的热量为Q分Q分=7.通过炉顶和炉壁的散失热量为Q 为简化计算，按生产实践，散热损失均为热收入的2.35.5%，取5.0%Q=Q5.0%=1120920.05=5652.6千卡 8.剩余热量为Q Q= Q-（Q+Q+Q+ Q+Q分+Q分+Q） =113051.7-(66100.5+7701.1+7833.6+5348+1318.3+1261+5652.6)=17

36、836.6计算结果列于下表表3-6锌精矿流态化焙烧热平衡热收入热支出项目千卡项目千卡焙烧反应热烟气带走热66100.558.46ZnS氧化成ZnO66331.658.68 烟尘带走热7701.1 6.81ZnS氧化成ZnSO48245.67.29焙沙带走热7833.66.93ZnO和Fe2O3反应生成ZnOFe2O3978.9 0.87水分蒸发带走热5348.0 4.73 FeS2氧化成Fe2O318536.416.40 碳酸盐分解1318.31.17 FeS氧化成Fe2O314904.813.18CuFeS2和Fe7S8分解1261.01.12 分解硫燃烧1159.91.03炉顶及炉壁散热5

37、652.65.00PbS生成PbOSiO2893.20.79 剩余热17836.615.78 CdS氧化成CdO167.00.15Cu2O氧化成CuO321.30.28 精矿带入热800.00.71 空气带入热1363.01.21水分带入热350.00.31 共计113051.7100.000 共计113051.7 100.000 第四章 沸腾焙烧主要设备选择计算4.1 床面积床面积按每日需要焙烧的干精矿量依据同类工厂先进的床能率选取。计算式为：其中：A：每日需要焙烧的干精矿量，t/d；a-炉子床能率，锌精矿硫酸化焙烧5-6吨/日*平方米；a=其中： W操作=0.55米/秒； =1/273V=

38、10×260.272/1.293=2012.931 m3/t；（空气的密度为：1.293kg/m3；） 所以：a=5.494 ；取锌回收率为96.5%，锌精矿含锌=44.57%则： A=（吨/日）；则 4.2 前室面积我国使用的18.745的流态化焙烧炉均有前室。小于5 的炉子可不用前室。16的炉子也有不用前室的。由于本设计的炉床面积为92 ，固应该采用前室。前室有矩形和扇形两种，一般为1.52，这里用矩形的，取2 。4.3 流态化床断面尺寸本设计采用圆形带前室炉型，故床断面尺寸: 4.4 沸腾层高度流态化床高度近似的等于气体分布板至溢流口下沿的高度。一般它是由炉内停留时间、流态化床

39、的稳定性和冷却器的安装条件等因素确定。锌精矿酸化焙烧是放热反应，为使床层具有一定热稳定性和流化的均匀性，国内生产的流态化高度一般为。这里采用1m。4.5 炉膛面积和直径式中：a 沸腾焙烧炉单位面积生产率，； 单位炉料烟气产出量，2044.22/T； 炉膛温度，900； 炉床面积，71.427；W膛=kW带，（k一般取0.3-0.55，这里取0.35； W带=1.35m/s；），则W膛=0.35×1.35=0.4725；所以： 。4.6 炉膛有效高度：指溢流口下沿至排烟口中心线的高度。计算过程如下：1.未扩大直筒部分，根据操作和安装方便而定，本设计取1.5。2.炉腹角取；3.扩大部分高

40、度： 4.炉膛高度: 式中:t烟气在炉内必须停留的时间，秒，取16。所以： = =5.4943×2044.22×（1900/273）×64.085×16/（86400×75.756） =7.560m所以：4.7 气体分布板及风帽本设计采用标准伞形风帽，其规格为8×6m/m（孔径×孔数）。炉底上风帽的排列方式，对于圆形炉具体用同心圆排列法，通常同心圆之距离为170180m/m，每一圆周上的中心距为150200m/m，孔眼率（孔眼总面积与床面积之比）为0.951.2%。1.风帽孔眼的数数目可用下式确定：n=1.2V/（W孔f）式中：V鼓入沸腾炉内的实际空气量（米3/秒），V=2012.931×352.103/（24×3600）=8.203； f一个孔眼的面积（米2），f=42mm×； W孔空气从孔眼喷出的速率（米/秒），一般为1012米/秒，这里取12米/秒；n=1.2×8.203/(12×f)=16320 个2.孔眼率可用下式来确定：式中: 风帽孔眼直径，8mm； 带入数据计算得：b孔=1.24