沸腾炉设计指导书(共23页)

1、XXXXXXXXXXXX学课程设计指导书（沸腾(fitng)焙烧炉）冶金(yjn)教研室编第一章 概述(i sh)一、冶金技术(jsh)专业课程设计目的： 冶金技术专业课程设计是专业基础课、专业课教学的一个重要的实践性教学环节。它是培养有色冶金专业学生理论联系实际，初步(chb)树立正确设计思想的重要措施，其目的是：使学生初步学会综合运用有关基础理论知识和专业知识，以解决具体工程技术问题，培养学生的初步设计能力；熟悉查阅、运用设计资料，了解有关的国家标准、规范；在进行冶金计算的基础上，依据工厂生产的实践经验，创造性地进行主体设备及附属设备的选择计算。以求掌握冶金专业设计的一般方法和步骤，为毕业

2、设计打好基础。二、冶金技术专业课程设计内容：（一）冶金计算： 包括物料平衡计算和热平衡计算两部分。要求按统一编号编制物相组成表、物料平衡表和热平衡表。（二）主体设备及其附属设备的选择计算： 包括技术操作条件及技术经济指标、主要尺寸的选择计算，并对主要技术条件、经济指标和主要尺寸进行简单论证分析。（三）编写设计说明书、绘制图纸：1设计说明书的编写：要求附有目录、参考资料，其中的图表一律要统一编号，标题要醒目。字迹要清楚、端正。 编写的格式为：封面课程设计任务书目录课程设计专题概述(课程设计目的、意义，该领域的发展概况及自己设计的合理性等)课程设计计算内容包括冶金计算及数据选择论证（包括相应图表）

3、、设备计算及数据选择论证（包括相应图表）和主体设备设计图。2图纸要求：设计图纸是设计工作的重要成果，它的表达方式应当是严谨的、公认的，亦即是应该符合通用的和专业的制图规范，并能准确表达设计意图。此外，还应做到图面简洁清晰、布置均匀整齐、线条(xintio)粗细分明、说明通顺确切、字体端正美观。绘图(hu t)时应注意：主体(zht)设备选用1#图纸0#图纸（8411189）沿长边对裁即可绘制；图纸应按制图规范留出相应的图边、装订边；标题栏必须在图纸的右下角，其格式如机械制图要求；图纸上的图形应占图纸幅度的75%左右；凡施工中应注意事项及特殊要求，均可用“附注”在图纸上注明。第二章 硫化锌精矿的

4、物相成分计算一、原始成分： 1化学成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.0 2矿物的赋存形态： Zn Pb Cu Cd Fe ZnS PbS CuFeS2 CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8 MgO CaO SiO2 其他 MgCO3 CaCO3 SiO2 其他 二、计算过程： （以100Kg干精矿作计算基础）： 1ZnS的量： Zn：100Kg 56.81%=56.81 Kg S: 56.81 Kg =56.81 Kg32.0765.39 =27.86 Kg ZnS: 5

5、6.81 Kg+27.86 Kg=84.67 Kg 2PbS： Pb：100Kg 1.25 %=1.25 Kg S：1.25 Kg =1.25 Kg32.07207.2 =0.19 Kg PbS：1.25 Kg+0.19 Kg=1.44Kg 3CuFeS2 ： Cu：100Kg 0.21 %=0.21 Kg Fe：0.21 Kgu =0.21 Kg55.8563.55 =0.18 Kg S：0.21Kgu =0.21 Kg232.0763.55 =0.21 Kg CuFeS2 ：0.21 Kg+0.18Kg+0.21 Kg =0.60Kg 4CdS ： Cd ：100Kg 0.17 %=0.1

6、7 Kg S：0.17Kg =0.17 Kg32.07112.41 =0.05Kg CdS ：0.17Kg+0.05 Kg =0.22Kg 5FeS2和Fe7S8 ： 余下(yxi)的铁量为：4.04Kg - 0.18Kg =3.86Kg ； 余下(yxi)的硫量为：31.95Kg - （27.86 +0.19+0.21+0.05） =3.64Kg 。 设如下(rxi)的铁、硫全部以FeS2和Fe7S8 形态存在，又，设FeS2为x Kg ，Fe7S8为y Kg ，则有： x +y = 7.50 -(1) + = 3.86 - -(2) + = 3.64 -(3) 解之，则可得： FeS2 ：

7、4.83Kg 其中 ：Fe ：2.25Kg ，S：2.58Kg Fe7S8 ：2.67Kg 其中 ：Fe ：1.61Kg ，S：1.06Kg 6MgCO3 ： MgO ：100Kg 0.24 %=0.24 Kg CO2 ：0.24Kg0.24 =0.24Kg（12.01+216.00)/（24.31+16.00) =0.24Kg MgCO3 ：0.24Kg+0.26Kg =0.50Kg 7CaCO3 ： CaO ：100Kg 0.56 %=0.56 Kg CO2 ：0.56Kg=0.56 =0.56Kg（12.01+216.00)/（40.08+16.00) =0.44Kg CaCO3 ：0.

8、56Kg+0.44Kg =1.00Kg 8其他(qt)： 其他(qt)：3.22Kg （0.26+0.44）Kg =2.52Kg 将以上(yshng)计算结果汇编成表：表11硫化锌干精矿的物相成分表 表11物相成分化 学 成 分 ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52

9、小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0第三章 硫化锌精矿(jn kun)部分酸化沸腾焙烧计算一、硫化锌精矿(jn kun)的原始成分：1.化学成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.0 2.矿物(kungw)的赋存形态： Zn Pb Cu Cd Fe ZnS PbS CuFeS2 CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8 MgO CaO SiO2 其他 MgCO3 CaCO3 SiO2 其他二、硫化锌精矿的物相成分

10、：前面已经计算，此处直接引用其结果。硫化锌干精矿的物相成分表 表11 物相成分化 学 成 分 ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0 三、有关计算(j sun)的

11、一些假设： 1有关(yugun)指标： 焙烧过程(guchng)中：锌金属的直接回收率为99.5%； 脱铅率为50%； 脱镉率为60%； 砷、锑挥发率为65%； 空气消耗系数为1.25。 2焙烧过程中，锌及其他金属氧化物有约45%进入烟尘。 3焙烧产出的烟尘中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的2.14%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.5%，并全部与锌结合；氧化铅全部与二氧化硅结合为PbOSiO2 ；Fe2O3中，有1/3与ZnO结合成ZnOFe2O3 ；其余的金属均以氧化物存在。 4焙烧产出的焙砂中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的1.10%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.3%，并全部与锌结合；氧

12、化铅全部与二氧化硅结合为PbOSiO2 ；Fe2O3中，有40%与ZnO结合成ZnOFe2O3 ；其余的金属均以氧化物存在。四、计算过程：（以100Kg干精矿作计算基础）（一）烟尘产出率及其化学和物相成分的计算： 设烟尘产出量为 x Kg 1各化学成分的计算： Zn：56.81 Kg45%=25.5645 Kg Cd：0.17Kg 60%=0.1020 Kg Pb：1.25Kg 50%=0.6250 Kg Cu：0.21Kg 45 %=0.0945 Kg Fe：4.04 Kg45 %=1.8180 Kg MgO：0.24Kg 45%=0.1080 Kg CaO：0.56 Kg 45%=0.25

13、20 Kg SiO2：1.55Kg 45%=0.6975 Kg SS ：x Kg0.5%=0.005 x Kg SSO4 ：x Kg2.14%=0.0214 x Kg 其他(qt)：2.52Kg 45 %=1.1340 Kg 2烟尘中的物相成分(chng fn)计算： （1）ZnS的量： S：0.005 x Kg Zn：0.005 x KgMZn/MS =0.005 x Kg65.3932.07 = 0.0102 x Kg ZnS：0.005 xKg +0.01020 x Kg =0.0152 x Kg （2）ZnSO4的量： S：0.0214 x Kg Zn：0.0214 x KgMZn/M

14、S =0.0214 x Kg65.3932.07 = 0.0436 x Kg O：0.0214 x Kg4MO/MS =0.0214 x Kg416.0032.07 = 0.0427 x Kg ZnSO4：0.0214 x Kg+0.0436 x Kg+0.0427 x Kg =0.1077 x Kg （3）ZnOFe2O3的量： 烟尘(ynchn)中的Fe2O3的量为：1.8180 Kg（3MO+2MFe）/2MFe =2.600 Kg 其中：O为1.8180 Kg3MO/2MFe =0.7812 Kg 则，与锌结合的Fe2O3的量为： 2.600 Kg1/3=0.8670 Kg 其中，O为

15、0.7812 Kg1/3=0.2604 Kg ZnOFe2O3中ZnO的量为： ZnO=0.8670 Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe） =0.4446Kg 其中，锌为0.3572Kg，氧为0.0874Kg ZnOFe2O3的量：0.8670 Kg+0.4446 Kg =1.3116 Kg （4）余下的Fe2O3的量： 2.600 Kg 0.8670 Kg=1.7330 Kg 其中，Fe：1.8180 Kg2/3=1.2120 Kg O ：0.7812 Kg2/3=0.5208 Kg （5）余下的ZnO的量： 余下的ZnO中： Zn：25.5645 （0.0102 x +0.0436

16、x +0.3572） =25.2073 0.0538x Kg O ：（25.2073 0.0538x）KgMO/MZn =6.1679 0.0132x Kg ZnO：25.20730.0538x+6.16790.0132x =31.37520.0670 x Kg （6）CdO： Cd：0.1020 Kg O：0.1020 KgMO/MCd =0.0145 Kg CdO：0.1020 Kg + 0.0145 Kg=0.1165 Kg （7）CuO： Cu：0.0945 Kg O：0.0945 KgMO/MCu =0.0238 Kg CuO：0.0945 Kg + 0.0238 Kg=0.1183

17、 Kg （8）PbOSiO2 ： Pb：0.6250 Kg O：0.6250 KgMO/MPb =0.0483 Kg SiO2 ：0.6250 Kg（2MO+ MSi ）/MPb =0.1812 Kg PbOSiO2 ：0.6250 Kg+ 0.0483 Kg+ 0.1812 Kg =0.8545 Kg （9）余下(yxi)的SiO2 ： 0.6975 Kg 0.1812 Kg =0.5163 Kg （10）CaO： CaO：0.2520 Kg （11）MgO： MgO：0.1080 Kg （12）其他(qt)： 其他(qt)：1.1340 Kg 由以上的计算结果，根据物料平衡关系，可知： x

18、 = （0.0152 x +0.1077 x + 1.3116+1.7330 +31.37520.0670 x +0.1165+ +0.1183+0.8545+0.5163+0.2520+0.1080+1.1340) 解之，可得x= 39.740 Kg 。 由以上的计算结果，即可求出： 1.ZnS的量： S：0.199 Kg Zn： 0.405 Kg ZnS：0.604 Kg 2.ZnSO4的量： S：0.850 Kg Zn：1.733 Kg O：1.697Kg ZnSO4：4.280 Kg 3.余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：23.069 Kg O ：5.64

19、3 Kg ZnO：28.712 Kg 将以上(yshng)的计算结果汇编成表：表12烟尘物相成分表 表12 物相组成化 学 成 分ZnPbCuCdFeSCaOMgOSiO2O其他ZnO23.0695.64328.712ZnOFe2O30.3570.6070.3481.312ZnS0.4050.1990.604ZnSO41.7330.8501.6974.280PbOSiO20.6250.1810.0480.854CuO0.0940.0240.118CdO0.1020.0140.116Fe2O31.2120.5211.733CaO0.2520.252MgO0.1080.108SiO20.5160.

20、516其他1.1341.134小计25.5640.6250.0940.1021.8181.0490.2520.1080.6978.2951.13439.740 %64.331.570.240.264.572.640.630.271.7520.872.8599.98（二）焙砂产出率及其化学和物相成分的计算： 设焙砂产出量为 y Kg 1各化学成分的计算(j sun)： Zn：56.81 Kg55%=31.246 Kg Cd：0.17Kg 40%=0.068 Kg Pb：1.25Kg 50%=0.625 Kg Cu：0.21Kg 55 %=0.116 Kg Fe：4.04 Kg55%=2.222

21、Kg MgO：0.24Kg 55%=0.132 Kg CaO：0.56 Kg 55%=0.308 Kg SiO2：1.55Kg 55%=0.852 Kg SS ：y Kg0.3%=0.003y Kg SSO4 ：y Kg1.10%=0.0110y Kg 其他(qt)：2.52Kg 55%=1.386 Kg 2焙砂中的物相成分(chng fn)计算： （1）ZnS的量： S：0.003y Kg Zn：0.003y KgMZn/MS =0.003y Kg65.3932.07 = 0.0061y Kg ZnS：0.003yKg +0.0061 Kg =0.0091y Kg （2）ZnSO4的量： S

22、：0.011y Kg Zn：0.011y KgMZn/MS =0.011y Kg65.3932.07 = 0.0224y Kg O：0.011y Kg4MO/MS =0.011y Kg416.0032.07 = 0.0220y Kg ZnSO4：0.011y Kg+0.0224y Kg+0.0220y Kg =0.0554y Kg （3）ZnOFe2O3的量： 焙砂中的Fe2O3的量为：2.2220 Kg（3MO+2MFe）/2MFe =3.1770 Kg 其中：O为2.2220 Kg3MO/2MFe =0.955 Kg 则，与锌结合的Fe2O3的量为： 3.177 Kg40% =1.271

23、Kg 其中，O为0.955 Kg40% =0.382 Kg ZnOFe2O3中ZnO的量为： ZnO=1.271 Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe） =0.647Kg 其中，锌为0.520Kg，氧为0.127Kg ZnOFe2O3的量：1.271 Kg+0.647 Kg =1.918 Kg （4）余下的Fe2O3的量： 3.177 Kg 1.271 Kg=1.906 Kg 其中(qzhng)，Fe：1.333 Kg O ：0.573 Kg （5）余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：31.246 （0.0061y +0.0224y +0.520） =30.72

24、6 0.0285y Kg O ：（30.726 0.0285y）KgMO/MZn =7.518 0.0070y Kg ZnO：（30.726 0.0285y）+（7.518 0.0070y） =38.2440.0355y Kg （6）CdO： Cd：0.068 Kg O：0.068 KgMO/MCd =0.010 Kg CdO：0.068 Kg + 0.010 Kg=0.078 Kg （7）CuO： Cu：0.116 Kg O：0.116 KgMO/MCu =0.029 Kg CuO：0.116 Kg + 0.029 Kg=0.145 Kg （8）PbOSiO2 ： Pb：0.625 Kg O

25、：0.625 KgMO/MPb =0.048 Kg SiO2 ：0.625 Kg（2MO+ MSi ）/MPb =0.181 Kg PbOSiO2 ：0.625 Kg+ 0.048 Kg+ 0.181 Kg =0.854 Kg （9）余下的SiO2 ： 0.852 Kg 0.181 Kg =0.671 Kg （10）CaO： CaO：0.308 Kg （11）MgO： MgO：0.132 Kg （12）其他： 其他：1.386 Kg由以上的计算结果，根据物料平衡关系，可知： y =（0.0091y+0.0554y+1.918+1.906+38.2440.0355y+0.078+0.145+0.

26、854 +0.671+0.308+0.132+1.386）解之，可得y= 47.005 Kg 。由以上的计算结果，即可求出： ZnS的量： S：0.141 Kg Zn： 0.287 Kg ZnS：0.428 Kg ZnSO4的量： S：0.517 Kg Zn：1.053 Kg O：1.034 Kg ZnSO4：2.604 Kg 余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：29.386 Kg O ：7.189 Kg ZnO：36.575 Kg 将以上(yshng)的计算结果汇编成表：表13焙砂的物相成分表 表13 物相组成化 学 成 分ZnPbCuCdFeSCaOMgOSiO

27、2O其他ZnO29.3867.18936.575ZnOFe2O30.5200.8990.5091.918ZnS0.2870.1410.428ZnSO41.0530.5171.0342.604PbOSiO20.6250.1810.0480.854CuO0.1160.0290.145CdO0.0680.0100.078Fe2O31.3330.5731.906CaO0.3080.308MgO0.1320.132SiO20.6710.671其他1.3861.386小计31.2460.6250.1160.0682.2220.6580.3080.1320.8529.3921.38647.005%66.47

28、1.330.250.144.731.400.660.281.8119.982.95100.0四、烟气(yn q)成分与烟气量的计算： 1精矿中的硫被氧化(ynghu)而进入烟气所需要的氧量计算： （1）精矿(jn kun)中的硫量为：31.95 Kg （2）焙砂中的硫量为：0.199 Kg+0.850 Kg+0.141 Kg+0.517 Kg =1.707 Kg （3）被氧化进入气相中的硫为：31.95 Kg 1.707 Kg =30.243 Kg （4）假若有95%的硫被氧化成SO2 ，5%的硫被氧化成SO3 ，则： 被氧化成SO2的硫量为：30.243 Kg95%=28.731 Kg 被氧

29、化成SO3的硫量为：30.243 Kg5%=1.512 Kg （5）氧化成SO2需氧量： 28.731 Kg2MO/ MS =28.731 Kg216.0032.07 =28.668 Kg （6）氧化成SO2需氧量： 1.512 Kg3MO/ MS =1.512 Kg316.0032.07 =2.263 Kg 2焙烧矿中，氧化物和硫酸盐的含氧量为： 8.295 Kg+9.392 Kg=17.687 Kg 3精矿焙烧总耗氧量为： 28.668 Kg+2.263 Kg+17.687 Kg=48.618 Kg 4理论消耗空气量： 空气中，N2的重量百分比为77%，体积百分比为79% ；O2的重量百分

30、比为23%，体积百分比为21% 。因此，理论消耗空气量为： 48.618 Kg23 % =211.383 Kg 其中，含N2： 211.383 Kg77%=162.765 Kg 含O2： 211.383 Kg23%=48.618 Kg 5实际消耗空气量： 酸化焙烧的空气消耗系数一般为n=1.2 1.3,现取1.25,则，实际消耗空气量为： 211.383 Kg1.25=264.229 Kg 体积为： 264.229 Kg1.293 Kg/NM3 =204.353 NM3 其中，含N2： 264.229Kg77%=203.456 Kg 体积为：204.353 M3 79%=161.439 M3

31、含O2： 264.229 Kg23%=60.773 Kg 体积(tj)为：204.353M3 21%=42.914 M3 6烟气(yn q)量及其组成： 假设(jish)精矿含水为9%（一般为69%），则每100 Kg干精矿中的水量为100 Kg9（1009） = 9.890 Kg 。又，假设空气的平均温度为24，相对湿度为70%，则每M3干空气含水量为：24.410-3Kg/ M370%=17.110-3Kg/ M3 。 （1）烟气中的水量： 9.890 Kg+204.353 M3 17.110-3Kg/ M3 =13.384 Kg 体积为：13.384 Kg22.4 M3/Kmol18.0

32、2 Kg/ Kmol =16.637 M3 （2）烟气中的SO2量： 28.731 Kg（2MO+ MS ）/ MS =28.731 Kg（216.00+32.07）32.07 =57.399 Kg 体积为：57.399Kg22.4 M3/Kmol64.07 Kg/ Kmol =20.068M3 （3）烟气中的SO3量： 1.512 Kg（3MO+ MS ）/ MS =1.512 Kg（316.00+32.07）32.07 =3.775 Kg 体积为：3.775 Kg22.4 M3/Kmol80.07 Kg/ Kmol =1.056 M3 （4）烟气中的N2量： 264.229 Kg77%=2

33、03.456 Kg 体积为：204.353 M3 79%=161.439 M3 （5）烟气中的O2量： 60.773 Kg（1.251）=15.193 Kg 体积为：42.914 M3 （1.251）=10.728 M3 将以上计算结果汇编成表：见表1-5 硫酸化沸腾焙烧烟气成分表 表1-5成 分 N2 O2 H2O SO2 SO3 质量（Kg）203.45615.19313.38457.3993.775293.207体积（M3）161.43910.72816.63720.0681.056209.928体积百分数（%）76.905.107.929.560.5099.98五、沸腾焙烧的热平衡计算

34、：1热收入部分：（1）精矿带入热Q1：设精矿的入炉温度为40，精矿的比热为0.85KJ/Kg，则：Q1=0.85KJ/Kg100 Kg40=3400 KJ（2）精矿(jn kun)中水份带入热Q2：水的比热(br)为：4.187KJ/Kg，精矿(jn kun)带入水9.890 Kg，则：Q2=4.187KJ/Kg9.890 Kg40=1656. KJ空气带入热Q3：设车间平均气温为24，其比热是1.0KJ/NM3,焙烧所需空气量为：204.340 NM3 ，则：Q3=1.0KJ/NM3204.340 NM324= 4904KJZnS氧化放热Q4： ZnS + O2 = ZnO + SO2 +4

35、52.2KJ/mol-ZnSQ4=452.2KJ/mol(23.069+0.357+29.386+0.520) Kg97.4 Kg/Kmol =452.2KJ/mol815.5 mol=368757 KJZnS酸化放热Q5：ZnS + 2O2 = ZnSO4 + 774.2KJ/mol- ZnSO4 Q5=774.2 KJ/mol(3.027+4.082) Kg161.4Kg/Kmol=774.2KJ/mol44.0 mol= 34100KJZnOFe2O3生成热Q6：ZnO + Fe2O3 = ZnOFe2O3 +114.2 KJ/mol-ZnOQ6=114.2 KJ/mol(0.445+0

36、.647) Kg81.4Kg/Kmo=114.2KJ/mol13.42 mol= 1532KJ（7）FeS2氧化放热Q7：4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3307.9KJ/mol- FeS2Q7=3307.9KJ4.83 Kg4119.8Kg/Kmol =33341 KJ （8）Fe7S8氧化放热和CuFeS2氧化放热Q8：Fe7S8=7FeS + S2 (1)2CuFeS2= 2FeS +Cu2S + S2 (2)由Fe7S8分解产出的FeS为:2.67 Kg=2.54 Kg由Fe7S8分解产出的S为:2.67 Kg=0.13 Kg由CuFeS2分解产出的FeS

37、为:0.60 Kg=0.29 Kg由CuFeS2分解产出的Cu2S为:0.60 Kg= 0.26Kg由CuFeS2分解(fnji)产出的S为:0.60 Kg=0.05 Kg则，FeS共为:2.54 Kg+0.29 Kg=2.83 KgS共为:0.13 Kg+0.05 Kg=0.18 Kg2FeS + 3O2 = Fe2O3 +2SO2 + 1226KJ/mol- FeS分解(fnji)的FeS氧化(ynghu)放热为：Q8-1=1226KJ2.83 Kg287.91Kg/Kmol =19734 KJ Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2 + 533.3KJ/mol- Cu2S分解的C

38、u2S氧化放热为：Q8-2=533.3KJ0.26 Kg159.2Kg/Kmol =871 KJ S2 + O2 = SO2 + 296.7KJ/mol-S分解的S2氧化放热为：Q8-3=296.7KJ0.18 Kg(32.062)Kg/Kmol =1666 KJ Q8=19734 KJ+ 871KJ+1666 KJ =22271KJ （9）PbS氧化放热Q9：PbS + 1O2 + SiO2 = PbOSiO2 + SO2 + 44.8KJ/mol- PbSQ9=44.8KJ1.44 Kg239.3Kg/Kmol=270 KJ（10）CdS氧化放热Q10： CdS + 1O2 = CdO +

39、 SO2 + 413.4KJ/mol- CdSQ10=413.4KJ0.22 Kg144.5Kg/Kmol =630 KJ热收入共计为：Q收入=Qi=552792 KJ2.热支出部分：焙砂带走物理(wl)热Q1：焙砂的比热(br)为：0.86 KJ/Kg，焙砂产出量为47.005 Kg，则：Q1=0.86 KJ/Kg47.005 Kg850=34361 KJ烟尘(ynchn)带走物理热Q2：烟尘的比热为：0.83KJ/Kg，烟尘产出量为39.740 Kg，则：Q2=0.83 KJ/Kg39.740 Kg900=29686 KJ烟气带走物理热Q3：由烟气成分及其温度查知其比热为1.492 KJ/

40、NM3，烟气量为209.928NM3 ，则：Q3=1.492 KJ/NM3209.928 NM3 900=281891 KJ水份蒸发吸热Q4：精矿中带入水分为9.890 Kg，则其蒸发吸热为：9.890 Kg4.187KJ/Kg（10040）+2256 KJ/Kg= 24796 KJ（5）离解反应吸热Q5：碳酸盐离解吸热：每千克CaCO3 分解吸热为1582KJ，每千克MgCO3 分解吸热为1314KJ 。则： Q51=1582KJ1.00 Kg+1314KJ0.50 Kg= 2239KJ复杂硫化物离解吸热：可按其他有关资料求出，也可按经验即每分解产物中含1千克铁则吸热929KJ，则：Q52=

41、929KJ/Kg(0.18+1.61) Kg =1663KJQ5= Q51+ Q52=2239KJ +1663KJ=3902KJ（6）炉体散热Q6：炉体散热可按炉子的具体尺寸及表面温度等条件计算。按工厂实践，炉体散热损失约为热收入的2.55.5%。按5%计，则炉体散热为：Q6=5%Q收入=5%552792KJ=27640KJ剩余热Q7：Q7= Q收入 Qi =552792 KJ(34326 +28315+281844 +24796 +3902+27640)KJ=151969KJ热支出共计为：Q支出=Qi =552792 KJ将上述计算结果按编号列成热平衡表：见表1-7 硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡

42、表 表17 热收入 热支出 项目名称 KJ 项目名称KJ精矿带入热Q134000.62焙砂带走物理热Q1343266.21精矿中水份带入热Q21656.0.30烟尘带走物理热Q2283155.12空气带入热Q349040.89烟气带走物理热Q328184450.98ZnS氧化放热Q445068881.53水份蒸发吸热Q4247964.49ZnS酸化放热Q5341006.17离解反应吸热Q539020.71ZnOFe2O3生成热Q615320.28炉体散热Q6276405.00FeS2氧化放热Q7333416.03剩余热Q715196927.49Fe7S8氧化放热和CuFeS2氧化放热Q8222

43、714.03 =SUM(ABOVE) 100PbS氧化放热Q92700.05CdS氧化放热Q106300.11小计： =SUM(ABOVE) 552792 =SUM(ABOVE) 100.01 =SUM(ABOVE) 552792100 第四章 沸腾焙烧(bi sho)设备的计算主体(zht)设备的计算：沸腾(fitng)焙烧的主体设备是沸腾焙烧炉。按其横断面形状分，可有矩形炉与圆形炉；圆形炉按其剖面形状来分，可有向上扩大的鲁奇（V.M）炉和直筒形的道尔（Dorr）炉；按其有无前室，可分为前室炉和无前室炉。一般，硫化锌精矿的沸腾焙烧多采用圆形炉。1炉床面积F炉床 的计算： F炉床 =其中：F炉

44、床 为炉床面积，m2 ；A 为炉子每天处理的精矿干量，t/d ； a 为炉子的单位面积生产率（床能率），t/( m2d) 。2.前室面积F前室 的计算： F前床 =（5%20%）F炉床前室面积F前床 一般不大于2m2 。若按5%计算时前室面积大于2m2，则不必再设立前室。3.本床面积F本床及本床直径d本床的计算： F本床 = F炉床 F前床 =d2本床d本床 = (m) 4.沸腾(fitng)层高度H沸腾(fitng)的选取(xunq)：沸腾层高度H沸腾，是指从炉床底至排料口上缘的距离。沸腾层高度H沸腾的大小，对硫化锌精矿焙烧一般为0.91.3m。风压高、炉子大、且采用向上扩大形的炉子，可取较

45、大值；否则，取小值。也可按下式计算： H沸腾=（1.21.5） (m) 或H沸腾= (m) 其中：a为床能力，t/( m2d) ； 为从溢流口处溢出的产物占加料量（干量）之比； 为物料在沸腾层内必须的停留时间，h； 为沸腾层内的孔隙度； 为加入的物料颗粒密度（即锌精矿的真密度），Kg/m3。通常前式用于选取计算（估算），后式用于核算。5.炉膛空间体积V炉膛 的确定：对于锌的酸化焙烧，一般取V炉膛 =（1012）F本床 ；对于锌的氧化焙烧，一般取V炉膛 =（1518）F本床 。6.炉膛面积F炉膛 与炉膛直径D炉膛的计算： 一般，可按F炉膛 / F本床 =1.71.9计算，也可按下式计算：F炉膛

46、= m2来计算。其中，a ：床能力，t/( m2d) ；V烟：每吨干精矿焙烧时产烟气量，Nm3/t ；：气体体积常数，1/273 ；t炉膛：炉膛温度， ；W炉膛：炉膛气流速度，m/s ； 炉膛直径D炉膛的计算可按：D炉膛 = （m）计算。7.炉膛有效高度H炉膛 的计算：炉膛(ltng)有效高度H炉膛(ltng) ,是指从沸腾层上缘至排烟口中心的距离。可按烟尘在炉膛内必须(bx)的停留时间来计算：H炉膛 = （m）其中，烟尘为烟尘在炉膛内必须的停留时间，秒。对锌精矿的酸化焙烧，烟尘=1520秒；对锌精矿的氧化焙烧，烟尘=2025秒。8.沸腾炉直升段H直升的高度：沸腾炉直升段H直升的高度，是指从排

47、料口上缘至扩张拐点的距离。应由结构决定，主要考虑溢流（排料）口及前室砌筑是否便利。一般，H直升取1.5m左右。9.腾炉扩张段H扩张的高度：为防止积灰，扩张角一般在1520，不能大于20。因此：H扩张=10.排烟口的面积F排烟 的计算： F排烟 = m2其中，t烟气 为烟气的温度，；W排烟为烟气的实际排出速度，m/s。11.炉底风帽的计算：炉底风帽的排列，圆形炉通常是中心采用等边三角形排列，边距为150200mm；在中心周围则采用同心圆排列，同心圆距离为170200mm，每一同心圆上的风帽中心距为150200mm。风帽上通孔总面积与炉床面积之比，称为孔眼率，以b孔眼表示。一般，b孔眼=0.91.2%。（1）确定炉底风帽孔眼的总数目n：n=1.2其中，V：为鼓入沸腾炉内的实际空