年产5万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计（冶金工程专业设计）（可编辑）

年产5万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计(冶金工程专业设计)《锌精矿硫酸化沸腾炉焙烧》设指导老师：班级学号：专业：冶金技术完成日期：自2013年12月27日至7>2014年01月03日江西理工大学冶金与化工工程学院二0一三年十二月目录第一章沸腾焙烧设计概述11.1原始资料11.4绘制图纸1第二章沸腾焙烧2第三章沸腾焙烧冶金计算43.1沸腾焙烧冶金计算内容43.5焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算83.6焙烧炉排出烟量和组成93.7热平衡计算11第四章沸腾焙烧主要设备选择计算154.1床面积154.2前室面积154.3流态化床断面尺寸154.5炉膛面积和直径164.6炉膛高度164.7炉膛空间体积V的确定174.8气体分布板及风帽174.8.1气体分布板孔眼率174.8.2确定炉底上风帽孔眼的总数目：174.10沸腾冷却层面积174.11水套中循环水的消耗量174.12风箱容积184.13加料管面积184.14排烟口面积18第五章沸腾炉经济技术指标19.Mgo其他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5、在学习、总结国内外有关厂家的生产经验的基础上，移动6、设计中应充分考虑节约能源、节约用地，实行自愿的综合课程设计说明书内容沸腾焙烧炉专题概述；沸腾焙烧；沸腾焙烧热平衡计算；主要设备(沸腾炉和鼓风炉)设计计算；沸腾炉主要经济技术指标；绘制图纸沸腾焙烧结构总图(要求纵剖面和至少一个横剖面);气体分布板部分图沸腾焙烧沸腾焙烧工艺金属锌的生产，无论是用火法还是湿法，90%以上都是以硫化也不容易被廉价的，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硫化物的焙烧过程是一个发生气固反应的过程，将大量的空气(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。同时烧过程得到的固体产物就被称为焙砂或焙烧矿。硫化物氧化生成硫酸盐MeS+202MeSO4硫化物氧化生成氧化物MeS+1.502Me0+S023)金属硫化物直接氧化生成金属MeS+202Me0+S02硫酸盐离解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Me0、MeS04以及SO2、SO3和02。此外还可能有沸腾焙烧设备沸腾焙烧炉炉体(下图)为钢壳内衬保温砖再衬耐火砖构成。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。炉顶有防爆孔。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。气速是沸腾层中固体粒子大小的函数，一般在1~3m/s范围内。一般浮选矿的焙烧强度为15~20t/;对于通过3×3mm的筛孔的破碎块矿，焙烧强度为30t/。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1070~1100℃,而硫酸化焙烧为900~930℃;硫铁矿的氧化焙烧温度为850~950℃。炉气成分??硫铁矿氧化焙烧时，炉气中二氧化硫13%~13.5%,三氧化硫≤0.1%。硫酸化焙烧，空气过剩系数大，故炉气中二氧化硫浓度低而三氧化硫含量增加。沸腾焙烧特点①焙烧强度高；②矿渣残硫低；③可以焙烧低品位矿；④炉气中二氧化硫浓度高、三氧化硫含量少；⑤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35%~45%是通过沸腾层中的冷却管获得；⑥炉床温度均匀；⑧操作人员少，自动化程度高，操作费用低；⑨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。沸腾焙烧冶金计算沸腾焙烧冶金计算内容锌精矿沸腾焙烧，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；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)Mgo其他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Si分别呈、、形态存在。以100锌精矿(干量)进行计算。1.ZnS量：其中Zn:44.57S:21.81量为y,则6.量：其中Ca0:1.84:1.457.量：其中Mg0:0.12:0.13表3-1混合精矿物相组成，ZnS44.57共计44.570.191.80.3210.92321.840.121.58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%,烟尘产出率取50%,则烟尘量为：44公斤。镉60%进入烟尘，锌48%进入烟尘，其它组分在烟尘中的分配率假定为50%,空气过剩系ZnCdPbCuFeCaOMg0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%。Pb0与Si02结合成Pb0*Ss量100*0.44*0.01730.761Sso4量100*0.44*0.02140.942表3-2烟尘产出率及其化学和物相组成，共计Fe2033.Pb0?Si020.900Pb0?SiO2;其他金属以氧化物形态存在。预定焙砂重量为以上计算结果列于下表表3-3焙砂的物相组成，共计Zn025.600Pb0?Si020.900共计28.2280.0760.1600.9005.4590.176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精矿中S量为32.00,焙砂和烟尘中的S量为出炉烟气计算烟尘和焙砂中，氧化物和硫酸盐的含氧量为8.730+8.78917.519,则100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：空气中各组分的质量百分比为77%,23%,鼓入267.419空气，其标准状况下，空气密度为1.293,实际需要空气之体积为：空气中，和的体积百分比为79%、21%,则：焙烧炉排出烟量和组成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：1.45+0.131.585.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%,100Kg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：空气的饱和含水量为0.0162,带入水分量为：带入水分总量为：或以上计算结果列于下表表3-5烟气量和组成组成质量体积体积比%56.3119.707989.639336共计285.395204.454100加入产出名称质量百分比，%干锌精矿100.00026.904烟尘43.032精矿中水分8.6962.340焙砂48.84312.946干空气260.31070.033烟气285.39575.647空气中水分2.6910.724共计371.697100.000共计377.270100.000热平衡计算热收入Q2.硫化锌按下式反应硫酸氧化放出热量0ZnS+20ZnSO+185050千卡Q3.Zn0和Fe0按下式反应生成Zn0.Fe0放出的热量Q:Q4.FeS按下式反应氧化放出热量Q4FeS+1102FeO+8SO+790600千卡Q5.FeS按下式反应氧化放出热量Q2FeS+30Fe0+2SO+293010千卡解出S量：FeS7FeS+S分解出S量：1硫燃烧放出的热量为2222千卡Pb0?SiO+2030千卡9.CuS按下式反应氧化放出热量QCuS+202CuO+SO+127470千卡11.空气带入热量为Q11空气比热取0.316,空气温度为20,Q1112.入炉精矿含水分8.696,水分比热取1.0,100热量总收入：64466.018+8246+980.546+18536.3112189.055千卡；由炉中出来的烟尘温度为900,其比热为0.20由炉中出来的焙沙温度为850,其比热为0.20Q5.精矿中碳酸盐分解吸收的热量为Q分ICaCO分解吸热378,6.CuFeS和FeS分解吸收的热量为Q分ⅡQ分Ⅱ热损失均为热收入的2.3~5.5%,取5.0%+Q)112189.055-66111.095+7745.76+8303.31+5350+1热收入热支出焙烧反应热烟气带走热66111.095ZnS氧化成Zn064466.01857.462解1260.9601.124分解硫燃烧1160.9061.035炉顶及炉壁散热5609.453PbS生成Pb0?Si02893.192精矿带入热800.0000.713空气带入热1363.2401.215水分带入热350.0000.312共计112189.052100.000共计112189.052100.000沸腾焙烧主要设备选择计算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V10*(253.5+2.620)/1.2762F:需要的床面积；a-炉子床能率，锌精矿硫酸化焙烧5-6吨/日*平方米；aW操作0.5米/秒a5.009,则取为5.5;取锌回收率为94%,锌精矿含锌44.57%A(吨/日),则取A为370吨/日；则前室面积一般为1.5~2.这里取1.5.流态化床断面尺寸据生产经验为H层1(米)一般取0.3-0.55,这里取0.3;W带一般为炉膛高度炉腹角中取扩大部分高度；炉膛高度式中t?烟气在炉内必须停留的时间，秒，取20.5.5*2007.21*(1+900/27炉膛空间体积V的确定对于锌的酸化焙烧，一般取V炉膛(10-12)F本床；V炉膛11*67.27739.97立方米；气体分布板及风帽气体分布板孔眼率：根据经验本设计取1.2%;确定炉底上风帽孔眼的总数目：标准伞形风帽d8*6m(孔径*孔数),炉底上风帽的排列方式，对于圆形炉具有用同心圆排列法，通常同心圆之距离为170-180m/m,每一圆周上的中心距为150-200m/m,孔眼率为0.95-1.2%风帽风帽数量一般可