沸腾炉的设计3

沸腾炉的设计----设计内容之三

第三章沸腾焙烧炉的设计计算

由于热平衡计算中，在计算炉子的热损失时需要知道沸腾全部炉壁与炉顶的总表面积。所以在热平衡计算之前应先沸腾炉主要尺寸的计算。

3.1、沸腾焙烧炉主体尺寸的计算

（一）沸腾焙烧炉单位生产率的计算

在计算沸腾炉炉床面积时，本例题所采用的炉子单位生产率不按生产实践数字选取而是按理论公式（6-2-1）进行计算。

单位生产率A= （6-2-1）

式中：1440——一天的分钟数；

——系数，介于0.93-0.97之间；

——单位炉料空气消耗量，；

——最佳鼓风强度，。

（6-2-1）式中只有不知道，根据研究结果

=(1.2～1.4)k （6-2-2）

式中，k——最低鼓风强度，，根据理论

（6-2-3）

式中：——物料间自由通道断面占总沸腾层断面的比率，一般介于0.15-0.22，对硫化物取0.15，对粒状物料如球粒取0.22；0.15

——单位体积的鼓风量在炉内生成的炉气量，

­——炉料的比重，4000 ；

——炉气重度，= =1.429 ；

——通过料层炉气的算术平均温度，

= =460℃；

——物料粒子平均粒度，米。

根据已知精矿的粒度组成，精矿中大粒部分：

粒度0.323㎜10%（33%）

0.192㎜20%（67%）

共计30%（100%）

=0.9

=0.9(0.67×0.192+0.33×0.323)=0.212㎜

精矿中细粒部分：

粒度0.081㎜35%（50%）

0.068㎜35%（50%）

共计70%（100%）

=0.9

=0.9(0.50×0.068+0.50×0.081)=0.067㎜

对全部精矿：

大粒部分0.212㎜30%

细粒部分0.067㎜70%

= × =0.32

物料粒子平均粒度按经验公式计算，对混合料，≤0．415 时，

平均粒度根据小粒体积含量按下式计算：

=5% +95%

=0.05×0.212+0.95×0.067=0.074㎜=74×

把上述数字代入（6-2-3）式：

=(1.2～1.4)k，选用系数1.2，则

最佳鼓风强度=1.2k=1.2×7.403=8.884

现在就可以计算炉子的单位生产率：

A= =6.925

沸腾炉的单位生产率（床能力）与操作气流速度有关，因此也可按以下公式计算求得：

A= （6-2-4）

式中：——操作气流速度，米/秒。

的大小与物料的流化性质和工艺条件、物料颗粒大小等有关，可以根据对入炉物料实验测定的临界沸腾速度和颗粒带出速度来确定，或是参照同类物料沸腾焙烧的实测数据选取。锌精矿硫酸化沸腾焙烧操作气流速度在0.45-0.54之间，这里选用0.54米/秒。则：

A= =6.059

此外，根据经验数据，锌精矿硫酸化沸腾焙烧单位生产率一般在5-6 之间，取6 与（6-2-1）、（6-2-4）的计算结果，三项求平均值，并取整：

A= =6.217

故取A=7 进行计算。

（二）沸腾焙烧炉炉床面积及主要尺寸的计算

1、床面积计算

=

式中：F——沸腾焙烧炉炉床面积，；

Q——每日处理的锌精矿量，吨；

A——沸腾焙烧炉单位生产率，。

所以，= =31.43 。

2、沸腾焙烧炉炉型的选择

（1）床型

沸腾床有柱形和锥形床两种。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。本设计采用柱形床。

沸腾床断面形状有圆形、矩形（或椭圆形）两种。

圆形断面的炉子，具有炉体结构强度大、材料较省、散热较上、空气分布均匀、沸腾均匀等优点。但砌筑用砖型较多，炉顶需用异形砖。圆形断面的炉子，大、中、小均适用。

矩形断面的炉子，炉体结构强度小，炉体四周沸腾不良；但砌筑用砖型简单。当炉床面积较小而又要求物料出口间有较大距离的时候，可采用矩形或椭圆形断面的炉子，有利于改善炉料料短路。

本设计中采用圆形断面。

（2）炉膛形状

炉膛形状有扩大型和直筒型两种。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，目前多采用扩大型炉膛。对于锌精

矿高温焙烧，由于温度高，矿尘易粘结在扩大段折角炉壁上，当积灰塌落时，易造成死炉。炉膛扩大部分炉腹角一般为15-20度；炉膛直径与沸腾层直径之比为1.4-1.6。

本设计中炉腹角和炉膛与沸腾层直径比值分别取18度和1.4。3、沸腾层高度与炉子总高的计算

沸腾层高度按以下（6-2-7）式计算

=（5-9）/F （6-2-7）式中：——沸腾层最小容积，；

F——沸腾层面积，即，。

系数值的大小与沸腾炉大小、精矿化学成分、粒度组成等有关。随沸腾炉炉床面积、矿粒度、精矿含硫量的增加，系数值可以取大一些，这里取9。

= （6-2-8）

式中：Q——每天处理的锌精矿量，吨；

——沸腾层中锌精矿的单位容积，/吨。在沸腾情况下，精矿单位容积大约增加到四倍，即=4 =1 /吨。

——为了保证焙烧完全，精矿在沸腾炉内必须停留的最少时间，小时。

=（4-5）/W （6-2-9）式中：W——焙烧速度，米/时；对锌精矿为0.0035-0.0070米/时。