沸腾焙烧炉设计相关计算

应急预案沸腾焙烧炉设计

目录

第一章设计概述 (1)

1.1设计依据 (1)

1.2设计原则和指导思想 (1)

1.3课程设计任务 (2)

第二章工艺流程的选择与论证 (2)

2.1原料组成及特点 (2)

2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (1)

第三章物料衡算及热平衡计算 (6)

3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (6)

3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (6)

3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (9)

3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (13)

3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (16)

3.2热平衡计算 (21)

3.2.1热收入 (21)

3.2.2热支出 (25)

第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (30)

4.1床面积 (30)

4.2前室面积 (30)

4.3炉膛面积和直径 (13)

4.4炉膛高度 (31)

4.5气体分布板及风帽 (32)

4.5.1气体分布板孔眼率 (32)

4.5.2风帽 (32)

4.6沸腾冷却层面积 (32)

4.7水套中循环水的消耗量 (14)

4.8风箱容积 (15)

4.9加料管面积 (15)

4.10溢流排料口 (15)

4.11排烟口面积 (15)

参考文献 (15)

第一章设计概述 (1)

1.1设计依据 (1)

根据《冶金工程专业课程设计指导书》。 (1)

第二章工艺流程的选择与论证 (2)

2.1原料组成及特点 (2)

2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择 (2)

第三章物料衡算及热平衡计算 (6)

3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 (6)

3.1.1锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (6)

3.1.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (9)

3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (13)

3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (16)

3.2热平衡计算 (21)

3.2.1热收入 (21)

3.2.2热支出 (25)

第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (30)

4.1床面积 (30)

4.5.1气体分布板孔眼率 (32)

风帽的形式多采用标准伞形风帽Ǿ8×6 mm(孔径×孔数），炉底风帽的排列方法，对于圆形炉底采用同心圆排列发，通常同心圆之距离为170-180 mm，每一圆周上的中心距为150-200mm，孔眼率（孔眼总面积与床面积之比）为0.95-1.2%。 (32)

1.确定炉底上风帽孔眼的总数目： (32)

n=1.2f W V

孔眼=1.200005

.01078.8⨯⨯=21288 ...................................... 32 其中，V-鼓入沸腾炉内的实际空气量 (m 3/s)

V= (32)

f -一个孔眼的面积 m 2 (32)

W 孔眼-孔眼中空气的喷射速度 m/s (32)

1.2-储备系数 (32)

2.确定孔眼率 (33)

=+••=%5.782前室本床孔孔F F n

b d =1.28

% (33)

其中，d 孔为风帽孔眼直径 (33)

4.5.2风帽个数： (33)

第一章设计概述

1.1设计依据

根据《冶金工程专业课程设计指导书》。

1.2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毕业设计任务

一、沸腾焙烧炉专题概述

二、沸腾焙烧

三、沸腾焙烧热平衡计算

四、主要设备（沸腾炉和鼓风炉）设计计算

五、沸腾炉主要经济技术指标

第二章工艺流程的选择与论证

2.1原料组成及特点

本次设计处理的原料锌精矿成分如下表所示。

D组锌精矿的化学成分

2.2沸腾焙烧工艺及主要设备的选择

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 = MeSO4

2）硫化物氧化生成氧化物

MeS + 1.5 O2 = MeO + SO2

3）金属硫化物直接氧化生成金属

MeS + 2 O2 = MeO + SO2

4）硫酸盐离解