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沸腾焙烧炉设计沸腾焙烧炉设计 -I-目 录 第一章第一章 设计概述设计概述1 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 1 第二章第二章 工艺流程的选择与论证工艺流程的选择与论证1 1 2.1 原料组成及特点1 2.2 沸腾焙烧工艺及主要设备的选择1 第三章第三章 物料衡算及热平衡计算物料衡算及热平衡计算 3 3 3.1 锌精矿流态化焙烧物料平衡计算3 3.1.1 锌精矿硫态化焙烧冶金计算3 3.1.2 烟尘产出率及其化学和物相组成计算4 3.1.3 焙砂产出率及其化学与物相组成计算6 3.1.4 焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算7 3.2 热平衡计算10 3.2.1 热收入10 3.2.2 热支出13 第四章第四章 沸腾焙烧炉的选型计算沸腾焙烧炉的选型计算 15 4.1 床面积15 4.2 前室面积15 4.3 炉膛面积和直径13 4.4 炉膛高度16 4.5 气体分布板及风帽16 4.5.1 气体分布板孔眼率16 4.5.2 风帽16 4.6 沸腾冷却层面积16 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 参考文献参考文献15 -1-第一章第一章 设计概述设计概述 1.1 设计依据设计依据 根据冶金工程专业课程设计指导书。1.21.2 设计原则和指导思想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。1.1.3 3 毕业设计任务毕业设计任务 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 第二章第二章 工艺流程的选择与论证工艺流程的选择与论证 2.12.1 原料组成及特点原料组成及特点 本次设计处理的原料锌精矿成分如下表所示。D D 组组 锌精矿的化学成分锌精矿的化学成分 化学成分 Zn Pb Cu Cd Fe S CaCO3 MgCO3 SiO2 其他 wB(%)47.67 3.58 0.24 0.18 5.58 28.94 1.58 1.43 6.82 3.98 2.2.2 2 沸腾焙烧工艺及主要设备的选择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 -2-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 MeSO4=MeO+SO3 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 MeO、MeSO4以及 SO2、SO3 和 O2。此外还可能有 MeOFe2O3，MeOSiO2等。沸腾焙烧炉炉体（下图）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。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。-3-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 13m/s 范围内。一般浮选矿的焙烧强度为 1520t/(dm)；对于通过 33mm 的筛孔的破碎块矿，焙烧强度为 30t/(dm)。沸腾层高度 即炉内排渣溢流堰离风帽的高度，一般为 0.91.5m。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，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。第三章 物料衡算及热平衡计算 3.13.1 锌精矿流态化焙烧物料平衡计算锌精矿流态化焙烧物料平衡计算 3.1.13.1.1 锌精矿硫态化焙烧冶金计算锌精矿硫态化焙烧冶金计算 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 分别呈ZnS、CdS、PbS、2CuFeS、87SFe 2FeS；脉石中的 Ca、Mg、Si 分别呈3CaCO、3MgCO、2SiO形态存在。以 100kg锌精矿（干量）进行计算。1.ZnS 量：kg99.704.654.9767.47 其中 Zn：47.67kg S：23.32kg 2.CdS 量：kg23.04.1124.14418.0 其中 Cd：0.18kg S：0.05kg 3.PbS 量：kg13.42.2072.23958.3 其中：Pb：3.58kg S：0.55kg 4.2CuFeS量：kg69.05.6335.18324.0 其中：Cu：0.24kg Fe：0.21kg S：0.24kg 5.2FeS和87SFe量：除去2CuFeS中 Fe 的含量，余下的 Fe 为5.37kg0.21-5.58，除去 ZnS、CdS、PbS、2CuFeS中 S 的含量，余下的 S 量为Kg78.4)24.055.005.032.23(94.28。此 S 量全部分布在2FeS和87SFe中，设2FeS中 Fe 为 xkg，S 量为 ykg，则 -4-872SFeFeS83278.4785.5537.523285.55yxyx 解得：x=2.57kg，y=2.95kg 即2FeS中：Fe=2.57kg、S=2.95kg、2FeS=5.52kg。87SFe中：Fe：5.37-2.57=2.8kg S：4.78-2.95=1.83kg 87SFe：4.36kg 6.3CaCO量：1.58kg 其中 CaO：0.89kg 2CO：0.69kg 7.3MgCO量：1.43kg 其中 MgO：0.68kg 2CO：0.75kg 表表 3 3-1 1 混合精矿物相组成，混合精矿物相组成，kg 组成 Zn Cd Pb Cu Fe S CaO MgO 2CO SiO2 其他 共计 ZnS 47.67 23.32 70.99 CdS 0.18 0.05 0.23 PbS 3.58 0.55 4.13 CuFeS2 0.24 0.21 0.24 0.69 FeS2 2.57 2.95 5.52 Fe7S8 2.80 1.83 4.63 CaCO3 0.89 0.69 1.58 MgCO3 0.68 0.75 1.43 SiO2 6.82 6.82 其他 3.98 3.98 共计 47.67 0.18 3.58 0.24 5.58 28.94 0.89 0.68 1.44 6.82 3.98 100.00 3.3.1.1.2 2 烟尘产出率及其化学和物相组成计算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%，空气过剩系数 1.25。烟尘产出率及烟尘物相组成计算：Zn kg2.882248.07.674 Cd kg108.060.018.0 Pb kg1.7950.03.58 Cu kg21.050.042.0 Fe kg2.7950.05.58 CaO kg445.050.00.89 -5-MgO kg34.050.068.0 2SiO kg3.4150.06.82 sS 0.761xkg 4SOS 0.942xkg 其他 kg99.150.03.98 各组分化合物进入烟尘的数量为：1.ZnS 量：kg316.2324.97761.0 其中：Zn 1.555kg S 0.761kg 2.4ZnSO量：kg751.4324.161942.0 其中：Zn 1.925kg S 0.942kg O 1.884kg 332OFeZnO量：烟尘中 Fe 先生成32OFe，其量为：kg3.9897.1117.1592.79，32OFe有31与ZnO 结合成32OFeZnO，其量为：kg1.33313.989。32OFeZnO量为kg2.0087.1591.2411.33 其中：Zn 0.541kg Fe 0.931kg O 0.536kg 余下的32OFe的量：3.989-1.33=2.659kg 其中：Fe 1.856 kg O 0.803kg 4.ZnO 量：Zn 22.882-（1.555+1.925+0.541）=18.861kg ZnO kg3.4824.654.818.8611 O 23.48-18.861=4.619kg 5.CdO 量：kg231.04.1124.128081.0 其中：Cd 0.108kg O 0.015kg 6.CuO 量：kg15.05.635.7921.0 其中：Cu 0.12kg O 0.03kg 7.2SiOPbO量：PbO kg1.9282.2072.2231.79 其中：Pb 1.79kg O 0.138kg 与 PbO 结合的2SiO量：kg518.02.223601.928 剩余的2SiO量：3.41-0.518=2.892kg -6-表表 3 3-2 2 烟尘产出率及其化学和烟尘产出率及其化学和物相组成，物相组成，kg 组成 Zn Cd Cu Pb Fe SS SSO4 CaO MgO SiO2 O 其他 共计 ZnS 1.555 0.761 2.316 ZnSO4 1.925 0.942 1.884 4.751 ZnO 18.861 4.619 23.48 ZnOFe2O3 0.541 0.931 0.536 2.008 Fe2O3 1.856 0.803 2.659 CdO 0.108 0.015 0.123 CuO 0.12 0.03 0.15 PbOSiO2 1.79 0.518 0.138 2.446 CaO 0.445 0.445 MgO 0.34 0.34 SiO2 2.892 2.892 其他 1.99 1.99 共计 22.882 0.108 0.12 1.79 2.787 0.761 0.942 0.445 0.34 3.41 8.025 1.99 43.6%52.48 0.25 0.28 4.11 6.39 1.75 2.16 1.02 0.78 7.82 18.40 4.56 100.0 3.3.1.1.3 3 焙砂产出率及其化学与物相组成计算焙砂产出率及其化学与物相组成计算 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。各组分化合物进入焙砂中的数量为：4SOS量：0.484kg,SS量：0.176kg 1.4ZnSO量：kg441.2324.161484.0 其中：Zn 0.989Kg O 0.968Kg 2.ZnS 量：kg536.0324.97176.0 其中：Zn 0.36kg S 0.176kg 3.32OFeZnO量：焙砂中 Fe 先生成32OFe，其量为kg3.9897.1117.1592.79，32OFe有 40%与 ZnO结合成32OFeZnO，其量为kg1.5964.03.989。32OFeZnO量：kg2.4097.1591.2411.596 其中：Zn 0.649kg Fe 1.116kg O 0.644kg 余下的32OFe量：kg2.3931.5963.989 其中：Fe 1.671kg O 0.722kg -7-4.ZnO 量：Zn kg2.792)649.036.0989.0(788.42 ZnO kg8.36524.654.812.792 O 28.365-22.79=5.575kg 5.CdO 量：kg082.04.1124.128720.0 其中：Cd 0.072kg O 0.01kg 以上计算结果列于下表 表表 3 3-3 3 焙砂的物相组成，焙砂的物相组成，kg 组成 Zn Cd Cu Pb Fe SS SSO4 CaO MgO SiO2 O 其他 共计 ZnS 0.36 0.176 0.536 4ZnSO 0.989 0.484 0.968 2.441 ZnO 22.79 5.575 28.365 ZnOFe2O3 0.649 1.116 0.644 2.409 Fe2O3 1.671 0.722 2.393 CdO 0.072 0.01 0.082 CuO 0.12 0.03 0.15 PbOSiO2 1.79 0.518 0.138 2.446 CaO 0.445 0.445 MgO 0.34 0.34 SiO2 2.892 2.892 其他 1.99 1.99 共计 24.788 0.072 0.12 1.79 2.787 0.176 0.484 0.445 0.34 3.41 8.087 1.99 44.489%55.72 0.16 0.27 4.02 6.26 0.40 1.09 1.00 0.76 7.66 18.18 447 100.00 3.3.1.1.4 4 焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 3.3.1.1.4.14.1 焙烧矿脱硫率计算焙烧矿脱硫率计算 -8-精矿中 S 量为 32.00kg，焙砂和烟尘中的 S 量为 0.176+0.761+0.484+0.942=2.363kg，焙烧脱硫量为：28.94-2.363=26.577kg 出炉烟气计算：假定 95%的 S 生成2SO，5%的 S 生成3SO，则：生成2SO需要的2O量为：22SOOS kg5.2482323295.06.5772 生成3SO需要的2O量为：3223SOOS kg1.993324805.06.5772 烟尘和焙砂中，氧化物和硫酸盐的含氧量为 17.691kg，则 100kg锌精矿（干量）焙烧需理论氧量为：kg4.9324691.171.9935.2482 空气中氧的质量百分比为 23%，则需理论空气量为：kg195.4231004.9324 过剩空气系数可取 1.251.30，本文取 1.25，则实际需要空气量为：kg244.251.25195.4 空气中各组分的质量百分比为2N77%，2O23%，鼓入 267.419kg空气，其中：2N kg188.073%77244.25 2O kg6.1785%2344.252 标准状况下，空气密度为 1.2933mkg，实际需要空气之体积为：3188.902293.144.252m 3.3.1.1.4.24.2 焙烧炉排出烟量和组成焙烧炉排出烟量和组成 1.焙烧过程中产出 2SO kg0.49653264%956.5772 -9-3SO kg322.33280%56.5772 2.过剩的2O量：kg246.114.93246.1785 3.鼓入空气带入的2N量：kg188.073 4.3CaCO和3MgCO分解产2CO量：0.69+0.75=1.44kg 5.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kg696.8%10081008。空气带入水分量计算 赤峰地区气象资料：大气压力 88650Pa，相对湿度 77%，年平均气温 5C，换算成此条件下空气需要量为：39.862115.273515.2738865010132588.9021m 空气的饱和含水量为 0.01623mkg，带入水分量为：kg743.277.00162.09.8621 带入水分总量为：kg439.11.7432696.8或3235.14184.22439.11m 以上计算结果列于下表 表表 3 3-5 5 烟气量和组成烟气量和组成 组成 质量kg 体积3m 体积比%组成 质量kg 体积3m 体积比%2SO 50.496 17.673 9.21 2O 11.246 7.872 4.10 3SO 3.322 0.93 0.48 OH2 11.439 14.236 7.42 2CO 1.44 0.733 0.38 共计 266.016 191.932 100 2N 188.073 150.488 78.41 -10-按以上计算结果编制的物料平衡表如下：（未计机械损失）沸腾焙烧物料平衡表沸腾焙烧物料平衡表 加入 产出 名称 质量，kg 百分比，%名称 质量，kg 百分比，%干锌精矿 100 28.11 烟尘 43.6 12.31 精矿中水分 8.696 2.44 焙砂 44.489 1256 干空气 244.25 68.67 烟气 266.016 75.13 空气中水分 2.743 0.78 共计 355.689 100.00 共计 354.105 100.00 3.23.2 热平衡计算热平衡计算 3.23.2.1.1 热收入热收入 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 Q1 ZnS+121O2=ZnO+SO2+105930 千卡 生成 ZnO 的 ZnS 量：649.02.792541.08.8611 kg3.80364.654.97 Q1=千卡69390.684.973.8036105930 2.硫化锌按下式反应生成硫酸盐氧化放出热量 O2 ZnS+2O2=ZnSO4+185050 千卡 生成 ZnSO4的 ZnS 量:kg34.44.654.97989.0925.1 Q2=千卡82464.9734.4185050 3.ZnO 和 Fe2O3按下式反应生成 ZnO.Fe2O3放出的热量 Q3:ZnO+Fe2O3=ZnO.Fe2O3+27300 千卡 生成 ZnO.Fe2O3的 ZnO 量 kg1.4814.654.81649.0541.0 -11-Q3=千卡699.4964.811.48127300 4.FeS2按下式反应氧化放出热量 Q4 4FeS2+11O2=2 Fe2O3+8 SO2+790600 千卡 Q4=千卡9103.2794.4795.52790600 5.FeS 按下式反应氧化放出热量 Q5 2FeS+321O2=Fe2O3+2 SO2+293010 千卡 Fe7S8分解得到 FeS 量：kg401.4871.832.8 CuFeS2分解得到 FeS 量:kg453.02112.042.0 得到的 FeS 总量为：4.401+0.345=4.746kg.Q5=千卡7914.77285.8724.746293010 6.CuFeS2和 Fe7S8分解得到硫燃烧放出热量 Q6 CuFeS2=Cu2S+FeS+21S2 分解出 S 量：kg60.08.3663269.0 Fe7S8=7FeS+21S2 分解出 S 量：kg215.095.646324.36 1kg硫燃烧放出的热量为 2222 千卡则：Q6=千卡611.052222215.060.0 7.PbS 按下式反应放出热量 Q7 -12-PbS+121O2=PbO+SO2+100690 千卡 PbS+SiO2=PbOSiO2+2030 千卡 生成 PbO 放出热量：千卡1738.5022.2394.13100690 生成 PbOSiO2量：(1.928+0.518)2=4.892 生成 PbOSiO2放出热量：千卡35.0543.2834.8922030 Q7=1738.502+35.054=1773.556 千卡 8.CdS 按下式反应放出热量 Q8 CdS+21O2=CdO+SO2+98800 千卡 生成 CdO 的 CdS 量：kg312.04.1124.14418.0 Q8=千卡158.0534.144312.098800 9.Cu2S 按下式反应氧化放出热量 Q9 Cu2S+2 O2=2CuO+SO2+127470 千卡 生成 CuO 的 Cu2S 量：kg288.01.1271.15932.0 Q9=千卡30.74421.159288.0127470 10.锌精矿带入热量 Q10 进入流态化焙烧炉的精矿温度为 40C,精矿比热取 0.2Ckg千卡 Q10=千卡8002.040100 11.空气带入热量为 Q11 空气比热取 0.316Cm3千卡,空气温度为 20C,Q11=千卡89.513316.0209.8621 -13-12.入炉精矿含水分 8.696kg,水分比热取 1.0Ckg千卡，100kg精矿中的水分带入热量 Q12 Q12=千卡3500.140696.8 热量总收入：Q总收入=Q1+O2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q10+Q11+Q12=69390+8246+496.699+9103.279+7914.772+611.05+1773.556+158.053+230.744+800+1389.5+350=100464 千卡 3.23.2.2.2 热支出热支出 1.烟气带走量为 Q烟 炉顶烟气 9000C,各比分比热为(Cm3千卡)：SO2 SO3 C O2 N2 O2 H2O 0.529 0.55 0.521 0.333 0.350 0.403 千卡烟61926.5900)403.0.23614350.07.872333.00.48815521.0733.055.039.0529.017.673(Q 2.烟尘带走的热量为 Q烟尘 由炉中出来的烟尘温度为 900C，其比热为 0.20Ckg千卡 Q烟尘=43.69000.2=7848 千卡 3.焙砂带走的热量为 Q焙 由炉中出来的焙沙温度为 850C，其比热为 0.20Ckg千卡 Q焙=44.4899000.2=8008.02 千卡 4.锌精矿中水分蒸发带走热量为 Q蒸 Q蒸=G水t水C水+G水V Q蒸=千卡5350575696.8140696.8 5.精矿中碳酸盐分解吸收的热量为 Q分 CaCO3分解吸热 378kg千卡,Mg CO3分解吸热 314kg千卡 Q分=千卡1046.261.433141.58378 6.CuFeS2和 Fe7S8分解吸收的热量为 Q分 -14-Q分=千卡668.222222.812.0 7.通过炉顶和炉壁的散失热量为 Q散 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散=Q总吸收5.0%=1004640.05=5023.2 千卡 8.剩余热量为 Q剩 Q剩=Q总吸收-（Q烟+Q烟尘+Q焙+Q蒸+Q分+Q分+Q散）=100464-（61926.5+7848+8008.02+5350+1046.26+668.22+5023.2）=10593.8 千卡 计算结果列于下表 表表 3 3-6 6 锌精矿流态化焙烧热平衡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 61926.5 61.64 ZnS 氧化成 ZnO 69390.6 69.07 烟尘带走热 7848 7.81 ZnS 氧化成 ZnSO4 8246 8.21 焙沙带走热 8008.02 7.97 ZnO 和 Fe2O3反应生成 ZnOFe2O3 496.699 0.49 水分蒸发带走热 5350 5.33 FeS2氧化成 Fe2O3 9103.28 9.06 碳酸盐分解 1046.26 1.04 FeS 氧化成 Fe2O3 7914.77 7.88 CuFeS2和 Fe7S8分解 668.22 0.66 分解硫燃烧 611.05 0.61 炉顶及炉壁散热 5023.2 5.00 PbS 生成 PbOSiO2 1773.556 1.76 剩余热 10593.8 10.55 CdS 氧化成 CdO 158.053 0.16 Cu2O 氧化成 CuO 230.744 0.23 精矿带入热 800 0.80 空气带入热 1389.5 1.38 水分带入热 350 0.35 共计 100464 100.00 共计 100464 100.00 -15-第四章第四章 沸腾焙烧炉的选型计算沸腾焙烧炉的选型计算 4.14.1 床面积床面积 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：aAF a=日）米（吨）层操作2/1(86400tVW W操作=0.5 米/秒 a=）（2739001880.7315.086400=5.3 日）米（吨2/则床能率取 5.5日）米（吨2/A=7674.0*94.0*33060000=405.76（吨/日）则 23.875.54 0 5.7 6maAF 4.2 前室面积前室面积 一般为 1.522m.这里取 22m.（米）本床前室床床9.5871.813.113.113.1FFFD 沸腾层高度据生产经验为 H层=1（米）4.3 炉膛面积和直径炉膛面积和直径 -16-膛床膛烟膛WFtF864001V 2121.132.0864003.87273900119.32195.5mF膛 mFD12.43513.1膛膛 V烟每吨物料产生的烟气量 m3/T t膛炉膛温度，锌精矿焙烧温度为 900 C W膛-炉膛空间烟气流速，m/s;根据实践锌精矿焙烧为 0.5X，可取一定定值（0.32）炉腹角 取20。4.4.4 4 炉膛高度炉膛高度 炉膛有效高度：指溢流口下沿至排烟口中心线的高度，可按照经验公式估算炉膛空间容积：V膛=（10-12）F床 V膛=11 73.8=8123 扩大型炉子炉膛高度的计算方法：1.未扩大直筒部分1H，根据操作和安装方便而定，一般取 1.46m。2.扩大部分高度2H 20212ctgDDH床膛mctg3.92209.5812.43521 3.炉膛高度膛H 膛床膛烟FtFtVH8640013 式中 t烟气在炉内必须停留的时间，秒，取 20s.3H=膛床膛烟FtFt864001V=5.51919.32(1:900273)73.82086400121.1=6.4m mHHHH1.7814.63.921.46321膛 4.4.5 5 气体分布板及风帽气体分布板及风帽 4.4.5 5.1 1 气体分布板孔眼率气体分布板孔眼率 风帽的形式多采用标准伞形风帽 8 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%。1.确定炉底上风帽孔眼的总数目：n=1.2fWV孔眼=1.200005.01078.8=21288 -17-其中，V-鼓入沸腾炉内的实际空气量(m3/s)V=188.9026000000.940.476733086400=8.87 f-一个孔眼的面积 m2 W孔眼-孔眼中空气的喷射速度 m/s 1.2-储备系数 2.2.确定孔眼率确定孔眼率%5.782前室本床孔孔FFnbd.:.=1.28%=1.28%其中，d孔为风帽孔眼直径 4.4.5 5.2 2 风帽风帽个数：个数：风帽数量一般可由下式计算：mnN212886=3548 其中：m-一个风帽的孔眼个数 4.64.6 沸腾冷却沸腾冷却层面积层面积 ）水层剩冷ttKQF(10593.810405.7624180860=11.572 其中：剩Q-沸腾层所需排热千卡/小时 t层-沸腾层的平均温度 900 t水-冷却水的平均温度 40 K-沸腾层到循环水的综合传热系数，120-180 4.74.7 水套中循环水的消耗量水套中循环水的消耗量冷冷=剩剩(;)=.(;)=/若用气化冷却，则水量为冷却水的若用气化冷却，则水量为冷却水的 即：即：=/其中：其中：剩Q-沸腾层剩余热量（千卡/小时）C-水的比热 1 千卡/公斤.C t0-进入水套的水温度，20 C t-排出水套的温度，一般为 50-60 C。4.84.8 风箱容积风箱容积 34.1800VV）（风风箱(.).=.V风箱-风箱容积，m3 V风-鼓风量，m3/h 4.94.9 加料管面积加料管面积 -18-料料管WGF.=.D=D=.=.m m 其中：G料-加料量，吨/时 W料-物料的质量流率，吨/米2.时 当加料管垂直设置时，W料一般为 200-300 吨/米2.时 4.104.10 溢流排料口溢流排料口 高度主要视操作需要而定，一般为 600 毫米。宽度要与排料量相适用：23.0G500）（料排料溢rB500 *405.7610000.44489244000+0.23=578 溢流尺寸：578mm600mm 其中：G排料-炉子排料量，公斤/小时，溢流排料量为炉子加料量减去烟尘和物料的烧结量。溢流排料口排出物料的真密度，4000Kg/m3 4.114.11 排烟口面积排烟口面积 烟床烟烟烟）（W86400Ft1aVF.(:).=.设用矩形断面，高与宽之比为 0.8，则高为3.87 0.8=1.76，宽为 2.2m。排烟口断面：高宽=176mm220mm 其中：W烟-排烟口处的气流速度，一般为 8-12 米/秒