年产5万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计

- 1 -沸腾炉焙烧设计沸腾炉焙烧设计题目题目：年产 5 万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计学生学生：胡振华班级班级：冶金 093 班学号学号： 31 号指导老师指导老师：万林生 i 目录目录第一章第一章沸腾焙烧设计概述沸腾焙烧设计概述.11.1原始资料.11.2设计原则和指导思想.11.3课程设计说明书内容.11.4绘制图纸.1第二章第二章沸腾焙烧沸腾焙烧.22.1沸腾焙烧工艺 .22.2沸腾焙烧设备 .22.3沸腾焙烧特点 .3第三章第三章沸腾焙烧冶金计算沸腾焙烧冶金计算.43.1 沸腾焙烧冶金计算内容.43.2 锌精矿物相组成计算.43.3烟尘产出率及其化学和物相组成计算 .53.4焙砂产出率及其化学与物相组成计算 .73.5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 .113.7.1热收入 .113.7.2热支出 .13第四章第四章沸腾焙烧主要设备选择计算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.154.4沸腾层高度.164.5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： .174.9风帽.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第五章第五章沸腾炉经济技术指标沸腾炉经济技术指标.19参考资料参考资料.20 1第一章第一章沸腾焙烧设计概述沸腾焙烧设计概述1.1原始资料锌精矿的化学成分（锌精矿的化学成分（% %，质量百分数），质量百分数）化学成分ZnFeCdCuPbSSiO2CaoMgo其他wB(%)44.57 10.92 0.190.321.8032.00 4.961.840.123.781.2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课程设计说明书内容a)沸腾焙烧炉专题概述；b)沸腾焙烧；c)沸腾焙烧热平衡计算；d)主要设备（沸腾炉和鼓风炉）设计计算；e)沸腾炉主要经济技术指标；1.4绘制图纸1)沸腾焙烧结构总图（要求纵剖面和至少一个横剖面） ；2)气体分布板部分图 2第二章第二章沸腾焙烧沸腾焙烧2.1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 = MeSO42）硫化物氧化生成氧化物 MeS + 1.5 O2 = MeO + SO23）金属硫化物直接氧化生成金属 MeS + 2 O2 = MeO + SO24）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。2.2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。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。 3 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 13m/s 范围内。一般浮选矿的焙烧强度为 1520t/()；对于通过 33mm 的dm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。2.3沸腾焙烧特点 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。 4第三章第三章沸腾焙烧冶金计算沸腾焙烧冶金计算3.1 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；3.23.2 锌精矿锌精矿物相组成计算物相组成计算原始数据：锌精矿的化学成分（锌精矿的化学成分（% %，质量百分数），质量百分数）化学成分ZnFeCdCuPbSSiO2CaoMgo其他wB(%)44.57 10.92 0.190.321.8032.00 4.961.840.123.78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、 ；脉石中的 Ca、Mg、Si 分别呈、2CuFeS87SFe2FeS3CaCO、形态存在。3MgCO2SiO 以 100锌精矿（干量）进行计算。kg1.ZnS 量 ： 其中 Zn：44.57 S：21.81kg38.664 .654 .9757.44kgkg2.CdS 量： 其中 Cd：0.19 S：0.05kg24. 04 .1124 .14419. 0kgkg3.PbS 量： 其中：Pb：1.8 S：0.28kg08. 22 .2072 .2398 . 1kgkg4.量： 其中：Cu：0.32 Fe：0.28 S：0.322CuFeSkg92. 05 .6335.18332. 0kgkgkg5. 和量：除去中 Fe 的含量，余下的 Fe 为，除去2FeS87SFe2CuFeS10.64kg0.28-10.92ZnS、CdS、PbS、中 S 的含量，余下的 S 量为2CuFeS。此 S 量全部分布在和中，设中Kg54. 9)32. 028. 005. 081.21(00.322FeS87SFe2FeSFe 为 x，S 量为 y，则kgkg 5 解得：=5.24，=6872SFeFeS83254. 9785.5564.1023285.55yxyxxkgykg 即中：Fe=5.24、S=6、=11.24。2FeSkgkg2FeSkg中：Fe：10.64-5.24=5.4 S：9.54-6=3.54 ：8.9487SFekgkg87SFekg6. 量： 其中 CaO：1.84 ：1.453CaCOkg29. 31 .561 .10084. 1kg2COkg7. 量： 其中 MgO：0.12 ：0.133MgCOkg25. 03 .403 .8412. 0kg2COkg表表 3-13-1 混合精矿物相组成，混合精矿物相组成，kg组成ZnCdPbCuFeSCaOMgOSiO2其他共计ZnS44.5721.8166.38CdS0.190.050.24PbS1.80.282.08CuFeS20.320.280.320.92FeS25.24611.24Fe7S85.43.548.94CaCO31.841.453.29MgCO30.120.130.25SiO24.964.96其他1.71.7共计44.570.191.80.3210.92321.840.121.584.961.71003.33.3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 kg39.2148. 057.44Cd kg114. 060. 019. 0Pb kg9 . 050. 08 . 1Cu kg16. 050. 032. 0Fe kg46. 550. 092.10 6CaO kg92. 050. 084. 1MgO kg06. 050. 012.0 2SiOkg48. 250. 096. 4其他 kg85. 050. 07 . 1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%。PbO与SiO2结合成 PbO* SiO2,余下 SiO2为游离形态，其他金属为氧化物形态存在。各组分化合物进入烟尘的数量为：各组分化合物进入烟尘的数量为：Ss 量 100*0.44*0.0173=0.761Sso4 量 100*0.44*0.0214=0.9421.ZnS 量： 其中：Zn 1.555 S 0.761kg316. 2324 .97761. 0kgkg2.量： 其中：Zn 1.925 S 0.942 O 1.8844ZnSOkg751. 4324 .161942. 0kgkgkg3量：烟尘中 Fe 先生成，其量为：，有32OFeZnO32OFekg806. 77 .1117 .15946. 532OFe与 ZnO 结合成，其量为：。3132OFeZnOkg602. 231806. 7量为 其中：Zn 1.07 Fe 1.82 O 1.0432OFeZnOkg928. 37 .1591 .241602. 2kgkgkg余下的的量：7.806-2.602=5.204 其中：Fe 3.64 O 1.5632OFekgkgkg4.ZnO 量：Zn=21.3936-（1.555+1.925+0.82）=16.844kg ZnO O 20.964-16.844=4.121kgkg964.204 .654 .818436.165.CdO 量： 其中：Cd 0.114 O 0.130-0.114=0.0162kg130.04 .1124 .128114.0kgkg6.CuO 量： 其中：Cu 0.16 O 0.040kg200. 05 .635 .7916. 0kgkg7.量：PbO， 其中：Pb 0.969 O 0.0692SiOPbOkg969. 02 .2072 .22390. 0kgkg 与 PbO 结合的量：2SiOkg261. 02 .22360969. 0 剩余的量：2.48-0.261=2.2192SiOkg表表 3-23-2 烟尘产出率及其化学和物相组成，烟尘产出率及其化学和物相组成，kg组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgOSiO2O其他 共计ZnS1.555 0.76 2.316 71 ZnSO41.925 0.942 1.884 4.751 ZnO16.844 4.121 20.965 ZnOFe2O31.070 1. 82 1.040 2.110 Fe2O3 3.640 1.560 5.200 CdO 0.114 0.016 0.130 CuO0.160 0.040 0.200 PbOSiO20.900 0.261 0.069 1.230 CaO 0.920 0.920 MgO 0.060 0.060 SiO22.480 2.480 其他0.850 0.850 共计21.394 0.114 0.160 0.900 5.460 0.761 0.942 0.920 0.060 2.741 8.730 0.850 43.032 %49.716 0.265 0.372 2.091 12.688 1.768 2.189 2.138 0.139 6.370 20.288 1.975 100.000 3.43.4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沸腾焙烧时，锌精矿中各组分转入焙砂的量为：沸腾焙烧时，锌精矿中各组分转入焙砂的量为：某物质转入焙烧的量=精矿中的该物质的量-烟尘中该物质的量组成ZnCdCuPbFeCaOMgOSiO2其他重量（kg）23.1760.0760.160.95.460.920.062.2190.85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。预定焙砂重量为 88*0.5=44kg；各组分化合物进入焙砂中的数量为：量：0.484；4SOSkg量：0.176；SSkg1.量：4ZnSOkg441. 2324 .161484. 0 其中：Zn 0.989Kg O 0.968Kg 2.ZnS 量：kg536. 0324 .97176. 0 其中：Zn 0.36 S 0.176kgkg3.量：焙砂中 Fe 先生成，其量为，有 40%与32OFeZnO32OFekg806. 77 .1117 .15946. 532OFeZnO 结合成，其量为。32OFeZnOkg123. 34 . 0806. 7量：32OFeZnOkg714. 47 .1591 .241123. 3 其中：Zn 1.279 Fe 2.184 O 1.251kgkgkg 8 余下的量：32OFekg683. 4123. 3806. 7 其中：Fe 3.275 O 1.408kgkg4.ZnO 量：Zn kg608.20)279. 136. 0989. 0(176.23 ZnO kg650.254 .654 .81608.20 O 5.042kg5.CdO 量：kg0868. 04 .1124 .128076. 0 其中：Cd 0.076 O 0.0108kgkg以上计算结果列于下表表表 3-33-3 焙砂的物相组成，焙砂的物相组成，kg组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgO SiO2O其他共计ZnS0.360 0.176 0.536 0.989 0.484 0.968 2.441 ZnO25.600 5.042 30.642 ZnOFe2O31.279 2.184 1.251 4.714 Fe2O33.275 1.408 4.683 CdO0.076 0.011 0.087 CuO0.160 0.040 0.200 PbOSiO20.900 0.261 0.069 1.230 CaO0.920 0.920 MgO0.060 0.060 SiO22.480 2.480 其他0.850 0.850 共计28.228 0.076 0.160 0.900 5.459 0.176 0.484 0.920 0.060 2.741 8.789 0.850 48.843%57.794 0.156 0.328 1.843 11.177 0.360 0.991 1.884 0.123 5.612 17.994 1.740 100 3.53.5 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 0.176+0.761+0.484+0.942=2.363kg，kg焙烧脱硫量为：32-2.363=29.637kg,脱硫率为：29.637/32=92%。出炉烟气计算假定 95%的 S 生成，5%的 S 生成，则：2SO3SO4ZnSO 9生成需要的量为： 2SO2O22SOOSkg155.28323295. 0637.29生成需要的量为：3SO2O3223SOOSkg223. 2324805. 0637.29烟尘和焙砂中，氧化物和硫酸盐的含氧量为 8.730+8.789=17.519，则 100锌精矿kgkg（干量）焙烧需理论氧量为：kg897.47519.17223. 2155.28空气中氧的质量百分比为 23%，则需理论空气量为：kg248.20823100897.47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：kg260.3101.25208.248空气中各组分的质量百分比为77%，23%，鼓入 267.419空气，其中：2N2Okg 2Nkg439.200%77310.260 2Okg871.59%23310.260标准状况下，空气密度为 1.293，实际需要空气之体积为：3mkg kg322.201293. 131.260空气中，和的体积百分比为 79%、21%,则：2N2O 2Nkg045.159%79322.201 2Okg278.42%21322.2013.63.6 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 2SOkg310.563264%95637.29 3SOkg705. 33280%5637.292.过剩的量：2Okg974.11897.47871.593.鼓入空气带入的量：2Nkg439.200 104.和分解产量：1.45+0.13=1.583CaCO3MgCO2COkg5.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C成此条件下空气需要量为：3703.21515.2735 .1715.2738 .754760322.201m空气的饱和含水量为 0.0162，带入水分量为：3mkgkg691. 277. 00162. 0703.215带入水分总量为：或kg387.11691. 2696. 83170.14184 .22387.11m以上计算结果列于下表表表 3-53-5 烟气量和组成烟气量和组成组成质量 体积体积比%56.3119.707989.6393363.7051.0369830.5071971.580.8047470.393608200.439160.350878.4289111.9748.3822074.09980711.38714.170986.931144共计285.395204.454100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百分比，%名称质量百分比，%干锌精矿100.000 26.904 烟尘43.032 11.406 精矿中水8.696 2.340 焙砂48.843 12.946 kg3m2SO3SO2CO2N2OOH2kgkg 11分干空气260.310 70.033 烟气285.395 75.647 空气中水分2.691 0.724 共计371.697 100.000 共计377.270 100.000 3.73.7热平衡计算热平衡计算3.7.13.7.1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 Q1ZnS+1O =ZnO+SO +105930 千卡2122生成 ZnO 的 ZnS 量： 279. 1602.2007. 18436.16kg275.594 .654 .97Q=1千卡018.644664 .97275.591059302.硫化锌按下式反应硫酸氧化放出热量 O2ZnS+2O =ZnSO +185050 千卡24生成 ZnSO 的 ZnS 量:4kg34. 44 .654 .97989. 0925. 1Q =2千卡82464 .9734. 41850503.ZnO 和 Fe O 按下式反应生成 ZnO.Fe O 放出的热量 Q :23233ZnO+ Fe O = ZnO.Fe O +27300 千卡2323生成 ZnO.Fe O 的 ZnO 量23kg924. 24 .654 .81279. 107. 1Q = 3千卡546.9804 .81924. 2273004.FeS 按下式反应氧化放出热量 Q24 4FeS +11O =2 Fe O +8 SO +790600 千卡22232 Q =4千卡387.185364 .47924.117906005.FeS 按下式反应氧化放出热量 Q5 12 2FeS+3O = Fe O +2 SO +293010 千卡212232Fe S 分解得到 FeS 量：78kg498. 88754. 34 . 5 CuFeS 分解得到 FeS 量:2kg44. 02132. 028. 0得到 FeS 总量为：8.498+0.44=8.938kg Q =5千卡820.1490485.872938. 82930106.CuFeS和 Fe S 分解得到硫燃烧放出热量 Q2786 CuFeS= Cu S+FeS+S22212 分解出 S 量：千卡08. 08 .3663292. 0 Fe S =7FeS+S78212 分解出 S 量：千卡442. 095.6463294. 8 1硫燃烧放出的热量为 2222 千卡则：kg Q =6千卡906.11602222442. 008. 07.PbS 按下式反应放出热量 Q7 PbS+1O =PbO+SO+100690 千卡2122 PbS+SiO = PbOSiO+2030 千卡22生成 PbS 放出热量：千卡565.8752 .23908. 2100690 生成 PbOSiO量：2kg460. 2230. 1230. 1 生成 PbOSiO放出热量：2千卡627.173 .283460. 22030 Q =875.565+17.627=893.192 千卡78.CdS 按下式反应放出热量 Q8 CdS+O =CdO+SO+98800 千卡2122 生成 CdO 的 CdS 量：kg244. 04 .1124 .14419. 0 Q =8千卡011.1674 .144244. 0988009.Cu S 按下式反应氧化放出热量 Q29 13 Cu S+2 O= 2CuO+ SO+127470 千卡222生成 CuO 的 Cu S 量：2kg401. 01 .1271 .15932. 0 Q =9千卡932.3201 .159401. 012747010.锌精矿带入热量 Q10 进入流态化焙烧炉的精矿温度为 40,精矿比热取 0.2CCkg千卡 Q10=千卡8002 . 04010011.空气带入热量为 Q11 空气比热取 0.316,空气温度为 20,Cm3千卡C Q11=千卡243.1363316. 020703.21512.入炉精矿含水分 8.696,水分比热取 1.0，100精矿中的水分带入热量kgCkg千卡kgQ12 Q12=千卡3500 . 140696. 8热量总收入：Q=Q+O +Q +Q +Q +Q +Q +Q +Q +Q+Q+Q+Q总收入12345678910111213=64466.018+8246+980.546+18536.387+14904.82+1160.906+893.192+167.011+320.932+800+1363.243+350=112189.055 千卡；3.7.23.7.2热支出热支出1.烟气带走量为 Q烟炉顶烟气 900 C,各比分比热为()：0Cm3千卡SO SO C O N O H O 2322220.529 0.55 0.521 0.333 0.350 0.403千卡烟095.66111900)403. 0171.14350. 0382. 8333. 0351.160521. 0805. 055. 0037. 1529. 070792.19(Q2.烟尘带走的热量为 Q烟尘由炉中出来的烟尘温度为 900，其比热为 0.20CCkg千卡Q=43.0329000.2=7745.760 千卡烟尘3.焙砂带走的热量为 Q焙 14由炉中出来的焙沙温度为 850，其比热为 0.20CCkg千卡Q=48.8439000.2=8303.310 千卡焙4.锌精矿中水分蒸发带走热量为 Q蒸Q=GtC+GV蒸水水水水Q=蒸千卡5350575696. 8140696. 85.精矿中碳酸盐分解吸收的热量为 Q分 CaCO 分解吸热 378, Mg CO 分解吸热 3143 kg千卡3 kg千卡 Q分=千卡120.132225. 031429. 33786.Cu FeS 和 Fe S 分解吸收的热量为 Q分278Q分=千卡960.12602224 . 528. 07.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=Q5.0%=112189.055 0.05=5609.453 千卡散总吸收 8.剩余热量为 Q剩 Q= Q-（Q+Q+Q+ Q+Q分+Q分+Q）剩总吸收烟烟尘焙蒸散 =112189.055-(66111.095+7745.76+8303.31+5350+1322.12+1260.96+5609.453)=16486.357计算结果列于下表表表 3-63-6 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66111.095 58.928 ZnS 氧化成 ZnO64466.018 57.462 烟尘带走热7745.760 6.904 ZnS 氧化成ZnSO48246.000 7.350 焙沙带走热8303.310 7.401 ZnO 和 Fe2O3反应生成 ZnOFe2O3980.546 0.874 水分蒸发带走热5350.000 4.769 FeS2氧化成Fe2O318536.387 16.522 碳酸盐分解1322.120 1.178 FeS 氧化成Fe2O314904.820 13.285 CuFeS2和Fe7S8分解1260.960 1.124 15分解硫燃烧1160.906 1.035 炉顶及炉壁散热5609.453 5.000 PbS 生成PbOSiO2893.192 0.796 剩余热16486.354 14.695 CdS 氧化成 CdO167.011 0.149 Cu2O 氧化成CuO320.932 0.286 精矿带入热800.000 0.713 空气带入热1363.240 1.215 水分带入热350.000 0.312 共计112189.052 100.000 共计112189.052 100.000 第四章第四章 沸腾焙烧主要设备选择计算沸腾焙烧主要设备选择计算4.1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：空气的密度为：1.276kg/m3；V=10*（253.5+2.620）/1.276=2007.21 m3/t； aAF 其中：A：每日需要焙烧的干精矿量，t/d；F: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；a= W操作=0.5 米/秒日）米（吨）层操作2/1 (86400tVWa=5.009 ，则取为 5.5；）（273900156.19605 . 086400日）米（吨2/日）米（吨2/取锌回收率为 94%，锌精矿含锌=44.57%A=（吨/日） ，则取 A 为 370 吨/日；648.3614457. 0*94. 0*33050000则 227.675 . 5370maAF4.2前室面积一般为 1.52.这里取 1.5.2m2m 164.3流态化床断面尺寸（米）本床前室床床13. 9227.6713. 113. 113. 1FFFD 4.4沸腾层高度据生产经验为 H层=1（米）4.5炉膛面积和直径膛床膛烟膛WFtF864001VW膛=k*W带，（k 一般取 0.3-0.55，这里取 0.3； W带一般为1.35m/s；）则 W腰=0.3*1.35=0.405 21 .91405. 08640027.67273900121.20075 . 5mF膛 ，炉腹角 取。mFD79.1013. 1膛膛204.6炉膛高度炉腹角 取201. 未扩大直筒部分，根据操作和安装方便而定，一般取 1.46。1Hm2.炉腹角 取；203. 扩大部分高度；2HmctgDDH28. 220212床膛4. 炉膛高度膛H 17 膛床膛烟FtFtVH8640013式中 t烟气在炉内必须停留的时间，秒，取 20 .s=5.5*2007.21*（1+900/273）*67.27*20/86400/91.1=8.113H膛床膛烟FtFt864001VmmHHHH85.11321膛4.7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*67.27=739.97 立方米；4.8气体分布板及风帽4.8.14.8.1 气体分布板孔眼率气体分布板孔眼率：根据经验本设计取 1.2%；4.8.24.8.2 确定炉底上风帽孔眼的总数目：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%n=1.2=1.2fWV孔眼31.2058804. 0*04. 0*14. 310)24*3600/(370*10*322.20014.9 风帽风帽数量一般可由下式计算： 个；34316/31.20588mnN4.10 沸腾冷却层面积冷却水的平均温度为 40 摄氏度）（米）水层剩冷242.16)40900(1802410*370*354.16486(ttKQF 184.11 水套中循环水的消耗量水的比热为 4.187*4.17 千卡/kg*度；排出水套的水温为：60 摄氏度；进入水套的水温：10 摄氏度；)/(43.2911)1060(*187. 410*370*354.16486)(0时公斤剩冷ttCQA4.12 风箱容积1.341.34= =88.21 立方米)800/3600*29. 6(800VV34. 1）（风风箱4.13 加料管面积W 料一般取 200-300 吨/平方米*时；）（米料料管2074. 024/210/370WGF4.14 排烟口面积）（米）（烟床烟烟烟269. 3W86400Ft1aVF 19第五章第五章 沸腾炉经济技术指标沸腾炉经济技术指标 冶金经济技术指标序号项目单位数据备注1 炉子处理量吨/日370.00 2 烧成率%80.00 3 床能力吨/米 2*日5.50 4 烟尘率%48.90 5 脱硫率%92.00 6 本床面积米67.27 7 前室面积米1.50 8 流态化床断面尺寸米9.13 9 沸腾层高度米1.00 10 炉腹角度20.00 11 炉膛扩大部分高度米2.28 12 炉膛直径米10.79 13 炉膛面积米91.10 14 炉膛未扩大部分高度米1.46 15 沸腾层高度米1.00 16 炉膛高度米11.85 17 气体分布孔眼率%1.20 18 孔眼速度米/秒10.00 19 风帽个数个3431.00 20 沸腾层冷却层面积平方米16.42 21 水套循环水消耗公斤/时2911.43 22 水套综合传热系数千卡/平方米*时*摄氏度180.00 23 沸腾层温度摄氏度900.00 24 空气系数1.25 25 风箱容积立方米88.21 26 加料管面积平方米0.07 27 排烟口面积平方米3.69 20参考资料参考资料【1】有色冶金学【2】铜铅锌冶炼设计参考资料（中册）【3】重有色冶金炉设计参考资料【4】冶金工厂设计基础今天天气很好，在外面玩的开心吧，此刻我，小 H 。 2013/01/10