沸騰爐設計指導書(共23頁)

1、XXXXXXXXXXXX學課程設計指導書（沸騰(fitng)焙燒爐）冶金(yjn)教研室編第一章 概述(i sh)一、冶金技術(jsh)專業(yè)課程設計目的： 冶金技術專業(yè)課程設計是專業(yè)基礎課、專業(yè)課教學的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。它是培養(yǎng)有色冶金專業(yè)學生理論聯(lián)系實際，初步(chb)樹立正確設計思想的重要措施，其目的是：使學生初步學會綜合運用有關基礎理論知識和專業(yè)知識，以解決具體工程技術問題，培養(yǎng)學生的初步設計能力；熟悉查閱、運用設計資料，了解有關的國家標準、規(guī)范；在進行冶金計算的基礎上，依據(jù)工廠生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗，創(chuàng)造性地進行主體設備及附屬設備的選擇計算。以求掌握冶金專業(yè)設計的一般方法和步驟，為畢業(yè)

2、設計打好基礎。二、冶金技術專業(yè)課程設計內容：（一）冶金計算： 包括物料平衡計算和熱平衡計算兩部分。要求按統(tǒng)一編號編制物相組成表、物料平衡表和熱平衡表。（二）主體設備及其附屬設備的選擇計算： 包括技術操作條件及技術經(jīng)濟指標、主要尺寸的選擇計算，并對主要技術條件、經(jīng)濟指標和主要尺寸進行簡單論證分析。（三）編寫設計說明書、繪制圖紙：1設計說明書的編寫：要求附有目錄、參考資料，其中的圖表一律要統(tǒng)一編號，標題要醒目。字跡要清楚、端正。 編寫的格式為：封面課程設計任務書目錄課程設計專題概述(課程設計目的、意義，該領域的發(fā)展概況及自己設計的合理性等)課程設計計算內容包括冶金計算及數(shù)據(jù)選擇論證（包括相應圖表）

3、、設備計算及數(shù)據(jù)選擇論證（包括相應圖表）和主體設備設計圖。2圖紙要求：設計圖紙是設計工作的重要成果，它的表達方式應當是嚴謹?shù)?、公認的，亦即是應該符合通用的和專業(yè)的制圖規(guī)范，并能準確表達設計意圖。此外，還應做到圖面簡潔清晰、布置均勻整齊、線條(xintio)粗細分明、說明通順確切、字體端正美觀。繪圖(hu t)時應注意：主體(zht)設備選用1#圖紙0#圖紙（8411189）沿長邊對裁即可繪制；圖紙應按制圖規(guī)范留出相應的圖邊、裝訂邊；標題欄必須在圖紙的右下角，其格式如機械制圖要求；圖紙上的圖形應占圖紙幅度的75%左右；凡施工中應注意事項及特殊要求，均可用“附注”在圖紙上注明。第二章 硫化鋅精礦的

4、物相成分計算一、原始成分： 1化學成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.0 2礦物的賦存形態(tài)： Zn Pb Cu Cd Fe ZnS PbS CuFeS2 CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8 MgO CaO SiO2 其他 MgCO3 CaCO3 SiO2 其他 二、計算過程： （以100Kg干精礦作計算基礎）： 1ZnS的量： Zn：100Kg 56.81%=56.81 Kg S: 56.81 Kg =56.81 Kg32.0765.39 =27.86 Kg ZnS: 5

5、6.81 Kg+27.86 Kg=84.67 Kg 2PbS： Pb：100Kg 1.25 %=1.25 Kg S：1.25 Kg =1.25 Kg32.07207.2 =0.19 Kg PbS：1.25 Kg+0.19 Kg=1.44Kg 3CuFeS2 ： Cu：100Kg 0.21 %=0.21 Kg Fe：0.21 Kgu =0.21 Kg55.8563.55 =0.18 Kg S：0.21Kgu =0.21 Kg232.0763.55 =0.21 Kg CuFeS2 ：0.21 Kg+0.18Kg+0.21 Kg =0.60Kg 4CdS ： Cd ：100Kg 0.17 %=0.1

6、7 Kg S：0.17Kg =0.17 Kg32.07112.41 =0.05Kg CdS ：0.17Kg+0.05 Kg =0.22Kg 5FeS2和Fe7S8 ： 余下(yxi)的鐵量為：4.04Kg - 0.18Kg =3.86Kg ； 余下(yxi)的硫量為：31.95Kg - （27.86 +0.19+0.21+0.05） =3.64Kg 。 設如下(rxi)的鐵、硫全部以FeS2和Fe7S8 形態(tài)存在，又，設FeS2為x Kg ，F(xiàn)e7S8為y Kg ，則有： x +y = 7.50 -(1) + = 3.86 - -(2) + = 3.64 -(3) 解之，則可得： FeS2 ：

7、4.83Kg 其中 ：Fe ：2.25Kg ，S：2.58Kg Fe7S8 ：2.67Kg 其中 ：Fe ：1.61Kg ，S：1.06Kg 6MgCO3 ： MgO ：100Kg 0.24 %=0.24 Kg CO2 ：0.24Kg0.24 =0.24Kg（12.01+216.00)/（24.31+16.00) =0.24Kg MgCO3 ：0.24Kg+0.26Kg =0.50Kg 7CaCO3 ： CaO ：100Kg 0.56 %=0.56 Kg CO2 ：0.56Kg=0.56 =0.56Kg（12.01+216.00)/（40.08+16.00) =0.44Kg CaCO3 ：0.

8、56Kg+0.44Kg =1.00Kg 8其他(qt)： 其他(qt)：3.22Kg （0.26+0.44）Kg =2.52Kg 將以上(yshng)計算結果匯編成表：表11硫化鋅干精礦的物相成分表 表11物相成分化 學 成 分 ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52

9、小計56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0第三章 硫化鋅精礦(jn kun)部分酸化沸騰焙燒計算一、硫化鋅精礦(jn kun)的原始成分：1.化學成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.0 2.礦物(kungw)的賦存形態(tài)： Zn Pb Cu Cd Fe ZnS PbS CuFeS2 CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8 MgO CaO SiO2 其他 MgCO3 CaCO3 SiO2 其他二、硫化鋅精礦的物相成分

10、：前面已經(jīng)計算，此處直接引用其結果。硫化鋅干精礦的物相成分表 表11 物相成分化 學 成 分 ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小計56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0 三、有關計算(j sun)的

11、一些假設： 1有關(yugun)指標： 焙燒過程(guchng)中：鋅金屬的直接回收率為99.5%； 脫鉛率為50%； 脫鎘率為60%； 砷、銻揮發(fā)率為65%； 空氣消耗系數(shù)為1.25。 2焙燒過程中，鋅及其他金屬氧化物有約45%進入煙塵。 3焙燒產(chǎn)出的煙塵中，以硫酸鹽形態(tài)存在的硫占總硫的2.14%，以硫化物形態(tài)存在的硫占總硫的0.5%，并全部與鋅結合；氧化鉛全部與二氧化硅結合為PbOSiO2 ；Fe2O3中，有1/3與ZnO結合成ZnOFe2O3 ；其余的金屬均以氧化物存在。 4焙燒產(chǎn)出的焙砂中，以硫酸鹽形態(tài)存在的硫占總硫的1.10%，以硫化物形態(tài)存在的硫占總硫的0.3%，并全部與鋅結合；氧

12、化鉛全部與二氧化硅結合為PbOSiO2 ；Fe2O3中，有40%與ZnO結合成ZnOFe2O3 ；其余的金屬均以氧化物存在。四、計算過程：（以100Kg干精礦作計算基礎）（一）煙塵產(chǎn)出率及其化學和物相成分的計算： 設煙塵產(chǎn)出量為 x Kg 1各化學成分的計算： Zn：56.81 Kg45%=25.5645 Kg Cd：0.17Kg 60%=0.1020 Kg Pb：1.25Kg 50%=0.6250 Kg Cu：0.21Kg 45 %=0.0945 Kg Fe：4.04 Kg45 %=1.8180 Kg MgO：0.24Kg 45%=0.1080 Kg CaO：0.56 Kg 45%=0.25

13、20 Kg SiO2：1.55Kg 45%=0.6975 Kg SS ：x Kg0.5%=0.005 x Kg SSO4 ：x Kg2.14%=0.0214 x Kg 其他(qt)：2.52Kg 45 %=1.1340 Kg 2煙塵中的物相成分(chng fn)計算： （1）ZnS的量： S：0.005 x Kg Zn：0.005 x KgMZn/MS =0.005 x Kg65.3932.07 = 0.0102 x Kg ZnS：0.005 xKg +0.01020 x Kg =0.0152 x Kg （2）ZnSO4的量： S：0.0214 x Kg Zn：0.0214 x KgMZn/M

14、S =0.0214 x Kg65.3932.07 = 0.0436 x Kg O：0.0214 x Kg4MO/MS =0.0214 x Kg416.0032.07 = 0.0427 x Kg ZnSO4：0.0214 x Kg+0.0436 x Kg+0.0427 x Kg =0.1077 x Kg （3）ZnOFe2O3的量： 煙塵(ynchn)中的Fe2O3的量為：1.8180 Kg（3MO+2MFe）/2MFe =2.600 Kg 其中：O為1.8180 Kg3MO/2MFe =0.7812 Kg 則，與鋅結合的Fe2O3的量為： 2.600 Kg1/3=0.8670 Kg 其中，O為

15、0.7812 Kg1/3=0.2604 Kg ZnOFe2O3中ZnO的量為： ZnO=0.8670 Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe） =0.4446Kg 其中，鋅為0.3572Kg，氧為0.0874Kg ZnOFe2O3的量：0.8670 Kg+0.4446 Kg =1.3116 Kg （4）余下的Fe2O3的量： 2.600 Kg 0.8670 Kg=1.7330 Kg 其中，F(xiàn)e：1.8180 Kg2/3=1.2120 Kg O ：0.7812 Kg2/3=0.5208 Kg （5）余下的ZnO的量： 余下的ZnO中： Zn：25.5645 （0.0102 x +0.0436

16、x +0.3572） =25.2073 0.0538x Kg O ：（25.2073 0.0538x）KgMO/MZn =6.1679 0.0132x Kg ZnO：25.20730.0538x+6.16790.0132x =31.37520.0670 x Kg （6）CdO： Cd：0.1020 Kg O：0.1020 KgMO/MCd =0.0145 Kg CdO：0.1020 Kg + 0.0145 Kg=0.1165 Kg （7）CuO： Cu：0.0945 Kg O：0.0945 KgMO/MCu =0.0238 Kg CuO：0.0945 Kg + 0.0238 Kg=0.1183

17、 Kg （8）PbOSiO2 ： Pb：0.6250 Kg O：0.6250 KgMO/MPb =0.0483 Kg SiO2 ：0.6250 Kg（2MO+ MSi ）/MPb =0.1812 Kg PbOSiO2 ：0.6250 Kg+ 0.0483 Kg+ 0.1812 Kg =0.8545 Kg （9）余下(yxi)的SiO2 ： 0.6975 Kg 0.1812 Kg =0.5163 Kg （10）CaO： CaO：0.2520 Kg （11）MgO： MgO：0.1080 Kg （12）其他(qt)： 其他(qt)：1.1340 Kg 由以上的計算結果，根據(jù)物料平衡關系，可知： x

18、 = （0.0152 x +0.1077 x + 1.3116+1.7330 +31.37520.0670 x +0.1165+ +0.1183+0.8545+0.5163+0.2520+0.1080+1.1340) 解之，可得x= 39.740 Kg 。 由以上的計算結果，即可求出： 1.ZnS的量： S：0.199 Kg Zn： 0.405 Kg ZnS：0.604 Kg 2.ZnSO4的量： S：0.850 Kg Zn：1.733 Kg O：1.697Kg ZnSO4：4.280 Kg 3.余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：23.069 Kg O ：5.64

19、3 Kg ZnO：28.712 Kg 將以上(yshng)的計算結果匯編成表：表12煙塵物相成分表 表12 物相組成化 學 成 分ZnPbCuCdFeSCaOMgOSiO2O其他ZnO23.0695.64328.712ZnOFe2O30.3570.6070.3481.312ZnS0.4050.1990.604ZnSO41.7330.8501.6974.280PbOSiO20.6250.1810.0480.854CuO0.0940.0240.118CdO0.1020.0140.116Fe2O31.2120.5211.733CaO0.2520.252MgO0.1080.108SiO20.5160.

20、516其他1.1341.134小計25.5640.6250.0940.1021.8181.0490.2520.1080.6978.2951.13439.740 %64.331.570.240.264.572.640.630.271.7520.872.8599.98（二）焙砂產(chǎn)出率及其化學和物相成分的計算： 設焙砂產(chǎn)出量為 y Kg 1各化學成分的計算(j sun)： Zn：56.81 Kg55%=31.246 Kg Cd：0.17Kg 40%=0.068 Kg Pb：1.25Kg 50%=0.625 Kg Cu：0.21Kg 55 %=0.116 Kg Fe：4.04 Kg55%=2.222

21、Kg MgO：0.24Kg 55%=0.132 Kg CaO：0.56 Kg 55%=0.308 Kg SiO2：1.55Kg 55%=0.852 Kg SS ：y Kg0.3%=0.003y Kg SSO4 ：y Kg1.10%=0.0110y Kg 其他(qt)：2.52Kg 55%=1.386 Kg 2焙砂中的物相成分(chng fn)計算： （1）ZnS的量： S：0.003y Kg Zn：0.003y KgMZn/MS =0.003y Kg65.3932.07 = 0.0061y Kg ZnS：0.003yKg +0.0061 Kg =0.0091y Kg （2）ZnSO4的量： S

22、：0.011y Kg Zn：0.011y KgMZn/MS =0.011y Kg65.3932.07 = 0.0224y Kg O：0.011y Kg4MO/MS =0.011y Kg416.0032.07 = 0.0220y Kg ZnSO4：0.011y Kg+0.0224y Kg+0.0220y Kg =0.0554y Kg （3）ZnOFe2O3的量： 焙砂中的Fe2O3的量為：2.2220 Kg（3MO+2MFe）/2MFe =3.1770 Kg 其中：O為2.2220 Kg3MO/2MFe =0.955 Kg 則，與鋅結合的Fe2O3的量為： 3.177 Kg40% =1.271

23、Kg 其中，O為0.955 Kg40% =0.382 Kg ZnOFe2O3中ZnO的量為： ZnO=1.271 Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe） =0.647Kg 其中，鋅為0.520Kg，氧為0.127Kg ZnOFe2O3的量：1.271 Kg+0.647 Kg =1.918 Kg （4）余下的Fe2O3的量： 3.177 Kg 1.271 Kg=1.906 Kg 其中(qzhng)，F(xiàn)e：1.333 Kg O ：0.573 Kg （5）余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：31.246 （0.0061y +0.0224y +0.520） =30.72

24、6 0.0285y Kg O ：（30.726 0.0285y）KgMO/MZn =7.518 0.0070y Kg ZnO：（30.726 0.0285y）+（7.518 0.0070y） =38.2440.0355y Kg （6）CdO： Cd：0.068 Kg O：0.068 KgMO/MCd =0.010 Kg CdO：0.068 Kg + 0.010 Kg=0.078 Kg （7）CuO： Cu：0.116 Kg O：0.116 KgMO/MCu =0.029 Kg CuO：0.116 Kg + 0.029 Kg=0.145 Kg （8）PbOSiO2 ： Pb：0.625 Kg O

25、：0.625 KgMO/MPb =0.048 Kg SiO2 ：0.625 Kg（2MO+ MSi ）/MPb =0.181 Kg PbOSiO2 ：0.625 Kg+ 0.048 Kg+ 0.181 Kg =0.854 Kg （9）余下的SiO2 ： 0.852 Kg 0.181 Kg =0.671 Kg （10）CaO： CaO：0.308 Kg （11）MgO： MgO：0.132 Kg （12）其他： 其他：1.386 Kg由以上的計算結果，根據(jù)物料平衡關系，可知： y =（0.0091y+0.0554y+1.918+1.906+38.2440.0355y+0.078+0.145+0.

26、854 +0.671+0.308+0.132+1.386）解之，可得y= 47.005 Kg 。由以上的計算結果，即可求出： ZnS的量： S：0.141 Kg Zn： 0.287 Kg ZnS：0.428 Kg ZnSO4的量： S：0.517 Kg Zn：1.053 Kg O：1.034 Kg ZnSO4：2.604 Kg 余下(yxi)的ZnO的量： 余下(yxi)的ZnO中： Zn：29.386 Kg O ：7.189 Kg ZnO：36.575 Kg 將以上(yshng)的計算結果匯編成表：表13焙砂的物相成分表 表13 物相組成化 學 成 分ZnPbCuCdFeSCaOMgOSiO

27、2O其他ZnO29.3867.18936.575ZnOFe2O30.5200.8990.5091.918ZnS0.2870.1410.428ZnSO41.0530.5171.0342.604PbOSiO20.6250.1810.0480.854CuO0.1160.0290.145CdO0.0680.0100.078Fe2O31.3330.5731.906CaO0.3080.308MgO0.1320.132SiO20.6710.671其他1.3861.386小計31.2460.6250.1160.0682.2220.6580.3080.1320.8529.3921.38647.005%66.47

28、1.330.250.144.731.400.660.281.8119.982.95100.0四、煙氣(yn q)成分與煙氣量的計算： 1精礦中的硫被氧化(ynghu)而進入煙氣所需要的氧量計算： （1）精礦(jn kun)中的硫量為：31.95 Kg （2）焙砂中的硫量為：0.199 Kg+0.850 Kg+0.141 Kg+0.517 Kg =1.707 Kg （3）被氧化進入氣相中的硫為：31.95 Kg 1.707 Kg =30.243 Kg （4）假若有95%的硫被氧化成SO2 ，5%的硫被氧化成SO3 ，則： 被氧化成SO2的硫量為：30.243 Kg95%=28.731 Kg 被氧

29、化成SO3的硫量為：30.243 Kg5%=1.512 Kg （5）氧化成SO2需氧量： 28.731 Kg2MO/ MS =28.731 Kg216.0032.07 =28.668 Kg （6）氧化成SO2需氧量： 1.512 Kg3MO/ MS =1.512 Kg316.0032.07 =2.263 Kg 2焙燒礦中，氧化物和硫酸鹽的含氧量為： 8.295 Kg+9.392 Kg=17.687 Kg 3精礦焙燒總耗氧量為： 28.668 Kg+2.263 Kg+17.687 Kg=48.618 Kg 4理論消耗空氣量： 空氣中，N2的重量百分比為77%，體積百分比為79% ；O2的重量百分

30、比為23%，體積百分比為21% 。因此，理論消耗空氣量為： 48.618 Kg23 % =211.383 Kg 其中，含N2： 211.383 Kg77%=162.765 Kg 含O2： 211.383 Kg23%=48.618 Kg 5實際消耗空氣量： 酸化焙燒的空氣消耗系數(shù)一般為n=1.2 1.3,現(xiàn)取1.25,則，實際消耗空氣量為： 211.383 Kg1.25=264.229 Kg 體積為： 264.229 Kg1.293 Kg/NM3 =204.353 NM3 其中，含N2： 264.229Kg77%=203.456 Kg 體積為：204.353 M3 79%=161.439 M3

31、含O2： 264.229 Kg23%=60.773 Kg 體積(tj)為：204.353M3 21%=42.914 M3 6煙氣(yn q)量及其組成： 假設(jish)精礦含水為9%（一般為69%），則每100 Kg干精礦中的水量為100 Kg9（1009） = 9.890 Kg 。又，假設空氣的平均溫度為24，相對濕度為70%，則每M3干空氣含水量為：24.410-3Kg/ M370%=17.110-3Kg/ M3 。 （1）煙氣中的水量： 9.890 Kg+204.353 M3 17.110-3Kg/ M3 =13.384 Kg 體積為：13.384 Kg22.4 M3/Kmol18.0

32、2 Kg/ Kmol =16.637 M3 （2）煙氣中的SO2量： 28.731 Kg（2MO+ MS ）/ MS =28.731 Kg（216.00+32.07）32.07 =57.399 Kg 體積為：57.399Kg22.4 M3/Kmol64.07 Kg/ Kmol =20.068M3 （3）煙氣中的SO3量： 1.512 Kg（3MO+ MS ）/ MS =1.512 Kg（316.00+32.07）32.07 =3.775 Kg 體積為：3.775 Kg22.4 M3/Kmol80.07 Kg/ Kmol =1.056 M3 （4）煙氣中的N2量： 264.229 Kg77%=2

33、03.456 Kg 體積為：204.353 M3 79%=161.439 M3 （5）煙氣中的O2量： 60.773 Kg（1.251）=15.193 Kg 體積為：42.914 M3 （1.251）=10.728 M3 將以上計算結果匯編成表：見表1-5 硫酸化沸騰焙燒煙氣成分表 表1-5成 分 N2 O2 H2O SO2 SO3 質量（Kg）203.45615.19313.38457.3993.775293.207體積（M3）161.43910.72816.63720.0681.056209.928體積百分數(shù)（%）76.905.107.929.560.5099.98五、沸騰焙燒的熱平衡計算

34、：1熱收入部分：（1）精礦帶入熱Q1：設精礦的入爐溫度為40，精礦的比熱為0.85KJ/Kg，則：Q1=0.85KJ/Kg100 Kg40=3400 KJ（2）精礦(jn kun)中水份帶入熱Q2：水的比熱(br)為：4.187KJ/Kg，精礦(jn kun)帶入水9.890 Kg，則：Q2=4.187KJ/Kg9.890 Kg40=1656. KJ空氣帶入熱Q3：設車間平均氣溫為24，其比熱是1.0KJ/NM3,焙燒所需空氣量為：204.340 NM3 ，則：Q3=1.0KJ/NM3204.340 NM324= 4904KJZnS氧化放熱Q4： ZnS + O2 = ZnO + SO2 +4

35、52.2KJ/mol-ZnSQ4=452.2KJ/mol(23.069+0.357+29.386+0.520) Kg97.4 Kg/Kmol =452.2KJ/mol815.5 mol=368757 KJZnS酸化放熱Q5：ZnS + 2O2 = ZnSO4 + 774.2KJ/mol- ZnSO4 Q5=774.2 KJ/mol(3.027+4.082) Kg161.4Kg/Kmol=774.2KJ/mol44.0 mol= 34100KJZnOFe2O3生成熱Q6：ZnO + Fe2O3 = ZnOFe2O3 +114.2 KJ/mol-ZnOQ6=114.2 KJ/mol(0.445+0

36、.647) Kg81.4Kg/Kmo=114.2KJ/mol13.42 mol= 1532KJ（7）FeS2氧化放熱Q7：4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3307.9KJ/mol- FeS2Q7=3307.9KJ4.83 Kg4119.8Kg/Kmol =33341 KJ （8）Fe7S8氧化放熱和CuFeS2氧化放熱Q8：Fe7S8=7FeS + S2 (1)2CuFeS2= 2FeS +Cu2S + S2 (2)由Fe7S8分解產(chǎn)出的FeS為:2.67 Kg=2.54 Kg由Fe7S8分解產(chǎn)出的S為:2.67 Kg=0.13 Kg由CuFeS2分解產(chǎn)出的FeS

37、為:0.60 Kg=0.29 Kg由CuFeS2分解產(chǎn)出的Cu2S為:0.60 Kg= 0.26Kg由CuFeS2分解(fnji)產(chǎn)出的S為:0.60 Kg=0.05 Kg則，F(xiàn)eS共為:2.54 Kg+0.29 Kg=2.83 KgS共為:0.13 Kg+0.05 Kg=0.18 Kg2FeS + 3O2 = Fe2O3 +2SO2 + 1226KJ/mol- FeS分解(fnji)的FeS氧化(ynghu)放熱為：Q8-1=1226KJ2.83 Kg287.91Kg/Kmol =19734 KJ Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2 + 533.3KJ/mol- Cu2S分解的C

38、u2S氧化放熱為：Q8-2=533.3KJ0.26 Kg159.2Kg/Kmol =871 KJ S2 + O2 = SO2 + 296.7KJ/mol-S分解的S2氧化放熱為：Q8-3=296.7KJ0.18 Kg(32.062)Kg/Kmol =1666 KJ Q8=19734 KJ+ 871KJ+1666 KJ =22271KJ （9）PbS氧化放熱Q9：PbS + 1O2 + SiO2 = PbOSiO2 + SO2 + 44.8KJ/mol- PbSQ9=44.8KJ1.44 Kg239.3Kg/Kmol=270 KJ（10）CdS氧化放熱Q10： CdS + 1O2 = CdO +

39、 SO2 + 413.4KJ/mol- CdSQ10=413.4KJ0.22 Kg144.5Kg/Kmol =630 KJ熱收入共計為：Q收入=Qi=552792 KJ2.熱支出部分：焙砂帶走物理(wl)熱Q1：焙砂的比熱(br)為：0.86 KJ/Kg，焙砂產(chǎn)出量為47.005 Kg，則：Q1=0.86 KJ/Kg47.005 Kg850=34361 KJ煙塵(ynchn)帶走物理熱Q2：煙塵的比熱為：0.83KJ/Kg，煙塵產(chǎn)出量為39.740 Kg，則：Q2=0.83 KJ/Kg39.740 Kg900=29686 KJ煙氣帶走物理熱Q3：由煙氣成分及其溫度查知其比熱為1.492 KJ/

40、NM3，煙氣量為209.928NM3 ，則：Q3=1.492 KJ/NM3209.928 NM3 900=281891 KJ水份蒸發(fā)吸熱Q4：精礦中帶入水分為9.890 Kg，則其蒸發(fā)吸熱為：9.890 Kg4.187KJ/Kg（10040）+2256 KJ/Kg= 24796 KJ（5）離解反應吸熱Q5：碳酸鹽離解吸熱：每千克CaCO3 分解吸熱為1582KJ，每千克MgCO3 分解吸熱為1314KJ 。則： Q51=1582KJ1.00 Kg+1314KJ0.50 Kg= 2239KJ復雜硫化物離解吸熱：可按其他有關資料求出，也可按經(jīng)驗即每分解產(chǎn)物中含1千克鐵則吸熱929KJ，則：Q52=

41、929KJ/Kg(0.18+1.61) Kg =1663KJQ5= Q51+ Q52=2239KJ +1663KJ=3902KJ（6）爐體散熱Q6：爐體散熱可按爐子的具體尺寸及表面溫度等條件計算。按工廠實踐，爐體散熱損失約為熱收入的2.55.5%。按5%計，則爐體散熱為：Q6=5%Q收入=5%552792KJ=27640KJ剩余熱Q7：Q7= Q收入 Qi =552792 KJ(34326 +28315+281844 +24796 +3902+27640)KJ=151969KJ熱支出共計為：Q支出=Qi =552792 KJ將上述計算結果按編號列成熱平衡表：見表1-7 硫化鋅精礦沸騰焙燒熱平衡

42、表 表17 熱收入 熱支出 項目名稱 KJ 項目名稱KJ精礦帶入熱Q134000.62焙砂帶走物理熱Q1343266.21精礦中水份帶入熱Q21656.0.30煙塵帶走物理熱Q2283155.12空氣帶入熱Q349040.89煙氣帶走物理熱Q328184450.98ZnS氧化放熱Q445068881.53水份蒸發(fā)吸熱Q4247964.49ZnS酸化放熱Q5341006.17離解反應吸熱Q539020.71ZnOFe2O3生成熱Q615320.28爐體散熱Q6276405.00FeS2氧化放熱Q7333416.03剩余熱Q715196927.49Fe7S8氧化放熱和CuFeS2氧化放熱Q8222

43、714.03 =SUM(ABOVE) 100PbS氧化放熱Q92700.05CdS氧化放熱Q106300.11小計： =SUM(ABOVE) 552792 =SUM(ABOVE) 100.01 =SUM(ABOVE) 552792100 第四章 沸騰焙燒(bi sho)設備的計算主體(zht)設備的計算：沸騰(fitng)焙燒的主體設備是沸騰焙燒爐。按其橫斷面形狀分，可有矩形爐與圓形爐；圓形爐按其剖面形狀來分，可有向上擴大的魯奇（V.M）爐和直筒形的道爾（Dorr）爐；按其有無前室，可分為前室爐和無前室爐。一般，硫化鋅精礦的沸騰焙燒多采用圓形爐。1爐床面積F爐床 的計算： F爐床 =其中：F爐

44、床 為爐床面積，m2 ；A 為爐子每天處理的精礦干量，t/d ； a 為爐子的單位面積生產(chǎn)率（床能率），t/( m2d) 。2.前室面積F前室 的計算： F前床 =（5%20%）F爐床前室面積F前床 一般不大于2m2 。若按5%計算時前室面積大于2m2，則不必再設立前室。3.本床面積F本床及本床直徑d本床的計算： F本床 = F爐床 F前床 =d2本床d本床 = (m) 4.沸騰(fitng)層高度H沸騰(fitng)的選取(xunq)：沸騰層高度H沸騰，是指從爐床底至排料口上緣的距離。沸騰層高度H沸騰的大小，對硫化鋅精礦焙燒一般為0.91.3m。風壓高、爐子大、且采用向上擴大形的爐子，可取較

45、大值；否則，取小值。也可按下式計算： H沸騰=（1.21.5） (m) 或H沸騰= (m) 其中：a為床能力，t/( m2d) ； 為從溢流口處溢出的產(chǎn)物占加料量（干量）之比； 為物料在沸騰層內必須的停留時間，h； 為沸騰層內的孔隙度； 為加入的物料顆粒密度（即鋅精礦的真密度），Kg/m3。通常前式用于選取計算（估算），后式用于核算。5.爐膛空間體積V爐膛 的確定：對于鋅的酸化焙燒，一般取V爐膛 =（1012）F本床 ；對于鋅的氧化焙燒，一般取V爐膛 =（1518）F本床 。6.爐膛面積F爐膛 與爐膛直徑D爐膛的計算： 一般，可按F爐膛 / F本床 =1.71.9計算，也可按下式計算：F爐膛

46、= m2來計算。其中，a ：床能力，t/( m2d) ；V煙：每噸干精礦焙燒時產(chǎn)煙氣量，Nm3/t ；：氣體體積常數(shù)，1/273 ；t爐膛：爐膛溫度， ；W爐膛：爐膛氣流速度，m/s ； 爐膛直徑D爐膛的計算可按：D爐膛 = （m）計算。7.爐膛有效高度H爐膛 的計算：爐膛(ltng)有效高度H爐膛(ltng) ,是指從沸騰層上緣至排煙口中心的距離?？砂礋焿m在爐膛內必須(bx)的停留時間來計算：H爐膛 = （m）其中，煙塵為煙塵在爐膛內必須的停留時間，秒。對鋅精礦的酸化焙燒，煙塵=1520秒；對鋅精礦的氧化焙燒，煙塵=2025秒。8.沸騰爐直升段H直升的高度：沸騰爐直升段H直升的高度，是指從排

47、料口上緣至擴張拐點的距離。應由結構決定，主要考慮溢流（排料）口及前室砌筑是否便利。一般，H直升取1.5m左右。9.騰爐擴張段H擴張的高度：為防止積灰，擴張角一般在1520，不能大于20。因此：H擴張=10.排煙口的面積F排煙 的計算： F排煙 = m2其中，t煙氣 為煙氣的溫度，；W排煙為煙氣的實際排出速度，m/s。11.爐底風帽的計算：爐底風帽的排列，圓形爐通常是中心采用等邊三角形排列，邊距為150200mm；在中心周圍則采用同心圓排列，同心圓距離為170200mm，每一同心圓上的風帽中心距為150200mm。風帽上通孔總面積與爐床面積之比，稱為孔眼率，以b孔眼表示。一般，b孔眼=0.91.2%。（1）確定爐底風帽孔眼的總數(shù)目n：n=1.2其中，V：為鼓入沸騰爐內的實際空