 |
Расчет необходимого количества сырья и печей КС
|
|
|
|
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ В ГОД 200 ТЫС. Т ОБОЖЖЕННОГО
ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА
Количество обжигаемого сухого цинкового концентрата с учетом потерь 0,8% составляет
200000/[0,9006•(1–0,008)]=223865 т/год, или в среднем 223865/365=613,33 т/сут.
Здесь 0,9006 – выход обожженного цинкового концентрата от исходного.
Количество печей КС при числе рабочих суток в году 330 составляет 223865/(330•180)=3,77; принимаем, что в работе должны находиться 4 печи КС. Для обеспечения бесперебойной работы устанавливаем 5 печей. На передовых предприятиях печи КС отрабатывают в году до 355 суток. Тогда число печей равно 223865/(355•180)=3,5. Устанавливаем 4 печи. Но тогда при очередной остановке печей в течение 40 дней в году ритмичная работа не будет обеспечена. В этом случае следует установить для работы две печи производительностью по 310 т/сут и одну резервную. Повышение производительности печей можно обеспечить, обогащая дутье кислородом или увеличивая площадь их пода.
ОБЖИГ СУЛЬФИДНОГО ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПРИ ДУТЬЕ, ОБОГАЩЕННОМ КИСЛОРОДОМ
Требуется выполнить технологические расчеты обжига сульфидного цинкового концентрата в кипящем слое, а также основных параметров печи КС на дутье, обогащенном кислородом до 30%. Состав цинкового концентрата и его влажность принимаем по данным предыдущего примера. Производительность печи КС по сухому концентрату 270 т/сут.
Обжиг сульфидного цинкового концентрата в кипящем слое на дутье, обогащенном кислородом, позволяет существенно интенсифицировать процесс, несколько повысить долю растворимого цинка в огарке и заметно увеличить содержание SO2 в отходящих газах. При этом в огарке несколько возрастает содержание сульфатной серы.
|
|
|
Дутье обогащают кислородом до 23–31%. В данном расчете отражены основные особенности процесса и поэтому определен только состав и количество дутья и обжиговых газов, а также параметры печи и тепловой баланс.
Состав огарка, полученного в результате обжига, считаем таким же, как при обжиге на воздушном дутье.
Минералогический состав цинкового концентрата и расчет рационального состава обожженного цинкового концентрата приведены в предыдущем параграфе в разделе 32.1 и 32.2.
РАСЧЕТ РАСХОДА ДУТЬЯ
Расчет ведем на 100 кг сухого концентрата. Теоретическое количество кислорода составляет суммарно 47,81 кг, или 33,47 м3. Отсюда объем обогащенного дутья без избытка его и без учета влажности воздуха равен 33,47/0,30=111,57 м3. Количество азота в обогащенном дутье 111,57–33,47=78,10 м3.
Составляем уравнения:
общее количество дутья Х+Y=111,57 м3;
количество кислорода в нем 0.21•Х+0,95•Y=33,47 м3.
Решая уравнения, находим, что количество воздуха в дутье X=97,98 м3. В нем содержится кислорода 0,21•97,98=20,56 м3 и азота 0,79•97,98=77,42 м3.
Количество технологического кислорода в дутье равно 13,59 м3. (В каждых 100 м3 дутья содержится 87,81 м3 воздуха и 12,19 м3 технологического кислорода). В нем содержится чистого кислорода 0,95•13,59=12,91 м3 и азота 0,05•13,59=0,68 м3.
Количество влаги, вносимой воздухом, при влажности 6 г/м3 равно 97,98•6/1000=0,59 кг, или 0,59/18•22,4=0,73 м3.
Принимаем содержание кислорода в отходящих газах 5%. Это можно выразить, как и ранее, уравнением
0,3•P•100/[78,10+19,75+(9,37+0,73+0,0065•Р)+Р]=5%.
Здесь Р – количество избыточного дутья;
0,30•Р – количество избыточного кислорода в обжиговых газах;
78,10 – количество азота в обжиговых газах из теоретического количества воздуха и технического кислорода;
19,75–количество SO2 в обжиговых газах;
9,37+0,75+0,0065•Р – количество влаги из концентрата и воздуха.
Решая уравнение, находим, что Р=21,62 м3. Отсюда коэффициент избытка дутья a=(111,57+21,62)/111,57=1,194; принимаем a=1,2.
|
|
|
Теперь определяем количество и состав дутья. Количество кислорода в oбогащенном дутье 33,47•1,2=40,16 м3, или 40,16•32/22,4=57,37 кг. Количество азота в дутье 78,1•1,2=93,72 м3, или 93,72•28/22,4=117,15 кг. Практический расход дутья 40,16+93,72=133,88 м3, или 57,37+117,15=174,52 кг на 100 кг сухого концентрата, что соответствует расходу 1339 м3 на 1 т.
Количество воздуха в дутье 97,98•1,2=117,57 м3, или 151,37 кг, в нем кислорода 20,56•1,2=24,67 м3, или 35,24 кг, азота 77,42•1,2=92,9 м3, или 116,13 кг.
Количество технологического кислорода в дутье 13,59•1,2=16,31 м3, или 23,15 кг, в нем кислорода 12,91•1,2=15,49 м3, или 22,13 кг, азота 0,68•1,2=0,82 м3, или 1,02 кг.
Количество влаги, вносимой воздухом, 117,58•6/1000=0,71 кг, или 0,95 м3.
РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА И СОСТАВА ОБЖИГОВЫХ ГАЗОВ
Количество остаточного кислорода в обжиговых газах 57,37–47,81=9,46 кг, или 40,16–33,47=6,69 м3.
Количество влаги в обжиговых газах 9,37+0,95=10,32 м3, или 7,53+0,71=8,24 кг.
На основании ранее выполненных расчетов можно записать состав и количество обжиговых газов на 100 кг сухого или 107,5 влажного цинкового концентрата:
| кг | % (по массе) | м3 | % (объемн.) | |
| SO2 | 56,46 | 29,51 | 19,75 | 15,13 |
| О2 | 9,46 | 4,94 | 6,69 | 5,13 |
| N2 | 117,15 | 61,24 | 93,72 | 71,83 |
| Н2О | 8,24 | 4,31 | 10,32 | 7,91 |
| Всего | 191,31 | 100,0 | 130,48 | 100,0 |
РАСЧЕТ ПЕЧИ КС
В соответствии с ранее установленной необходимой скоростью подачи дутья для обеспечения активного барботажного кипения принимаем для расчета, как и ранее скорость 13,3 см/с. Это соответствует подаче дутья 8 м3/(м2•с), или 480м3/(м2•ч). Отсюда удельная производительность печи составляет 480•24•0,98/1339=8,5 т/(м2•сут). В нашем примере удельная производительность печи возросла в 8,5/5,4=1,5 раза.
Площадь пода печи равна 270/8,5=31,6 м2. Диаметр печи КС
=6,34 м.
Высоту кипящего слоя принимаем, как и раньше, 1,1 м. Общая высота печи Нп=7–9•Нк=9•1,1»10 м. Гидравлическое сопротивление кипящего слоя определено ранее и равно Δр=1375 мм вод. ст., что, соответствует давлению дутья на воздуходувке р=2500 мм вод. ст. Отметим, что при двухрядном расположении охлаждающих кипящий слой элементов иногда следует предусмотреть увеличение высоты слоя и, следовательно, повысить давление дутья. Расход обогащенного дутья на печь КС составляет 133,88/100•11,25•1000=15061,5 м3/ч, в том числе технологического кислорода 1835 м3/ч.
|
|
|
