沸腾炉的设计年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计

江西理工大学课程设计

音问久疏，唯愿一切康适。

沸腾焙烧炉设计

题目年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计专业冶金工程

班级冶金093

姓名华仔

学号31

指导教师万林生

- 1 -

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毕业设计任务 (1)

第二章工艺流程的选择与论证 (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)

第三章物料衡算及热平衡计算 (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 (9)

3.2.1热收入 (9)

3.2.2热支出 (12)

第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (13)

4.1床面积 (13)

4.2前室面积 (14)

4.3炉膛面积和直径 (13)

4.4炉膛高度 (14)

4.5气体分布板及风帽 (15)

4.5.1气体分布板孔眼率 (15)

4.5.2风帽 (15)

4.6沸腾冷却层面积 (15)

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)

- I -

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。

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

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MeO·Fe2O3，MeO·SiO2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。

① 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 1～3m/s 范围内。一般浮选矿的焙烧强度为15～20t/(d m ?)；对于通过3×3mm 的筛孔的破碎块矿，焙烧强度为30t/(d m ?)。

② 沸腾层高度 即炉内排渣溢流堰离风帽的高度，一般为0.9～1.5m 。

③ 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1070～

1100℃,而硫酸化焙烧为900～930℃；硫铁矿的氧化焙烧温度为850～950℃。

④ 炉气成分 硫铁矿氧化焙烧时，炉气中二氧化硫13％～13.5％，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:①焙烧强度高；②矿渣残硫低；③可以焙烧低品位矿；④炉气中二氧化硫浓度高、三氧化硫含量少；⑤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35％～45％是通过沸腾层中的冷却管获得；⑥炉床温度均匀；⑦结构简单，无转动部件，且投资省，维修费用少；⑧操作人员少，自动化程度高，操作费用低；⑨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

3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算

3.1.1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 、87S Fe 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 ：kg 0

2.744.654

.977.49=? 其中Zn ：49.7kg S ：24.32kg

2.CdS 量：kg 28.04

.1124.14422.0=? 其中 Cd ：0.22kg S ：0.06kg 3.PbS 量：

kg

60.12

.2072

.23939.1=? 其中：Pb ：1.39kg S ：0.21kg

4.2CuFeS 量：

kg

81.05

.6335

.18328.0=? 其中：Cu ：0.28kg Fe ：0.25kg S ：0.28kg

5. 2FeS 和87S Fe 量：除去2CuFeS 中Fe 的含量，余下的Fe 为8.22kg 0.25-8.47=，除去ZnS 、CdS 、PbS 、2CuFeS 中S 的含量，余下的S 量为Kg 74.5)28.021.00

6.032.24(61.30=+++-。此S 量全部分布在2FeS 和87S Fe 中，设2FeS 中Fe 为x kg ，S 量为y kg ，则

872S Fe FeS

?????

?

??-=

?-?=83274.57

85.5522.82

3285.55y

x y x

解得：x =0.72kg ，y =0.83kg 即2FeS 中：Fe=0.72kg 、S=0.83kg 、2FeS =1.55kg 。

87S Fe 中：Fe ：8.22-0.72=7.5kg

S ：5.74-0.83=4.91kg 87S Fe ：12.41kg 6. 3CaCO 量：kg 87.11.561

.10005.1=? 其中CaO ：1.05kg 2CO ：0.82kg 7. 3MgCO 量：

kg

75.03

.403

.8436.0=? 其中MgO ：0.36kg 2CO ：0.39kg

表3-1 混合精矿物相组成，kg

3.1.2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 kg 856.2348.007.49=? Cd kg 132.060.022.0=? Pb kg 695.050.039.1=? Cu kg 14.050.028.0=? Fe kg 235.450.047.8=? CaO kg 525.0.050.005.1=? MgO kg 18.050.036.0=?

2SiO kg 605.250.021.5=?

s S 0.761x kg

4

SO S 0.942x kg

其他 kg 355.150.071.2=? 各组分化合物进入烟尘的数量为： 1.ZnS 量：

xkg

316.232

4.97761.0=? 其中：Zn 1.555kg S 0.761kg

2.4ZnSO 量：

kg

751.432

4

.161942.0=? 其中：Zn 1.925kg S 0.942kg O 1.884kg

3．32O Fe ZnO ?量：烟尘中Fe 先生成32O Fe ，其量为：kg

055.67

.1117

.159235.4=?，32O Fe 有3

1与ZnO 结合成32O Fe ZnO ?，其量为：kg

018.23

1055.6=?

。

32O Fe ZnO ?量为

kg

046.37

.1591

.241018.2=? 其中：Zn 0.82kg Fe 1.411kg O 0.815kg

余下的32O Fe 的量：6.055-2.018=4.037kg 其中：Fe 2.824 kg O 1.213kg 4.ZnO 量：Zn 23.856-（1.555+1.925+0.82）=19.556kg ZnO kg

34.244

.654

.81556.19=? O 24.34-19.556=4.784kg

5.CdO 量：kg

151.04.1124

.128132.0=? 其中：Cd 0.132kg O 0.019kg

6.CuO 量：

kg

175.0.05

.635

.7914.0=? 其中：Cu 0.14kg O 0.035kg

7.2SiO PbO ?量：PbO ，

kg

749.02

.2072

.223695.0=? 其中：Pb 0.695kg O 0.054kg 与PbO 结合的2SiO 量：

kg

201.0.02

.22360749.0=?

剩余的2SiO 量：2.605-0.201=2.404kg

表3-2烟尘产出率及其化学和物相组成，kg

3.1.3焙砂产出率及其化学与物相组成计算

焙砂中S SO4取1.10%，S S 取0.4%，S SO4和S S 全部与Zn 结合；PbO 与SiO 2结合成 PbO ˙SiO 2；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：4

SO S 量：0.484kg ,S S 量：0.176kg

1.4ZnSO 量：

kg

441.232

4

.161484.0=?

其中：Zn 0.989Kg O 0.968Kg 2.ZnS 量：

kg

536.032

4

.97176.0=?

其中：Zn 0.36kg S 0.176kg

3.32O Fe ZnO ?量：焙砂中Fe 先生成32O Fe ，其量为

kg

055.67

.1117

.159235.4=?，32O Fe 有40%与

ZnO 结合成32O Fe ZnO ?，其量为kg 422.24.0055.6=?。

32O Fe ZnO ?量：

kg

66.37

.1591

.241422.2=?

其中：Zn 0.99kg Fe 1.7kg O 0.97kg

余下的32O Fe 量：kg 633.3422.2055.6=- 其中：Fe 2.535kg O1.098kg

4.ZnO 量：Zn kg 50

5.23)99.03

6.0989.0(844.25=++- ZnO kg

26.294

.654

.81505.23=?

5.CdO 量：

kg

1.04

.1124

.128088.0=?

其中：Cd 0.088kg O 0.012kg 以上计算结果列于下表

表3-3焙砂的物相组成，kg

3.1.4焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算

3.1.

4.1焙烧矿脱硫率计算

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：30.61-2.363=28.247kg 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：22SO O S =+

kg

834.2632

3295.0247.28=?

?

生成3SO 需要的2O 量为：322

3SO O S =+

kg

119.232

4805.0247.28=?

?

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：

kg

644.46691.17119.2834.26=++

空气中氧的质量百分比为23%，则需理论空气量为：

kg

8.20223

100

644.46=?

过剩空气系数可取1.25～1.30，本文取1.25，则实际需要空气量为：

kg

253.51.25202.8=?

空气中各组分的质量百分比为2N 77%，2O 23%，鼓入267.419kg 空气，其中：

2N kg 195.195%775.253=? 2O kg 305.58%235.253=?

标准状况下，空气密度为1.2933m kg ，实际需要空气之体积为：

kg

056.196293

.15.253=

空气中，2N 和2O 的体积百分比为79%、21%,则： 2N kg 844.154%79056.196=? 2O kg 172.41%21056.196=?

3.1.

4.2焙烧炉排出烟量和组成 1.焙烧过程中产出 2SO kg

669.5332

64%95247.28=??

3SO kg

531.332

80%5247.28=?

?

2.过剩的2O 量：kg 641.11600.46305.58=-

3.鼓入空气带入的2N 量：kg 803.196

4.3CaCO 和3MgCO 分解产2CO 量：0.82+0.39=1.21kg

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

kg

696.8%1008

1008=?-。

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34%，年平均气温5C ，换算成此条件下空气需要量为：

3

06.21015

.273515.27388650

101325056.196m

=+?

?

空气的饱和含水量为0.01623m kg ，带入水分量为：

kg

620.277.00162.006.210=??

带入水分总量为：kg 316.11620.2696.8=+或3

082.1418

4

.22316.11m

=?

以上计算结果列于下表

按以上计算结果编制的物料平衡表如下：（未计机械损失）

3.2热平衡计算

3.2.1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Q 1

ZnS+1

2

1O 2=ZnO+SO 2+105930千卡

生成ZnO 的ZnS 量：()99.0505.2382.0556.19+++ kg

826.664

.654.97=?

Q 1=

千卡

67.726784

.97826

.66105930=?

2.硫化锌按下式反应硫酸氧化放出热量O 2

ZnS+2O 2=ZnSO 4+185050千卡 生成ZnSO 4的ZnS 量:()kg

34.44

.654.97989.0925.1=?+

Q 2=千卡

82464

.9734.4185050=?

3.ZnO 和Fe 2O 3按下式反应生成ZnO.Fe 2O 3放出的热量Q 3: ZnO+ Fe 2O 3= ZnO.Fe 2O 3+27300千卡 生成ZnO.Fe 2O 3的ZnO 量

()kg

253.24

.654.8199.082

.0=?

+

Q 3=

千卡

55.7554

.81253

.227300=?

4.FeS 2按下式反应氧化放出热量Q 4 4FeS 2+11O 2=2 Fe 2O 3+8 SO 2+790600千卡 Q 4=

千卡

2.25564

.47955

.1790600=?

5.FeS 按下式反应氧化放出热量Q 5 2FeS+3

2

1O 2= Fe 2O 3+2 SO 2+293010千卡

Fe 7S 8分解得到FeS 量：千卡11808

791.45.7=?

+ CuFeS 2分解得到FeS 量:千卡

39.02

128.025.0=?+

Q 5=

千卡

9.328.285

.87219

.12293010=??

6.CuFeS 2和Fe 7S 8分解得到硫燃烧放出热量Q 6 CuFeS 2= Cu S 2+FeS+2

1S 2

分解出S 量：千卡

071.08.3663281.0=?

Fe 7S 8=7FeS+

2

1

S 2

分解出S 量：

千卡

614.095

.6463241.12=?

1kg 硫燃烧放出的热量为2222千卡则： Q 6=()千卡07.152********.0071.0=?+ 7.PbS 按下式反应放出热量Q 7 PbS+1

2

1O 2=PbO+SO 2+100690千卡

PbS+SiO 2= PbO ˙SiO 2+2030千卡 生成PbS 放出热量：

千卡

512.6732

.23960

.1100690=?

生成PbO ˙SiO 2量：kg 9.195.095.0=+ 生成PbO ˙SiO 2放出热量：

千卡

61.133

.2839.12030=?

Q 7=673.512+13.61=689.412千卡 8.CdS 按下式反应放出热量Q 8 CdS+

2

1O 2=CdO+SO 2+98800千卡

生成CdO 的CdS 量：kg

28.04

.1124.14422.0=?

Q 8 =

千卡

38.1934

.14428

.098800=?

9.Cu 2S 按下式反应氧化放出热量Q 9 Cu 2S+2 O 2= 2CuO+ SO 2+127470千卡 生成CuO 的Cu 2S 量：kg

35.01

.1271.15928.0=?

Q 9=

千卡

815.2801

.15935

.0127470=?

10.锌精矿带入热量Q 10

进入流态化焙烧炉的精矿温度为40C ,精矿比热取0.2()C kg

?千卡

Q 10=千卡8002.040100=?? 11.空气带入热量为Q 11 空气比热取0.316()

C

m

?3千卡

,空气温度为20C ,

Q 11=千卡6.1327316.02006.210=??

12.入炉精矿含水分8.696kg ,水分比热取1.0()C kg

?千卡，100kg 精矿中的水分带入热量Q

12

Q 12=千卡3500.140696.8=?? 热量总收入：

Q 总收入=Q 1+O 2+Q 3+Q 4+Q 5+Q 6+Q 7+Q 8+Q 9+Q 10+Q 11+Q 12+Q 13 =72679+8246+756+2556+20329+1522+689+193+280+800+1328+350 =109724千卡

3.2.2热支出

1.烟气带走量为Q 烟

炉顶烟气9000

C,各比分比热为(()C

m

?3千卡

)：

SO 2 SO 3 C O 2 N 2 O 2 H 2O 0.529 0.55 0.521 0.333 0.350 0.403

千卡

烟64403900)403.0082.14350.0149.8333.0845.156521.0616.055.099.0529.0784.18(=??+?+?+?+?+?=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0.20()C kg

?千卡

Q 烟尘=44.23×900×0.2=7961.4千卡 3.焙沙带走的热量为Q 焙

由炉中出来的焙沙温度为850C ，其比热为0.20()C kg

?千卡

Q 焙=45.214×900×0.2=7961.4千卡 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Ⅰ CaCO 3分解吸热378()

kg 千卡

, Mg CO 3分解吸热314()kg 千卡

Q 分Ⅰ=千卡36.94275.031457.4378=?+? 6.Cu FeS 2和Fe 7S 8分解吸收的热量为Q 分Ⅱ

Q 分Ⅱ=()千卡5.17202225.725.0=?+ 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2.3～5.5%，取5.0%

Q 散=Q 总吸收?5.0%=109714?0.05=5486.2千卡 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Ⅰ+Q 分Ⅱ+Q 散） =109724-（64403+7961+7686+5350+942+1720+5486） =16073千卡 计算结果列于下表

第四章 沸腾焙烧炉的选型计算

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：

a

A F =

a=

日）米（吨）

层操作

?+2

/1(86400t V W β W

操作

=0.5米/秒

a=

）

（273

900156.19605.086400+

??=5.1 日）米（吨?2/

A=

497.0*94.0*33060000

=389.18（吨/日）

则 2

3.761

.518.389m a A F ===

4.2前室面积

一般为1.5～22m .这里取22m .

（米）本床前室床床74.93.7413.113

.113

.1===-=F F F D

沸腾层高度据生产经验为H 层=1（米）

4.3炉膛面积和直径

()膛

床

膛烟膛W F t F 864001V ?+?=

βα

()2

88.11932

.0864003

.7627390017.19941.5m

F =??+??=

膛

m F D 639.1113.1=?=膛膛

炉腹角ф取 20。

4.4炉膛高度

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

()m ctg D D

H 019.4202

12=?-=

床膛

3. 炉膛高度膛H ()膛

床膛烟F t

F t V H ???+?=

8640013βα

式中t —烟气在炉内必须停留的时间，秒，取20s .

3H =

()膛

床膛烟F t

F t 864001V ??+?βα=6.16m

m H H H H 639.11321=++=膛

4.5气体分布板及风帽

4.5.1气体分布板孔眼率

1.确定炉底上风帽孔眼的总数目：

n=1.2

f

W V 孔眼=1.200005

.01083.8??

=21000

%38.1%5.782

=+??=

前室

本床孔孔F F n b d

4.5.2风帽

风帽数量一般可由下式计算： 3500

m n ==

N

4.6沸腾冷却层面积

）

（米）水层

剩冷2

13.17860

1802418.38916073(=???=-=

t t K Q F 4.7水套中循环水的消耗量)/(3.4328)

(0时公斤剩冷=-=

t t C Q A

4.8风箱容积

）

（米）

（

风风箱3

34

.1139800

V V == 4.9加料管面积

）

（米料

料管2

081.0W G F ==

4.10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：

（毫米））

（

料

排料溢578G 50023

.0==r B

4.11排烟口面积

）（米）（烟

床

烟烟烟2

86.3W 86400F t 1aV F =+=

β

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

【5】恭喜你这专业也打酱油！！

沸腾炉的设计4

沸腾炉的设计-----设计内容之四 第四章沸腾炉热量的平衡计算 (一) 热收入 1. 精矿带入的物理热 Q1=c1m1t1c1=0.18千卡/公斤·度； m1=106.3公斤；t1= 20℃ 故Q1=0.18×105.485×20=379.746千卡 2. 空气带入的物理热 Q2= c2V2t2c2=0.31千卡/标米3·度， V2=189米3；t2=20℃ Q2=189×0.31×20=1171.8千卡 3.放热反应产生的热 (1) ZnS +1.502 = Zn0 + SO2+ 105630千卡= 75690.254千卡 (2) ZnS+202 = ZnSO4+ 185000千卡=8354.802千卡 (3) PbS +1.502 = Pb0+SO2 + 100490千卡=368.283千卡 (4) PbS+202 = PbSO4+ 196800千卡= 721.773千卡 (5) CdS+1.502 = Cd0+SO2 + 98880千卡=131千卡 (6) CdS+202= CdS04 + 187700千卡=252干卡 （7）FeS2 = FeS +0.5S2 - 43500千卡 119.8 87.8 32 6.885 5.046 1.839 = -2499.98千卡 其中生成FeS 5.046公斤；S 1.839公斤。 （8）Fe7S8 = 7FeS+ 0.5S2 +0千卡 646.95 614.95 32 6.905 6.563 0.342 其中生成FeS 6.563公斤；S 0.342公斤。

（9）2FeS+3.5O2 = Fe2O3+2SO2 +293010千卡 =19371.031千卡 （10）2CuFeS2+6O2= CuO+Fe2O3+4SO2 + 481100千卡 =3668.584千卡 （11）0.5S2+1.5O2 = SO3+109440千卡 千卡 （SO3的质量为3.81公斤，消耗S 1.524公斤） （12）0.5S2+O2= SO2 + 71104千卡 千卡 Q3=75690.254+8354.802+368.283+721.773+252+1459.854+19371.031+ 5212.08-2499.98+3668.584=112598.681千卡 热收入=Q1+Q2+Q3= 379.746+1171.8+112598.681=114150.227千卡(二)热支出 1．烟尘带走的热 设从沸腾炉出来的烟尘温度为900℃，其比热为0.20千卡/公斤，度。则Q尘= 36.308×900×0.2=6535.44千卡 2.焙砂带走的热 设焙砂温度为850℃，比热为0.20千卡/公斤·度。 则Q焙=51.633×850×0.2=8777.61千卡 3.炉气带走的热 设炉气出炉温度为900 ℃,炉气各组份比热为(千卡/米3·度) O2 N2 H2O SO2SO3 0.350 0.333 0.403 0.529 0.771 则Q炉气=(4.52×0.350+150.30×0.333+20.27×0.529+1.07×0.771)×900 +6.83×0.403×(900-100)=59063.722千卡

硫化锌精矿的沸腾焙烧工序讲解

6.1硫化锌精矿的沸腾焙烧工序（甲24m2沸腾炉操作规程） 6.1.1备料部分： （1）备料的基本任务： ①保证入沸腾炉的精矿主成份和杂质含量均匀、稳定，对不同的精矿进 行合理搭配。 ②确保入沸腾炉的精矿含水量为6－8％。 ③保证入沸腾炉的精矿粒度小于10毫米，并不含机械夹杂，干燥后精矿 要进行破碎和筛分。 （2）备料工艺流程： ①工艺流程简述： 入精矿库后的精矿利用桥式抓斗起重机抓入湿式圆盘给料机，通过皮带运输机运至回转干燥窑干燥，干燥后精矿通过锤式破碎机破碎，再利用斗式提升机提至振动筛过筛，筛上物返回破碎机破碎，筛下物入沸腾炉焙烧。 ②工艺流程图（见图6.1－1） （3）设备名称、规格、性能（见表6.1－1） （4）主要技术操作条件及技术指标： ①锌精矿质量标准：（应符合YS/T320－2007三级以上标准） ②入沸腾炉锌精矿质量标准： ③干燥窑进料量：＜10吨/小时。 ④干燥窑温度窑头600－650℃，窑尾150－200℃。 干燥精矿煤气消耗105Nm3/吨精矿

锌精矿 排空 废气 （送沸腾炉） 图6.1－1 24m2沸腾炉备料工艺流程图

表6.1－1 备料部分设备名称规格

（5）主要岗位操作法： ①抓斗桥式起重机岗位： A 严格按抓斗桥式起重机使用、维护规程和安全规程操作。 B抓斗桥式起重机运行时，大车、小车、抓斗不能同时运行，最多只能两者同时运行。 C 交接班和班中应经常检查钢丝绳和制动器、滑轮、行程开关、各润滑点，发现异常情况及时处理。 D 及时将入库的精矿抓到指定的地点堆存备用。 E 按规定要求配料，以保证入炉精矿成份稳定均匀。 F 圆盘料仓最多只能贮放两抓斗精矿。 ②圆盘给料岗位： A 根据干燥岗位要求调整圆盘转速和圆盘出料口闸门，保证给料稳定、正常。 B 保证圆盘出料口不堵塞不断料。 ③1＃皮带岗位：

绿建专篇(初步设计、方案)

第十四章 第十五章 第十六章绿色建筑专篇 一、项目基本信息 工程名称： 建设地点： 建设单位： 建筑类型： 绿色设计目标：国标一星 二、设计依据 1、《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378-2014 2、《绿色建筑评价标准》 DB/T 1039-2007 3、《绿色建筑设计标准》 DB33/1092-2016 4、《民用建筑可再生能源应用核算标准》 DB33/1105-2014 5、《绿色建筑施工图设计文件技术审查要点》 三、节地与室外环境 1、环境噪声控制 本项目位于温岭市城西街道螺屿村（编号为GY030101-3地块），东侧为规划新河线河道，南侧为空地（规划为道路），西侧为空地（商服用地，为台州邦丰塑料有限公司项目用地），北侧临中心大道。场地环境噪声要求符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》GB3096的规定。 1）根据交通规模预测交通噪声量，通过计算机模拟分析交通噪声对建筑区域声环境的影响。 2）通过区域周边绿化配置形成噪声防护屏障。2、室外风环境控制 要求建筑总平面的布置和设计有利于室内自然通风，建筑周围人行区风速低于5m/s，不影响室外活动的舒适性。1）利用电脑模拟建筑室外风环境，为建筑方案提供优化建议。如优化建筑布局、建筑截面面积，建筑体形以及建筑高度等； 2）通过绿化配置，减少室外局部风力放大。 3、生态场地设计 对场地和景观设计进行优化，设计透水地面，有利于雨水回收，减低热岛效应，改善生态环境。 1）建筑周边、庭院的地面和公共广场等采用透水铺设。主要采用地下停车场，地上车位采用嵌草砖（草皮砖）铺装地面。人行道采用透水砖铺装地面。 2）关注各种下垫面的吸热特征，选择浅色与可反射适当太阳能的铺装饰面，保证有绿化覆盖率和遮荫率。 3）绿化设计优先选择适宜当地气候和土壤条件的乡土植物，采用包含乔、灌木的复层绿化；生态绿地、墙体绿化、屋顶绿化和垂直绿化等多样化的绿化方式。 四、节能设计 1、建筑造型节能 1）利用数值模拟软件对建筑造型和形体模拟，进行优化设计，如体型控制，选择浅色外墙饰面；对朝向与窗墙面积比进行有效控制等。充分利用自然通风。 2）设计建筑自遮挡，达到良好的外遮阳效果，降低外窗成本。 2、建筑部件节能 1）外窗综合遮阳遮阳设施要求构造简单、经济、耐久、轻巧、美观；一般可分为：水平式、垂直式、综合式、挡板式等四种。各种遮阳设施又有固定式及活动式两种，活动式使用灵活，但构造复杂，造价较高，建议采用综合固定式。 2）屋面有土或无土种植或屋面遮阳利用建筑屋顶作为种植屋面，适合于夏热冬暖等阳光资源丰富的地区。屋面覆盖种植土、轻质材料使整体屋面的热惰性提高，水分也容易蒸发，会使室内具有冬暖夏凉的效果。此项技术建议在本项目中广泛应用。 3）东、西外墙采用花格构件或爬藤植物遮阳

冶金工程专业设计年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计

江西理工大学： 冶金工程（有色金属方向）专业设计 冶金10345班 国蔚为 2013/12/21

目录 第一章设计概述…………………………………………………………………错误!未定义书签。 设计依据……………………………………………………………………错误!未定义书签。 设计原则和指导思想………………………………………………………错误!未定义书签。 _Toc2毕业设计任务…………………………………………………………错误!未定义书签。 第二章工艺流程的选择与论证…………………………………………………错误!未定义书签。 原料组成及特点……………………………………………………………错误!未定义书签。 _Toc6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…………………………………………………错误!未定义书签。 锌精矿流态化焙烧物料平衡计算…………………………………………错误!未定义书签。 锌精矿硫态化焙烧冶金计算…………………………………………错误!未定义书签。 烟尘产出率及其化学和物相组成计算………………………………错误!未定义书签。 焙砂产出率及其化学与物相组成计算………………………………错误!未定义书签。 焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算……………………错误!未定义书签。 热平衡计算…………………………………………………………………错误!未定义书签。 热收入…………………………………………………………………错误!未定义书签。 热支出…………………………………………………………………错误!未定义书签。 第四章沸腾焙烧炉的选型计算…………………………………………………错误!未定义书签。 床面积………………………………………………………………………错误!未定义书签。 前室面积……………………………………………………………………错误!未定义书签。 炉膛面积和直径 (13) 炉膛高度……………………………………………………………………错误!未定义书签。 气体分布板及风帽…………………………………………………………错误!未定义书签。

锌沸腾焙烧炉工艺操作规程

锌沸腾焙烧炉工艺操作规程(部分) 3 工艺流程 6#沸腾炉锌精矿焙烧工艺流程（见图1）。 4 4.1 焙烧目的： 在焙烧时尽可能将锌精矿中的硫化物氧化生成氧化物及生产少量硫酸盐，并尽量减少铁酸锌、硅酸锌的生成，以满足浸出对焙烧矿成分和粒度的要求及补充系统中一部分硫酸根离子的损失。同时得到较高浓度的二氧化硫烟气以便于生产硫酸。 4.2 锌精矿沸腾焙烧原理： 锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应进行。其主要化学反应如式（1）～式（6）： 2ZnS+3O2 ＝＝＝＝2ZnO+2SO2 (1)

ZnS+2O2＝＝＝＝ZnSO4 (2) 3ZnSO4+ZnS＝＝＝＝4ZnO+4SO2 (3) 2SO2+O2 2SO3 (4) ZnO+SO3 ZnSO4 (5) XZnO+YFe2O3XZnO.YFe2O3 (6) 5 原材料质量要求 5.1 入炉混合锌精矿：应符合Q/ZYJ0 6.05.01.01—2005《混合锌精矿》的规定。 5.1.1 化学成分（%）： Zn≥47 S：28～32，Fe≤12，SiO2≤5，Pb≤1.8，Ge≤0.006，A s≤0.45 ，Sb≤0.07，Co≤0.015 Ni≤0.004。 5.1.2 水分：6%～8%。 5.1.3 粒度小于14mm，无铁钉、螺帽等杂物。 5.2 工业煤气（%）：应符合Q/ZYJ15.02.01—2003《工业煤气》的规定。 要求煤气压力在3000Pa以上，煤气流量不小于6500m3/h。 6 工艺操作条件 6.1 沸腾焙烧 6.1.1 鼓风量：14000 Nm3/h～30000Nm3/h 6.1.2 鼓风机出口压力：12kPa～16kPa 6.1.3 沸腾层温度：840℃～920℃ 6.1.4 炉气出口负压：0～30Pa 6.2 余热锅炉 6.2.1 出口烟气温度：340℃～390℃ 6.2.2 出口烟气压力：-100Pa～-200Pa 6.2.3 汽包工作压力：4.01MPa±0.3MPa 6.2.4 过热器出口蒸汽温度：380℃～450℃ 6.2.5 给水温度：100℃～105℃ 6.3 旋涡收尘器 6.3.1 入口烟气温度：330℃～380℃ 6.3.2 出口烟气温度：320℃±10℃ 6.3.3 入、出口烟气压差：800Pa～1200Pa 6.4 电收尘 6.4.1 入口烟气温度：280℃～340℃ 6.4.2 出口烟气温度：≥235℃ 6.4.3 出口烟气压力：-2450Pa～-2700Pa 6.5 排风机 6.5.1 入口烟气温度：210℃～300℃ 6.5.2 入口烟气压力：-2650Pa～-2900 Pa

1、图1所示为硫酸生产中的沸腾炉

第一章：名称：带控制点工艺流程图（PID） 1、图1所示为硫酸生产中的沸腾炉。试说明图中的位号和图形的意义是： 图1 硫酸生产中的沸腾炉带控制点工艺流程图 答： （1）仪表位号TI-101、TI-102、TI-103表示第一工序第01、02、03个温度检测回路。 期中：T表示被控变量为温度；I表示仪表具有指示功能；表示该温度指示仪表属于仪表盘正面安装，用于操作员监视用。 （2）仪表位号PI-101表示第一工序第01个压力检测回路。其中P表示被测变量为压力； I表示仪表具有指示功能；表示该压力表按照在现场。 （3）仪表位号PRC-102表示第一工序第02个压力控制回路。其中：P表示被测变量为压力；RC表示仪表具有记录、控制功能。 （4）仪表位号AR-101表示第一工序第01个成分分析回路。其中：A表示被测变量为成分；R表示仪表具有报警功能。 第二章：干燥筒对象特性测试 2、为了测量某物料干燥筒的对象特性，在T＝0时刻突然将加热蒸汽量从25m3/h增加到28m3/h，物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图3所示。试求出该对象的特性。已知流量仪表量程为0～40，温度仪表为0～200℃

图3 干燥筒的阶跃响应曲线 答：由阶跃响应曲线可以看出该对象具有一阶纯滞后特性。 放大系数为：240 /)2528(200/)120150(=--=K 时间常数为T=4 分钟 滞后时间为2=τ分钟 第三章： 料位测量问题 3、流态化粉末状、颗粒状固态介质料位测量的问题。 在石油化工生产中，常遇到流态化粉末状催化剂在反应器内流化床床层高度的测量。因为流态化的粉末状或颗粒状催化剂具有一般流体的性质，所以在测量它们的床层高度或藏量时，可以把它们看作流体对待。测量的原理也是将测量床层高度的问题变成测差压的问题。但是，在进行上述测量时，由于有固体粉末或颗粒的存在，测压点和引压管线很容易被堵塞，因此必须采用反吹风系统，即采用吹气法用差压变送器进行测量。流化床内测压点的反吹风方式如图2所示，在有反吹风存在的条件下，设被测压力为P ，测量管线引至变送器的压力为2P (即限流孔板后的反吹风压力)，反吹管线压降为P ?，则有P P P ?+=2，理论上看仪表显示压力2P 较被测压力高P ?，但实际证明，当采用限流孔板只满足测压点及引压管线不堵的条件时，反吹风气量可以很小，因而P ?可以忽略不计，即P P =2。为了保证测量的准确性，必须保证反吹风系统中的气量是恒流。适当的设计限流孔板，使12528.0P P ≤，并维持1P 不发生大的变化，便可实现上述要求。

硫化锌精矿中各个组分在焙烧时的行为

式（3）反应为可逆反应，在温度低于500℃时反应向右进行，温度高于6 00℃时反应向左进行，故在沸腾焙烧过程中焙烧温度均在850℃以上，实际上气相中的三氧化硫是很少的。反应式（4）表明，当气相中有SO3存在时，氧化锌才生成为硫酸锌，而硫酸锌在高温时又分解为氧化锌和三氧化硫，温度在800℃以上时分解十分剧烈。硫酸锌生成的条件及数量，取决于焙烧温度及气相成分，即温度低、SO3浓度高时，形成的硫酸锌就多，当温度高、SO3浓度低时， 硫酸锌发生分解，趋向于形成氧化锌。 由上述硫酸锌与氧化锌生成的条件可知，氧化焙烧与硫酸化焙烧在操作上的 基本区别是： （1）硫酸化焙烧的温度（850℃～900℃）比氧化焙烧的温度（1050℃～l10 0℃）要低； （2）硫酸化焙烧所产生的炉气中，SO3的浓度要比氧化焙烧时高，所以硫酸化焙烧时要求供给较大的过剩空气量，以强化焙烧过程； （3）硫酸化焙烧要求炉气与炉料接触良好，并要求炉料在炉内停留时间较 长。 总之，硫化锌在850℃~900℃的温度下进行焙烧，大部分生成氧化锌（Zn O）和少量的硫酸锌（ZnSO4）、硅酸锌（ZnO·SiO2）、铁酸锌（ZnO·Fe2O3）， 还有少量的硫化锌未被氧化。 2.3.5.2硫化铅 铅在锌精矿中主要以硫化铅（PbS）形态存在，硫化铅又叫方铅矿，它在焙 烧时按下列反应式进行反应。 PbS+2O2 ==PbSO4 3PbSO4+PbS ==4PbO+4SO2 PbO+SO3==PbSO4 硫化铅在焙烧过程的行为与硫化锌相似，所形成的硫酸铅在800℃以上时大 量分解为氧化铅。 硫化铅的熔点约为l 120℃，熔化后具有很好的流动性，进入炉子的砖缝中。硫化铅在600℃时开始挥发，800℃时大量挥发，当PbS挥发到炉子上部及炉气管道中时又被氧化成氧化铅。而氧化铅要在900℃时才大量挥发，所以硫酸化焙 烧脱铅率低。 氧化铅是一种很好的助熔剂，它能与许多金属氧化物形成低熔点共晶化合物，如硅酸铅（PbO·SiO2）、铁酸铅（PbO·Fe2O3）、铅酸钙（CaO·PbO6）、铅酸镁（MgPbO6），这些低熔点共晶化合物是极为有害的，它在800℃时就开始熔化，严重时引起炉料在沸腾炉中结块和在烟道中结块的现象，从而使操作恶化，焙烧脱硫不完全，因此要求配料时混合锌精矿含铅不超过2％。 总之，硫化铅在焙烧过程中多数生成氧化铅（PbO），只有极少量生成硫酸 铅及低熔点共晶化合物。 2.3.5.3 硫化铜 铜在锌精矿中主要以辉铜矿（Cu2S）、黄铜矿（CuFeS2）、铜蓝（CuS）等形态存在。硫化铜熔点很高（约1805℃～1900℃），在低温下（550℃）按下式 进行反应。 2Cu2S+5O2=2CuO+2CuSO4

年产0万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计课程设计任务

年产0万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计课程设计任务

《锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉》 设 计 说 明 书

设计任务书 一、设计题目：年产10万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计 二、原始资料： 1、生产规模：电锌年产量100000吨 2、精矿成分： 本次设计处理的原料锌精矿成分如下表所示（%，质量百分数）： 3、精矿矿物形态： 闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁流铁矿、方铅矿、硫镉矿、石灰石、菱美矿三、设计说明书内容： ?设计概述 ?沸腾焙烧专题概述 ?物料衡算及热平衡计算 ?沸腾焙烧炉的选型计算 ?沸腾炉辅助设备计算选择 ?沸腾炉主要技术经济 四、绘制的图纸 沸腾焙烧结构总图（1#图纸：纵剖面和一个横剖面） 五、设计开始及完成时间 自2011年12月25号至2012年1月3号

目录 设计任务书 .................................................................................................................................................. II 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毕业设计任务 (1) 第二章沸腾焙烧专题概述 (1) 2.1沸腾焙烧炉的应用和发属 (1) 2.2沸腾炉炉型概述 (2) 2.3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) 3.2热平衡计算 (14) 第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (19)

湿法炼锌中沸腾焙烧过程的研究现状与进展

湿法炼锌中沸腾焙烧过程的研究现状与进展 现代炼锌方法分为火法和湿法两大类，世界上大部分的锌都是从硫化锌精矿 中提取出来的。无论火法还是湿法，一般都需预先焙烧或烧结，脱除大部分硫和其他杂质，以满足下道工序的要求。目前，在国内应用较成熟的焙烧技术是硫化锌精矿的粉状沸腾焙烧技术。 沸腾焙烧又称流态化焙烧，是众多焙烧方法中的一种。所谓的沸腾焙烧是指将所要处理的固体破碎，研磨成细粉，增加固体与气体的接触面积，缩短颗粒内部的传递和反应距离。自下而上流经这些粉料的气体，在达到一定速度时，会将固体颗粒悬浮起来，使之不断运动，犹如沸腾的水，故称沸腾焙烧。沸腾焙烧的基础是固体流态化，用沸腾焙烧炉焙烧锌精矿，炉内热容量大且均匀，温差小，料粒与空气接触表面积大，反应速度快，强度高，传热传质效率高，使焙烧过程大大强化，产品质量稳定生产率高。下面主要叙述在湿法炼锌中沸腾焙烧过程的发展和应用现状。 1 湿法炼锌中沸腾焙烧过程的发展和应用现状 1．1 在制粒焙烧方面的研究情况 李芳、张建彬，张起梅等[1]在锌精矿制粒沸腾焙烧中指出随着原料供应日趋紧张、精矿质量下降，发展沸腾焙烧技术，对提高锌冶炼金属回收率具有重要的意义。他们进行了锌精矿制粒焙烧的试验研究，重点分析了制粒粘合剂的选择和制粒焙砂质量控制。在沸腾焙烧试验中，针对焙砂质量及其影响因素诸如焙烧温度、原料粒度、过剩空气系数和物料在炉内的停留时间等进行了研究；另外通过适当减少加料量，使相应提高过剩空气系数，延长停留时间，Pb的脱除有所降低，同时s脱除效果亦有明显提高。最后他们得出结论：制粒沸腾焙烧提高了炉子的处理能力，床处理能力达到30.4 t/m2·d，炉温控制得当，风量均匀，焙砂质量可以达到Pb<1.0%，Cd<0.05%，S<1%的控制要求。沸腾炉操作温度可控制在1140～1180℃，比现有粉状物料焙烧操作温度提高60～80℃。 靳澍清、刘丽珍、吉正元等[2]在锌精矿造粒、焙烧试验研究中采用几种粘结剂进行造粒试验，对成粒矿进行静态焙烧试验，提出造粒和焙烧试验工艺条件及参数，粒矿进行静态焙烧试验，为大规模的生产奠定了一定的基础。 张瑜、李志勇、吴志平等[3]在锌精矿制粒沸腾焙烧新工艺的应用与改进中介绍了锌精矿制粒沸腾焙烧新工艺的工业化生产应用与技术改进情况，同时阐述了所取得的成果及存

硫化锌精矿氧化焙烧

实验二硫化锌精矿氧化焙烧 一、目的 (1)用固定床进行硫化锌精矿氧化焙烧，分析各段时间硫的产出率，来测定氧化速度与反应时间的关系曲线。 (2)学会氧化动力学的研究方法。 (3)了解硫化锌精矿氧化过程机理。 (4)学会硫的分析方法。 二、原理 在冶炼过程中，为了得到所要求的化学组分，硫化锌精矿必须进行焙烧，硫化锌的氧化是焙烧过程最主要的反应： ZnS+3/2O2=ZnO+SO2 反应过程的机理： ZnS+1/2O2（气）——ZnS+[O]吸附——ZnO+[S]吸附 ZnO+[S]吸附+O2——ZnO+SO2解吸 这个反应是气相与固相的化学反应，包括反应界面的传热与传质过程。 硫化锌颗粒开始氧化的初期。化学反应速度本身控制着焙烧反应速度。但当反应进行到某种程度时，颗粒表面便为氧化生成物所覆盖，参与反应的氧通过这一氧化物层向反应界面的扩散速度，或反应生成物SO2通过扩散从反应界面离去的速度等，便成为总氧化速度的控制步骤。 因此，可以认为反应按如下步骤进行: (1)通过颗粒周围的气体膜向其表面扩散； (2)氧通过颗粒表面氧化生成物向反应界面扩散； (3)在反应界面上进行化学反应； (4)反应生成的气体SO2向着氧相反的方向扩散，即反应从颗粒表面向其 中心部位逐层进行，硫化物颗粒及其附近气体成分的浓度可用未反应核模型表示。 提高硫化物氧化速度，可以通过以下方式：提高氧分压，加速SO2吸收，减小矿石粒度，降低氧化层厚度，提高温度等措施。 本实验采用固定床焙烧，来测定硫化锌氧化速度。分析氧化过程某一时刻产生的SO2的量，来计算硫化锌硫的脱出率；即单位时间硫的脱出率。为了便于比较不同硫化物和不同条件下硫化物的氧化速度，引入以下公式：

锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体设计

学生课程设计（论文） 题目：锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体设计学生姓名：学号： 所在院(系)： 专业： 班级： 指导教师：职称： 2011年6 月18 日 攀枝花学院本科学生课程设计任务书

注：任务书由指导教师填写。

课程设计（论文）指导教师成绩评定表

攀枝花学院课程设计（论文） 1 绪论 1 绪论 锌是白略带蓝灰色的金属，它的物理性质特点为熔点和非典都比较低，质软，有展性，但加工后变硬，溶化后的流动性良好。锌是比较活泼的重金 co的大气中，锌表面易属，室温下的干燥空气中不起变化，但在潮湿而含有2 被氧化成白色致密的碱式碳酸锌薄膜层，阻止锌继续氧化。 现代冶金锌的生产方法分为火法和湿法两大类。 火法炼锌首先将锌精矿进行氧化焙烧或烧结焙烧，使精矿中的ZnS变为 ZnO，以便为碳还原剂所还原得到粗锌，再将粗锌进行精炼。火法炼锌的精炼方法是利用锌和杂质金属的沸点不同，采用蒸馏的方法来提纯，称为锌精馏。 湿法炼锌处理硫化锌精矿一般要预先进行焙烧，是ZnS变为易于被稀硫酸 溶解的ZnO。然后酸化，产生硫酸锌与部分杂质，经净化后的硫酸锌溶液电解沉积后，阴极析出锌最后熔融成铸锭，即产出电锌。 锌精矿的焙烧是一个复杂过程，存在着气-固反应，固-固反应以及固-液反 应；硫化锌精矿的焙烧目前只要采用液态化焙烧炉，液态化焙烧是一种强化焙烧过程的新方法，是固体液态化技术在炼锌工业中的具体应用，目前采用的液态化焙烧炉有带前室的直形炉、道尔型湿法加料直型炉和鲁奇扩大型炉三种类型，多采用扩大型的鲁奇炉（Lurgi炉，又称为VM炉）。 液态化焙烧炉是用固体液态化技术焙烧硫化矿的装置，具有气-固间热质交换速度快、沸腾层内温度均匀、产品质量好、沸腾层与冷却壁的传热系数大、生产率高、操作简单、便于实现生产连续化和自动化等优点，而广泛应用于锌精矿的氧化焙烧。

沸腾炉的设计

沸腾焙烧炉设计 题目年产6万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计专业冶金工程 班级冶金093 姓名华仔 学号31 指导教师万林生

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毕业设计任务 (1) 第二章工艺流程的选择与论证 (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) 第三章物料衡算及热平衡计算 (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 (9) 3.2.1热收入 (9) 3.2.2热支出 (11) 第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (13) 4.1床面积 (13) 4.2前室面积 (13) 4.3炉膛面积和直径 (13) 4.4炉膛高度 (14) 4.5气体分布板及风帽 (14) 4.5.1气体分布板孔眼率 (14) 4.5.2风帽 (14) 4.6沸腾冷却层面积 (14) 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) - I -

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。 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

锌精矿焙烧

设计任务书 电锌厂焙烧车间工艺设计及计算一．原始数据 二．技术条件选择 1.沸腾层高度 2.空气过剩系数 3.沸腾层温度 4.炉顶温度 5.炉顶负压 6.直线速度 7.出炉烟气量 三．技术经济指标 1.焙烧矿产出率（包括烟尘和焙砂） 2.烟尘含锌量 3.焙砂含锌量 4.焙烧料含锌量 5.脱硫率 6.焙烧锌直收率 7.出炉烟气含尘量 8.出炉烟气SO2量 9.烟尘含S S量 10.焙砂含S S量 11.烟尘含S so42-量 12.焙砂含S so42-量 四．冶金计算 （1）选取计算的有关主要指标（各种成分进入烟气的比例）（2）锌精矿的物相组成计算 （3）烟气产出率及其化学成分和五项组成计算

（4）焙砂产出率及其化学成分和五项组成计算 （5）焙烧需要的空气量及产出烟尘量与组成计算 （6）沸腾炉焙烧物料平衡计算 （7）热平衡计算 五．参考书目 1.铜铅锌设计参考资料铜铅锌冶炼设计参考资料编写组1978 2.有色冶金工厂设计基础陈枫1989 3.重金属冶金学赵天从编1987 第二版 4.锌冶金学冶金工业出版社 5.冶金原理冶金工业出版社 6.锌冶金彭荣秋中南大学出版社 7.湿法炼锌学梅光贵等中南大学出版社

绪论 锌精矿来源较广，成分复杂，为了使焙烧有一个相对稳定的工艺条件，必须对锌精矿进行配料以使精矿成分控制在焙烧操作允许的范围内，这关系到整个锌冶金过程中的稳定性。 本次设计的主要内容是锌精矿的沸腾焙烧，沸腾焙烧是现代焙烧昨业的新技术，也是强化焙烧的一种新方法。其实质是：使空气自下而上地吹过固体料层，吹风速度达到使固体粒子相互分离，并做不停地复杂运动，运动的粒子处于悬浮状态，其外状如同水的沸腾翻动不已。由于粒子可以较长时间处于悬浮状态，就构成了氧化各个矿粒最有利的条件，故使焙烧大大强化。 沸腾焙烧的基本原理是利用流态化技术，使参与反应或热、质传递的气体和固体充分接触，实现它们之间最快的传质，传热和动量传递速度，获得最大设备的生产能力。 在此次设计中，我们充分运用了现有的专业知识，加上自己大量查阅资料。让我们更深入的熟悉和了解锌沸腾焙烧的工艺流程，设备的计算方法，学会分析各类经济指标及各种技术参数，使我们在各方面的能力都有了提高。 此次设计包括锌沸腾焙烧工艺过程的论述，焙砂、烟尘、烟气成分，物料平衡与热平衡计算。在设计过程中我们在查阅大量资料的前提下，经过专业课老师的细心指导，对工艺过程进行了详细、科学、有针对性的计算，这在我们完成了学习任务的同时也对相关方面的知识有了更深入的认知。 2011年5月30日

沸腾炉、转化器内衬施工方案

中明（湛江）化机工程有限公司沸腾炉、转化器内衬工程 施 工 方 案 2012年8月

编制说明 编制中明（湛江）化机工程有限公司沸腾炉、转化器内衬工程施工方案。为了确保工程质量、工期及施工安全，我公司必须依照提供的图纸及相关标准要求进行组织施工与质量控制，特制定此方案。 编制依据按以下标准： 1. GB211—87《工业炉砌筑工程施工及验收规范》 2. HGJ227—84《化工用炉砌筑工程施工及验收规范》 3. GB50309—92《工业炉砌筑工程质量检验评定标准》 4. 中石化南京化学工业集团公司设计院NB《沸腾炉砌筑技术条 件》之相关要求和标准执行。施工技术、材料质量及配合比， 安全技术、验收指标均按上列《规范》、《标准》控制全过程。

一、工程慨况 中明（湛江）化机工程有限公司沸腾炉、转化器内衬工程，编制如下施工方案： 二、工程内容 （1）沸腾炉 1．沸腾炉钢壳内壁表面清除浮锈、焊渣。 2．筒体内壁粘贴δ= 5 mm石棉板。 3．沸腾炉内壁衬轻质粘土保温砖，δ= 114 mm。 4．沸腾层内衬粘土质耐火砖δ= 230 mm、扩大层及上部燃烧层内衬粘土耐火砖δ= 230 mm，拱顶内衬浇注料δ= 300 mm。 5．炉顶保温层用膨胀珍珠岩填塞，δ=160mm。 （2）转化器 1．转化器钢壳内壁表面清除浮锈、焊渣。 2. 筒体内壁粘贴δ= 5 mm石棉板。 3. 转化器内壁衬轻质粘土耐火砖，δ= 114 mm。 4. 转化器隔层粘贴硅酸铝纤维板，δ=40mm。 5. 转化器底层衬粘土保温砖，δ= 114 mm。 三、施工组织机构 施工组织管理人员一览表。

沸腾焙烧炉设计相关计算(借鉴分享)

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 (1) 第二章工艺流程的选择与论证 (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) 第三章物料衡算及热平衡计算 (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 (5) 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 (8) 3.2热平衡计算 (10) 3.2.1热收入 (10) 3.2.2热支出 (13) 第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (16) 4.1床面积 (16) 4.2前室面积 (16) 4.3炉膛面积和直径 (13) 4.4炉膛高度 (17) 4.5气体分布板及风帽 (17) 4.5.1气体分布板孔眼率 (17) 4.5.2风帽 (17) 4.6沸腾冷却层面积 (17) 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。 化学成分Zn Pb Cu Cd Fe S CaCO 3MgCO 3 SiO 2 其他 w B (%) 47.67 3.58 0.24 0.18 5.58 28.94 1.58 1.43 6.82 3.98 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

沸腾炉的设计

沸腾炉的设计----设计内容之三 第三章沸腾焙烧炉的设计计算 由于热平衡计算中，在计算炉子的热损失时需要知道沸腾全部炉壁与炉顶的总表面积。所以在热平衡计算之前应先沸腾炉主要尺寸的计算。 3.1、沸腾焙烧炉主体尺寸的计算 （一）沸腾焙烧炉单位生产率的计算 在计算沸腾炉炉床面积时，本例题所采用的炉子单位生产率不按生产实践数字选取而是按理论公式（6-2-1）进行计算。 单位生产率A= （6-2-1） 式中：1440——一天的分钟数； ——系数，介于0.93-0.97之间； ——单位炉料空气消耗量，； ——最佳鼓风强度，。 （6-2-1）式中只有不知道，根据研究结果 =(1.2～1.4)k （6-2-2） 式中，k——最低鼓风强度，，根据理论 （6-2-3） 式中：——物料间自由通道断面占总沸腾层断面的比率，一般介于0.15-0.22，对硫化物取0.15，对粒状物料如球粒取0.22；0.15 ——单位体积的鼓风量在炉内生成的炉气量，

-——炉料的比重，4000 ； ——炉气重度， = =1.429 ； ——通过料层炉气的算术平均温度， = =460℃； ——物料粒子平均粒度，米。 根据已知精矿的粒度组成，精矿中大粒部分： 粒度 0.323㎜ 10%（33%） 0.192㎜ 20%（67%） 共计 30%（100%） =0.9 =0.9(0.67×0.192+0.33×0.323)=0.212㎜ 精矿中细粒部分： 粒度 0.081㎜ 35%（50%） 0.068㎜ 35%（50%） 共计 70%（100%） =0.9 =0.9(0.50×0.068+0.50×0.081)=0.067㎜ 对全部精矿： 大粒部分 0.212㎜ 30% 细粒部分 0.067㎜ 70% = × =0.32 物料粒子平均粒度按经验公式计算，对混合料，≤0．415 时，

沸腾炉操作规程

沸腾炉操作规程 一、安全操作 1.工作时必须穿戴劳动防护用品. 2.启动鼓风机前，必须将炉门关好，以免喷火烫伤 3.启动鼓风机前，必须先将鼓风风门关闭，然后慢慢打开至所需风量位置，防止电 机电流超限. 4.停机压火再次打开炉门引火时，操作人员不得站在炉门正前方. 5.接班开机前应用钢钎检查渣层情况，发现渣块及时排除并根据渣层温度采取相应 措施引火。引火时应注意安全检查避免煤气。 6.不宜频繁停炉压火，以免因急冷急热次数多而影响炉子寿命。 7.热工仪表安装好后，不要随便擅自调整. 8避免正压操作. 9.炉膛未冷却，切忌进入炉膛内. 10.紧急出渣时，排渣口若有人，切忌开启鼓风机. 二、点火前准备 1.准备好司炉工具：钩、耙、锹、铲、推车等。 2.准备好点火用材料：

● 木材，直径<100mm ，长度500mm 左右。 ● 优质碎烟煤，筛选1-6mm 粒径为宜。 ● 木炭，废油或废棉纱适量。 ● 黄沙或炉渣，炉渣粒径<10mm 。 3.逐台检查配套设备：风机、提升机、破碎机及圆盘喂料机等运行情况是否正常。 4.检查控制柜连线及各仪表、传感器情况是否正常。 5.检查布风板上风帽通风孔是否通畅，将炉床清理干净。 6.在炉床上面铺上厚150mm --200mm 左右的干黄沙，打开风机让炉料沸腾后逐渐减小风量至黄砂成鼓泡状，观察床料是否腾跃均匀；然后停风机观察床料是否平坦。 三、点火操作 1.在炉床上加铺厚度150mm --200mm 左右的过筛干粗黄砂，并同时加入占其总量8-10%，粒度<10mm 的优质煤。若用干煤渣做床料，则视渣的含量多少适当减少加入的煤量。然后开启风机使床料混合均匀、平整。 2.视炉型大小加入适量木材，点火燃烧已预热炉膛和加热底料，底料上有足够火炭层（厚度30~60mm ）后，再把未梢头的大块木材钩出，将赤红火炭层扒平。 3.开动鼓风机，关闭炉门，瞬间将风压升至3500Pa （风门开度30% 左右）后突然关木柴 煤粉

碳材烘干方案

碳材烘干生产线电气方案 碳才烘干线由沸腾炉、烘干窑、除尘器系统组成，要求对整个生产线具有联动、分动的功能，远程能控制生产线的所有操作和数据监控，自动记录生产数据形成报表，现场也要单独能手动控制。电气控制框图如下：

下面从沸腾炉、烘干窑、除尘器系统依次说明： 一、沸腾炉：煤粉仓里的煤粉在圆盘输送机下均匀的送煤粉给炉子，炉子里的温度和压力都要检测，炉子出口有温度检测，此温度高了，要减少煤粉的供应，同时调节高压分机的风量，单位时间内风量和炉温直接决定了下流所需的能量，下流煤粉量大，沸腾炉要给出的能量就要线性比例的增大，具体下流烘干炉需要多少的能量都可以计算出来的，Q=CM(t2-t1) Q----热量C----物体的比热(查表) t2---物体最后温度t1---物体初始温度，显然当知道了单位质量被烘干的物体从窑顶到窑底的时间，再知道窑的入口和出口的温度，热量就知道了，沸腾炉根据下流要求自动调整煤粉的供应和高压风机风量的调整，这里是个闭环的PID自动调节。煤粉仓要监控仓内的温度、CO检测、O2检测、煤粉挥发含量等，煤粉在一定温度遇到空气时容易自然，同时仓内煤粉颗粒悬浮在仓顶容易爆炸，在仓内温度明显升高时要通入CO2，有火光时要做清仓处理。仓内有上下料位仪，用来控制煤粉进仓。PLC的I/O点如附件。 二、烘干窑：烘干窑在生产前先要烘窑保温，炉体本身消耗的热量要计算在内，单位时间内要烘干多少质量，都是有热量交换计算好的，一般情况下都是由沸腾炉提供稳定的热量给烘干窑，烘干窑的送料振动电机有慢到快往上调节，同时检测出口的材料的干燥程度和温度，出口如果干燥了，但是出口材料温度还高，说明材料在炉内行走

锌精矿焙烧课计

1、设计任务 设计一个年产10000吨电锌厂焙烧车间（初步设计）1.1、原始数据 电锌年产量：10000吨 锌精矿的化学成分（%） 1.2、技术条件选择 沸腾层高度：1.5m左右 空气过剩系数：1.25 沸腾层温度：850～900C 炉顶温度：820～870 炉顶负压：-10～30Pa 直线速度：0.5～0.6m/s 出炉烟气量、温度：900 1.3、技术经济指标 年处理锌精矿：1.3万吨/年 年工作日：300天 沸腾炉炉床面积：28m2 沸腾炉炉床能力：5.2t/(m2d)

焙烧矿产出率（包括烟尘和焙砂）：88%（占锌精矿的）烟尘含锌量：54.89% 焙砂含锌量：56.91% 焙烧料含锌量：48% 脱硫率：93.6% 焙烧锌直收率：52% 冶炼总回收率：95% 出炉烟尘含量：35%（占焙烧矿的） 量：9365%（体积百分数） 出炉烟气SO 2 烟尘含Ss量：1.73% 焙砂含Ss量:0.4% 2-量：2.14% 烟尘含Sso 4 2-量：1.10% 焙砂含Sso 4

2、原始资料 2.1、锌矿的分布及品位 截至2002年，全世界查明锌储量为20000万吨，储量基础为45000万吨，现有储量和储量基础的静态保证年限为23年和51年。锌储量和储量基础占锌资源量的10.52％和3.68％。中国锌的储量和储量基础均居世界首位，已成为世界最大的铅锌资源国家。 根据统计资料，在我国铅锌储量中铅锌平均品位只有 4.66%，而根据目前铅锌价格水平和成本水平，只有铅锌(1:2.5)合计地质品位在7％~8％以上的地质储量才是能经济利用的储量，目前我国能经济利用的铅锌合计储量只有4513.86万吨，仅占总储量的 42.6%。 锌在自然界多以硫化物的状态存在，主要矿物是闪锌矿（ZnS），但这种硫化矿的形成过程中有FeS固溶体，成为铁闪锌矿（nZnSmFeS）.含铁高的闪锌矿会使提取冶炼过程复杂化。流化床的地表部位还常有一部打分被氧化的 氧化矿，如菱锌矿（ZnCO 3）、硅锌矿（Zn 2 SiO 4 ）、导极矿（H 2 Zn 2 SiO 5 ）等。 我国铅锌储量较多的省(区)主要是云南、广东、甘肃、四川、广西、内蒙古、湖南和青海等八省(区)，其铅锌储量占全国总储量的80.7%。大中型锌矿187处，探明资源总量7961万吨，储量1950万吨，其中大型锌矿区44处，探明资源总量5352万吨，储量 1553万吨，分别占全国的 58.1%和76.6%。 目前已探明的储量主要集中在云南、广东、内蒙古、江西、湖南和甘肃等六省。各大区储量见下表： 中国铅锌资源各大区分布比例（%）表 2.2、精矿的组成成分 铅锌矿的开采分露天开采和地下开采两种。由于金属品位不高，铅锌共生，并含有大量的脉石和其他杂质金属，矿石需先经过选矿。通过采用浮选法优先选出锌精矿，副产铅精矿和硫精矿。我国某些大型企业铅锌矿产出的锌精矿成分实例如下表。 硫化锌精矿是生产锌的主要原料，成分一般为：锌45%~46%，铁5%~15%，硫的含量变化不大，为30%~33%。可见，锌精矿的主要组分为Zn，Fe和S，三者占总重的90%左右。硫化锌精矿是生产锌的主要原料，成分一般为：