Другие предметы \ Основы технологии получения металлов

Конвертирование медно-никелевых штейнов, страница 5

3.7. Проверка размеров горловины

По формуле V_t = , м³/с

V_уд- удельное количество на 1 тонну штейна, нм³/т;

T – температура отходящих газов;

86400 – число секунд в сутках.

Принимается: k = 0,7; A =500 т/сутки; t = 1000°C; V_уд= 1072 нм³/т, тогда

V_t = м³/с.

Для выбранного стандартного конвертера F_горл = 1,9 × 2 = 3,8 м²

Скорость газов в сечении горловины W_t = = м/с.

Поскольку скорость газов находящихся в пределах, допускаемых практикой

W_t£ 8 – 12 м/с, стандартные размеры горловины приемлемы и не нуждаются в изменениях.

4.Тепловой баланс процесса конвертирования.

Тепловой баланс процесса рассчитывается на основании данных материальных балансов по периодам при значениях температур и теплоёмкостей материалов и продуктов процесса, принимаемых по данным практики и исследований.

Приход тепла:

1)Тепло горячего штейна:

Q_шт=G_шт*с_шт*t_шт=100*0,2*1100=92180кДж

2)Тепло воздуха:

Q_в=V_в*с_в*t_в=60,1936*0,31*50=3909,27кДж.

3)Тепло экзотермических реакций :

1. а)3Fe+2O₂=Fe₃O₄+1118730кДж

q₁=267000/167,55*13,36=89205кДж

б)Fe+0,5O₂=FeO+266903кДж

q₂=63700/55,85*33,13=158323кДж

Q_Fe=q₁+q₂=21289,8836+37786,589=247528кДж

2. а)S+O₂=SO₂+297322,4кДж;

q₁=70960/32,06*18,44=40814,1734 ккал=171011,5кДж;

б)S+1,5O₂=SO₃+395745,5кДж;

q₂=94450/32,06*0,57=7036кДж

Всего от окисления серы:

Q_S=q₁+q₂=40814,1734+1679,242=178047,3кДж

3. Тепло реакций шлакообразования :

2FeS+3O₂+SiO₂=2FeO*SiO₂+2SO₂+586000кДж;

140000/111,7*33,13=41523,724 ккал=173984,3кДж

3FeS+5O₂=Fe₃O₄+3SO₂+1700000кДж

406000/264*6,94=10672,878ккал=44719,4кДж

Q_шл=218703,75кДж

4. Тепло прочих экзотермических реакций (расчёт по Cu₂S):

2Cu₂S+3O2=Cu₂O+2SO₂+778600кДж

Q_проч=186000/318,2*1,57=917,7247 ккал=3845,25кДж.

Всего приход тепла составит:

Q_прих=Q_шт+Q_в+Q_Fe+Q_S+Q_шл+Q_проч=22000+933,0008+59076,4727+ +42493,414+52196,602+917,7247=177617,2ккал=744216кДж

Расход тепла:

1)Тепло файнштейна:

Q_фшт=G_фшт*c_фшт*t_фшт=16,511*0,17*1250=3508,5875ккал=14701кДж

2)Тепло шлака:

Q_кш=G_кш*c_кш*t_кш=114*0,29*1300=180077,82кДж

3) Тепло газов:

Q_г=(V_N2*С_N2+ V_SO2*С_SO2+ V_O2*С_O2+ V_SO3*С_SO3)*t_г=12,89*0,546+0,4*

0,935+0,69*0,359+87,25*0,34)*1250=195487,6кДж

4) Тепло эндотермических реакций:

Ni₃S₂+4NiO=7Ni+2SO₂-582000кДж

139000/128*36,85=167791кДж

Cu₂S+2Cu₂O=6Cu+SO₂-125600кДж

30000/128*36,85=36187,86кДж

Ni₃S₂+4Cu=2Cu₂S+3Ni-44000кДж

10500/240,13*8,148=1492,9кДж

CoS+2Cu=Cu₂S+Co-8800кДж

2100/58,93*0,294=43,9 кДж

Q_энд=205515,3 кДж

5)Потери тепла во внешнюю среду:

Q_вн=150211,5 кДж

Q_расх=Q_энд+Q_вн+Q_г+Q_кш+Q_фшт=745093 кДж

Тепловой баланс процесса

Приход тепла			Расход тепла
Статьи прихода	кДж	%	Статьи расхода	кДж	%
Тепло горячего штейна Тепло воздуха Тепло экзотермических реакцый Прочие экзотер-ие реакцыи Реакции шлакообразования	92180 3909,27 425575,3 3845,25 218703,75	12,38 0,52 57,19 0,52 29,39	Тепло файнштейна Тепло шлака Тепло газов Эндотермические реакции Потери во внешнюю среду	14701 180077,82 195487,6 205515,3 150211,5	1,9 24,17 26,23 27,6 20,1
Всего	744216	100	Всего	745093	100

Расчет газоходной системы

Расчет газоходной системы печей состоит из выбора схемы газоочистки и утилизации газов и пыли, разработки пространственной схемы всего газоходного тракта и собственно расчета газоходов, устойств для улавливания пыли и утилизации тепла газов, дымососа или дымовой трубы.

Количество газов, образующихся в конвертере:

V_газ = 8.86 нм³/сек.