Проектирование участка обжига цинкового концентрата в печах кипящего слоя, производительностью 100 тыс.т/год с комплексом природоохранных мероприятий, страница 13

где  -  температура газов, выходящих из печи, ⁰C;

S - количество выгорающей серы, % исходного содержания;

SO₂ - содержание серного ангидрида в отходящих газах, % по объёму;

- количество тепла, выделяемого при обжиге материала, отнесенное к 1 кг-проценту         выгорающей серы, кДж/кг-% серы.

Значения величин равны:

Ø   = 870 ⁰C;

Ø  S = 30%;

Ø  SO₂ = 12%;

Ø  =  36 кДж/кг-% S .

Следовательно, для обжига в кипящем слое цинкового концентрата заданного состава топлива и электроэнергии не требуется.

2.  Определение оптимального количества дутья К₀,

Сначала определим предельное (минимальное) количество дутья К, при котором неподвижный слой концентрата переходит в нестабильное состояние. Величину К рассчитывают по формуле, выведенной из сопоставления веса кусков материала и динамического давления струек газов, пронизывающих слой:

, (1.37.)

где w - площадь свободных проходов между кусками материала, в долях от общей площади сечения слоя; для сульфидов w = 0,15;

j - количество газов, образующихся в печи на единицу дутья, определяется по формуле:  

g - кажущийся удельный вес материала, g = 4000 ;

 - приведенный удельный вес газов в печи, =1,42 ;

- средняя температура газов в слое, ⁰C, равна:

⁰C

- средний размер кусков материала, м.

Величина среднего размера кусков концентрата определяется на основании данных по его гранулометрическому составу [5].

                                                                                                                        Таблица 1.6.

Гранулометрический состав цинкового концентрата

Крупность		Ситовой анализ сухой пробы, %
меш	мм
+48 -48+170 -170+200 -200	0,295 -0,295+0,088 -0,088 -0,074	10 20 35 35
Итого		100

Крупная часть концентрата:

Куски 0,3 мм ……. 10% (33%)

0,19 мм ……. 20% (67%)

Итого ……………… 30% (100%)

Величину определим по формуле:

, (2.2.3.)

где - размер крупных кусков, м;

 - размер мелких кусков, м;

- объемное содержание мелких кусков в смеси, доли единиц.

 мм

Мелкая часть концентрата:

Куски 0,08 мм ……. 35% (50%)

0,07 мм ……. 35% (50%)

Итого ……………… 70% (100%)

мм

Весь концентрат:

Крупная часть 0,203 мм ……. 30%

Мелкая часть   0,067 мм ……. 70%

Итого ………………………… 100%

Так как для всего концентрата < 0,415, то для расчета среднего размера куска следует применить формулу:

мм

или м

Подставив найденные значения в формулу (1.37.), определим предельное количество дутья:

Оптимальное количество дутья, обеспечивающее создание устойчивого кипящего слоя цинкового концентрата, определяется по формуле:

, (1.38.)

При сравнительно небольшой величине пылеуноса, принятой 40% в расчете, следует взять меньшее значение коэффициента, 1,2.

3.  Удельная производительность печи ,

Определяется по формуле:

, (1.39.)

где 1440 – число минут в сутках;

- коэффициент нахождения печи под дутьем, доли единицы, = 0,93 – 0,97;

- удельный практический расход воздуха на 1т обжигаемого материала, .

Полученная величина удельной производительности находится в пределах, достигнутых в заводской практике.

4.  Минимальное время пребывания концентрата в печи, обеспечивающее завершение обжига , час

Определяется по формуле:

, (1.40.)

где - скорость распространения процесса обжига в глубину слоя или куска материала, м/час, = 0,004 м/час.

 часа

5.  Площадь пода печи F,

Определяется по формуле:

, (1.41.)

где А – суточная производительность печи, т/сутки.

0,96 – коэффициент использования календарного времени работы печи под дутьем

Тогда:

Так как полученная площадь пода превышает заданные пределы, то выбираем 2 печи с площадью пода .

Тогда суточная производительность одной печи будет равна:

По круглой форме печи внутренний диаметр ее будет равен:

м.

6.  Минимальный объем кипящего слоя ,

Определяется по формуле:

, (1.42.) 

где 24 – число часов в сутках;

DV – удельный объем концентрата в кипящем слое