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文檔簡介
1、<p> 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)</p><p><b> (冶金化工系)</b></p><p> 題 目 年產(chǎn)6萬噸鋅冶煉沸騰焙燒爐的設(shè)計 </p><p> 專
2、 業(yè) 冶金技術(shù)專業(yè) </p><p> 班 級 冶金0602班
3、 </p><p> 姓 名 </p><p> 學(xué) 號
4、 </p><p> 指導(dǎo)教師
5、 </p><p> 完成日期 </p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要1&
6、lt;/b></p><p> 第一章 設(shè)計概述2</p><p><b> 1.1設(shè)計依據(jù)2</b></p><p> 1.2設(shè)計原則和指導(dǎo)思想2</p><p> 1.3廠址及建廠條件論證2</p><p> 1.4畢業(yè)設(shè)計任務(wù)3</p><p&
7、gt; 第二章 工藝流程的選擇與論證4</p><p> 2.1原料組成及特點(diǎn)4</p><p> 2.2鋅冶金及沸騰焙燒工藝概述4</p><p> 2.3沸騰焙燒工藝及主要設(shè)備的選擇5</p><p> 2.3.1沸騰焙燒爐爐型6</p><p> 2.3.2氣體分布板及風(fēng)箱9</p
8、><p> 2.3.3流態(tài)化床層排熱裝置10</p><p> 2.3.4排料口10</p><p> 2.3.5煙氣出口10</p><p> 第三章 物料衡算及熱平衡計算11</p><p> 3.1鋅精礦流態(tài)化焙燒物料平衡計算11</p><p> 3.1.1鋅精礦硫態(tài)化
9、焙燒冶金計算11</p><p> 3.1.2煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成計算12</p><p> 3.1.3焙砂產(chǎn)出率及其化學(xué)與物相組成計算15</p><p> 3.1.4焙燒要求的空氣量及產(chǎn)出煙氣量與組成的計算18</p><p> 3.2熱平衡計算21</p><p> 3.2.1熱收入
10、21</p><p> 3.2.2熱支出24</p><p> 第四章 沸騰焙燒爐的選型計算26</p><p><b> 4.1床面積26</b></p><p> 4.2前室面積26</p><p> 4.3流態(tài)化床斷面尺寸27</p><p>
11、4.4流態(tài)化床高度(排料口高度)27</p><p> 4.5爐膛面積和直徑27</p><p> 4.6爐膛高度28</p><p> 4.7氣體分布板及風(fēng)帽29</p><p> 4.7.1氣體分布板孔眼率29</p><p> 4.7.2風(fēng)帽29</p><p>
12、第五章 環(huán)保與安全30</p><p><b> 5.1 概述30</b></p><p> 5.2 廢氣治理31</p><p> 5.3勞動保護(hù)32</p><p> 第六章 結(jié)論33</p><p><b> 致 謝34</b></p&
13、gt;<p><b> 參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b> 摘 要</b></p><p> 沸騰焙燒爐是煉鋅的主要輔助設(shè)備。當(dāng)前,社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展新的價值觀和環(huán)保法規(guī)定對沸騰焙燒爐的設(shè)計與操作提出了越來越嚴(yán)格的要求。能否實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能和最小程度的污染,高效率、高質(zhì)、高壽命、低能耗、低污染,這是設(shè)計的目
14、標(biāo)。</p><p> 本次設(shè)計參考《鋅冶金》、《有色冶金工廠設(shè)計原理》、《鉛冶金有色冶金工廠設(shè)計基礎(chǔ)》、《有色冶金環(huán)境保護(hù)》、《重金屬冶金學(xué)(第二版)》、《鉛鋅冶金學(xué)》、《有色金屬提取冶金手冊(鋅鎘鉛鉍)》、《環(huán)保工作者實(shí)用手冊(第二版)》、《我國鉛鋅冶煉現(xiàn)狀與持續(xù)發(fā)展》、《鋅冶金工藝概述》等進(jìn)行設(shè)計。前后進(jìn)行了資料收集、沸騰焙燒爐的物料平衡與熱平衡計算、爐型基本尺寸的確定,依據(jù)能量守恒定律進(jìn)行驗(yàn)算修訂等。&
15、lt;/p><p> 說明書共分五章,主要內(nèi)容包括:設(shè)計概述、工藝流程的選擇與論證、物料平衡和熱平衡計算、設(shè)備選型計算、環(huán)保與安全。</p><p> 關(guān)鍵詞:沸騰焙燒爐 物料平衡 熱平衡 沸騰焙燒爐尺寸 爐型設(shè)計</p><p><b> 第一章 設(shè)計概述</b></p><p><b> 1.
16、1設(shè)計依據(jù)</b></p><p> 根據(jù)冶金技術(shù)教研室下達(dá)的任務(wù)書。</p><p> 1.2設(shè)計原則和指導(dǎo)思想</p><p> 對設(shè)計的總要求是技術(shù)先進(jìn);工藝上可行;經(jīng)濟(jì)上合理,所以,設(shè)計應(yīng)遵循的原則和指導(dǎo)思想為:</p><p> 1、遵守國家法律、法規(guī),執(zhí)行行業(yè)設(shè)計有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定,嚴(yán)格把關(guān),精心設(shè)計;<
17、;/p><p> 2、設(shè)計中對主要工藝流程進(jìn)行多方案比較,以確定最佳方案;</p><p> 3、設(shè)計中應(yīng)充分采用各項國內(nèi)外成熟技術(shù),因某種原因暫時不上的新技術(shù)要預(yù)留充分的可能性。所采用的新工藝、新設(shè)備、新材料必須遵循經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn)或通過技術(shù)鑒定的原則;</p><p> 4、要按照國家有關(guān)勞動安全工業(yè)衛(wèi)生及消防的標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)設(shè)計規(guī)定進(jìn)行設(shè)計;</p>
18、<p> 5、在學(xué)習(xí)、總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,移動試用可行的先進(jìn)技術(shù);</p><p> 6、設(shè)計中應(yīng)充分考慮節(jié)約能源、節(jié)約用地,實(shí)行自愿的綜合利用,改善勞動條件以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境。</p><p> 1.3廠址及建廠條件論證</p><p> 赤峰市地處東北經(jīng)濟(jì)區(qū)和華北經(jīng)濟(jì)區(qū)接合部,是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的重要組成部分,區(qū)位優(yōu)越,距北京、天
19、津、沈陽、大連等大城市均在400-600公里,距錦州、秦皇島等港口不足300公里,可直接接受京津塘、遼中南兩大經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的輻射。赤峰地域遼闊,資源豐富?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)各種礦產(chǎn)70余種,主要有鉛、鋅、煤、鐵、銅、鉬、螢石、天然氣等。</p><p> 赤峰具有良好的交通優(yōu)勢。赤峰鐵路由京通鐵路干線和葉赤鐵路支線交匯成網(wǎng),聯(lián)結(jié)赤峰與首都北京、自治區(qū)首府呼和浩特市和沈陽、錦州等東北重鎮(zhèn),是赤峰市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動脈。共有公路
20、261條,總長10061公里。其中,國道4條:國道111線北京至加格達(dá)奇、國道303線集安至錫林浩特、國道305線莊河至林東、國道306線綏中至經(jīng)棚,總里程1260公里;省道4條:省道204線錫林浩特至巴林橋、省道205線大板至朝陽、省道206線赤峰至承德、省道219線小城子至平泉,總里程551公里,北京經(jīng)承德走茅荊壩線到赤峰420公里只需5小時。</p><p> 綜上所述,赤峰市原料豐富,交通運(yùn)輸條件便利,
21、其自然條件和協(xié)助條件都很優(yōu)越,在赤峰建廠,符合國家西部大開發(fā)的戰(zhàn)略和該地區(qū)的發(fā)展思路,勢必會為國家、為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。</p><p><b> 1.4畢業(yè)設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 一、鋅冶煉沸騰焙燒爐設(shè)計。</p><p> 二、鋅精礦沸騰焙燒工藝流程設(shè)計。</p><p> 三、沸騰焙燒爐物
22、料平衡和熱平衡初算。</p><p> 四、設(shè)備的選型設(shè)計與計算。</p><p><b> 五、環(huán)保與安全。</b></p><p> 第二章 工藝流程的選擇與論證</p><p> 2.1原料組成及特點(diǎn)</p><p> 本次設(shè)計處理的原料鋅精礦成分如下表所示。</p>
23、<p> 表2-1 鋅精礦的化學(xué)成分</p><p> 2.2鋅冶金及沸騰焙燒工藝概述</p><p> 鋅主要以硫化物形態(tài)存在于自然界, 氧化物形態(tài)為其次。在硫化礦中, 鋅的主要礦物是閃鋅礦和高鐵閃鋅礦,經(jīng)選礦后得到硫化鋅精礦。</p><p> 通過這些煉鋅礦物生產(chǎn)出鋅錠的工藝被分為兩大類: 火法煉鋅和濕法煉鋅。而目前世界上主要煉鋅方法
24、是濕法煉鋅,有85%以上的原生鋅錠是通過濕法煉鋅的方法生產(chǎn)出來的。</p><p> 火法煉鋅是利用鋅的沸點(diǎn)(906℃) 較低, 在冶煉過程中用還原劑將其從氧化物中還原揮發(fā), 從而使鋅與脈石和其它雜質(zhì)分離, 鋅蒸氣進(jìn)入冷凝系統(tǒng)被冷凝成金屬鋅。而硫化鋅精礦則需經(jīng)過焙燒而氧化成氧化物, 然后再進(jìn)行還原揮發(fā)、冷凝得到粗鋅, 粗鋅經(jīng)精餾后得精鋅。</p><p> 在鋅火法冶金工藝中, 由于使
25、用還原劑, 產(chǎn)生大量的溫室氣體, 在不同程度上對大氣環(huán)境都有污染。</p><p> 濕法煉鋅工藝實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的大型化, 并消除火法冶金的某些缺陷, 如使用固體還原劑, 使環(huán)境保護(hù)問題得以大為改善。</p><p> 與火法冶金不同的是,濕法冶金過程中的主要化學(xué)反應(yīng)是在水溶液中進(jìn)行的。在許多情況下往往是濕法與火法相配合。與火法冶金相比較,濕法冶金具有如下優(yōu)點(diǎn):</p>&l
26、t;p> (1)可以直接制取純凈的金屬;</p><p> ?。?)可以有選擇性地浸出有價元素,而不與脈石作用;</p><p> ?。?)能綜合提取各種有價元素;</p><p> (4)適于處理貧礦,也適合處理精礦以及復(fù)雜礦;</p><p> (5)生產(chǎn)的伸縮性大,生產(chǎn)規(guī)??纱罂尚?;</p><p>
27、 (6)空氣污染和硫的回收問題好解決;</p><p> ?。?)勞動條件好(低溫)等。</p><p> 濕法煉鋅由鋅精礦的沸騰焙燒、焙燒礦的浸出、凈化和電積4個工序組成。濕法煉鋅(又稱電解法煉鋅)處理硫化鋅精礦同樣也要經(jīng)過焙燒工藝,使硫化鋅精礦變成易于被稀硫酸溶解的氧化鋅。</p><p> 濕法煉鋅的主要優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境衛(wèi)生,勞動條件好,金屬回收率高,產(chǎn)品質(zhì)量
28、高,易</p><p> 于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)化、自動化生產(chǎn),且濕法煉鋅能綜合回收10 多種有價元素, 對環(huán)境的影響小, 可以產(chǎn)出高品位鋅。鑒于濕法煉鋅有以上優(yōu)點(diǎn),本設(shè)計采用濕法煉鋅工藝。</p><p> 2.3沸騰焙燒工藝及主要設(shè)備的選擇</p><p> 金屬鋅的生產(chǎn),無論是用火法還是濕法,90%以上都是以硫化鋅精礦為原料。硫化鋅不能被廉價的、最容易獲得的
29、碳質(zhì)還原劑還原,也不容易被廉價的,并且在浸出—電積濕法煉鋅生產(chǎn)流程中可以再生的硫酸稀溶液(廢電解液)所浸出,因此對硫化鋅精礦氧化焙燒使之轉(zhuǎn)變成氧化鋅是很有必要的。焙燒就是通常采用的完成化合物形態(tài)轉(zhuǎn)變的化學(xué)過程,是冶煉前對礦石或精礦進(jìn)行預(yù)處理的一種高溫作業(yè)。</p><p> 硫化物的焙燒過程是一個發(fā)生氣固反應(yīng)的過程,將大量的空氣(或富氧空氣)通入硫化礦物料層,在高溫下發(fā)生反應(yīng),氧與硫化物中的硫化合產(chǎn)生氣體SO2
30、,有價金屬則變成為氧化物或硫酸鹽。同時去掉砷、銻等雜質(zhì),硫生成二氧化硫進(jìn)入煙氣,作為制硫酸的原料。焙燒過程得到的固體產(chǎn)物就被稱為焙砂或焙燒礦。</p><p> 焙燒過程是復(fù)雜的,生成的產(chǎn)物不盡一致,可能有多種化合物并存。一般來說,硫化物的氧化反應(yīng)主要有:</p><p> 硫化物氧化生成硫酸鹽</p><p> MeS + 2 O2 = MeSO4</
31、p><p> 硫化物氧化生成氧化物</p><p> MeS + 1.5 O2 = MeO + SO2</p><p> 3)金屬硫化物直接氧化生成金屬</p><p> MeS + 2 O2 = MeO + SO2</p><p><b> 硫酸鹽離解</b></p><
32、;p> MeSO4 = MeO + SO3</p><p> SO3 = SO2 + 0.5 O2</p><p> 此外,在硫化鋅精礦中,通常還有多種化合價的金屬硫化物,其高價硫化物的離解壓一般都比較高,故極不穩(wěn)定,焙燒時高價態(tài)硫化物離解成低價態(tài)的硫化物,然后再繼續(xù)進(jìn)行其焙燒氧化反應(yīng)過程。</p><p> 在焙燒過程中,精礦中某種金屬硫化物和它的硫
33、酸鹽在焙燒條件下都是不穩(wěn)定的化合物時,也可能相互反應(yīng),如:</p><p> FeS + 3FeSO4 = 4FeO + 4SO2</p><p> 由上述各種反應(yīng)可知,鋅精礦中各種金屬硫化物焙燒的主要產(chǎn)物是MeO、MeSO4以及SO2 、SO3 和O2。此外還可能有MeO·Fe2O3,MeO·SiO2等。</p><p> 2.3.1沸騰
34、焙燒爐爐型</p><p> 沸騰焙燒爐簡稱沸騰爐,又稱流化床焙燒爐。用固體技術(shù)焙燒硫化礦的裝置。過程有反應(yīng)熱放出,產(chǎn)生含有二氧化硫的氣體主要用來制造硫酸,礦渣則用作冶金原料。沸騰焙燒爐是流態(tài)化技術(shù)的熱工設(shè)備,具有氣-固間熱質(zhì)交換速度快、沸騰層內(nèi)溫度均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好;沸騰層與冷卻器壁間的傳熱系數(shù)大、生產(chǎn)率高、操作簡單、便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化等一系列優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于鋅精礦的氧化焙燒。</p>
35、<p> 沸騰焙燒工藝流程要根據(jù)具體條件和要求而定,焙燒性質(zhì)、原料、地理位置等因素不同其選擇的工藝流程也不盡相同。一般可分為爐料準(zhǔn)備及加料系統(tǒng)、爐本體系統(tǒng)、煙氣及收塵系統(tǒng)和排料系統(tǒng)四個部分。</p><p> 爐料準(zhǔn)備及加料系統(tǒng)主要為沸騰焙燒爐提供合格的爐料,以保證焙燒爐的穩(wěn)定性和連續(xù)性。加料方式分為干式和濕式兩種。由于濕式加料缺點(diǎn)較多,國內(nèi)沒有工廠采用。固本設(shè)計采用干式加料。干式加料常采用圓筒干燥
36、窯。圓筒干燥窯是一種最簡單的機(jī)械干燥設(shè)備,窯身由鋼板做成,窯內(nèi)襯為耐火磚。</p><p> 焙燒爐是焙燒的主體設(shè)備,按床面積形狀可分為圓形(或橢圓形)和矩形。矩形很少采用。圓形斷面的爐子,爐體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大,材料較省,散熱較小,空氣分布較均勻因此得到廣泛采用。工業(yè)生產(chǎn)常用的鋅精礦沸騰焙燒爐有道爾式沸騰爐和魯奇式沸騰爐兩類。</p><p> 魯奇式沸騰爐上部結(jié)構(gòu)采用擴(kuò)大段,造成煙氣流速
37、減慢和煙塵率降低,延長了煙氣的停留時間,煙氣中的煙塵得到充分的焙燒,從而使煙塵中的含硫量達(dá)到要求,煙</p><p> 塵質(zhì)量得到保證,焙砂質(zhì)量較高、生產(chǎn)率高、熱能回收好。低的煙塵率相應(yīng)提高了焙砂部分的產(chǎn)出率,減小了收塵系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),本設(shè)計采用魯奇式沸騰焙燒爐。其工藝流程如圖2-1所示。</p><p> 煙氣從焙燒爐排出時,溫度一般在1123—1353K之間,須冷卻到適當(dāng)溫度以便收塵。
38、常見的煙氣冷卻方式分直接冷卻和間接冷卻兩類。直冷主要采用向煙氣直接噴水冷卻,由于廢熱得不到有效利用,所以很少采用。間接冷卻由表面冷卻器、水套冷卻器、汽化冷卻器和余熱鍋爐。目前,國內(nèi)最常用的是余熱鍋爐。本設(shè)計采用余熱鍋爐。</p><p> 圖2-1魯奇式沸騰爐焙燒工藝工藝流程圖</p><p> 焙燒爐生產(chǎn)的焙砂從流態(tài)化層溢流口自動排出,可采用濕法和干法兩種輸送方法。兩種方法各具特點(diǎn),
39、企業(yè)可根據(jù)具體情況,選擇適宜的排料方法。本設(shè)計采用干法輸送。</p><p> 沸騰焙燒爐爐體(圖2-2)為鋼殼內(nèi)襯保溫磚再襯耐火磚構(gòu)成。為防止冷凝酸腐蝕,鋼殼外面有保溫層。爐子的最下部是風(fēng)室,設(shè)有空氣進(jìn)口管,其上是空氣分布板??諝夥植及迳鲜悄突鸹炷翣t床,埋設(shè)有許多側(cè)面開小孔的風(fēng)帽。爐膛中部為向上擴(kuò)大的圓錐體,上部焙燒空間的截面積比沸騰層的截面積大,以減少固體粒子吹出。沸騰層中裝有的冷卻管,爐體還設(shè)有加料口、
40、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進(jìn)口、點(diǎn)火口等接管。爐頂有防爆孔。</p><p><b> 圖2-2沸騰焙燒爐</b></p><p> 沸騰焙燒爐分直筒型爐和上部擴(kuò)大型爐兩種:①直筒型爐。多用于有色金屬精礦</p><p> 的焙燒,焙燒強(qiáng)度較低,爐膛上部不擴(kuò)大或略微擴(kuò)大,外觀基本上呈圓筒型。②上部擴(kuò)大型爐。早期用于破碎塊礦(作為硫酸生
41、產(chǎn)原料開采的硫鐵礦,多成塊狀,習(xí)慣稱塊礦)的焙燒。后來發(fā)展到用于各種浮選礦(包括有色金屬浮選精礦、選礦時副產(chǎn)的含硫鐵礦的尾砂,以及為了提高硫鐵礦品位而通過浮選得到的硫精礦,這些礦粒度都很?。┑谋簾簾龔?qiáng)度較高。</p><p> 操作指標(biāo)和條件主要有焙燒強(qiáng)度、沸騰層高度、沸騰層溫度、爐氣成分等。</p><p> 焙燒強(qiáng)度 習(xí)慣上以單位沸騰層截面積一日處理含硫3
42、5%礦石的噸數(shù)計算。焙燒強(qiáng)度與沸騰層操作氣速成正比。氣速是沸騰層中固體粒子大小的函數(shù),一般在 1~3m/s范圍內(nèi)。一般浮選礦的焙燒強(qiáng)度為15~20t/();對于通過3×3mm的篩孔的破碎塊礦,焙燒強(qiáng)度為30t/()。</p><p> 沸騰層高度 即爐內(nèi)排渣溢流堰離風(fēng)帽的高度,一般為0.9~1.5m。</p><p> 沸騰層溫度
43、隨硫化礦物、焙燒方法等不同而異。例如:鋅精礦氧化焙燒為1070~1100℃,而硫酸化焙燒為900~930℃;硫鐵礦的氧化焙燒溫度為850~950℃。</p><p> 爐氣成分 硫鐵礦氧化焙燒時,爐氣中二氧化硫13%~13.5%,三氧化硫≤0.1%。硫酸化焙燒,空氣過剩系數(shù)大,故爐氣中二氧化硫濃度低而三氧化硫含量增加。</p><p> 特點(diǎn):①焙燒強(qiáng)度高;②礦渣
44、殘硫低;③可以焙燒低品位礦;④爐氣中二氧化硫濃度高、三氧化硫含量少;⑤可以較多地回收熱能產(chǎn)生中壓蒸汽,焙燒過程產(chǎn)生的蒸汽通常有35%~45%是通過沸騰層中的冷卻管獲得;⑥爐床溫度均勻;⑦結(jié)構(gòu)簡單,無轉(zhuǎn)動部件,且投資省,維修費(fèi)用少;⑧操作人員少,自動化程度高,操作費(fèi)用低;⑨開車迅速而方便,停車引起的空氣污染少。但沸騰爐爐氣帶礦塵較多,空氣鼓風(fēng)機(jī)動力消耗較大。</p><p> 2.3.2氣體分布板及風(fēng)箱</
45、p><p> 2.3.2.1氣體分布板</p><p> 氣體分布板一般由風(fēng)帽、花板、耐火襯墊構(gòu)成。氣體分布版的設(shè)計應(yīng)考慮到下列條件:使進(jìn)入床層的氣體分布均勻,創(chuàng)造良好的初始流態(tài)化條件,有一定的孔眼噴出速度,使物料顆粒特別是大顆粒受到激發(fā)湍動起來;具有一定的阻力,以減少流態(tài)化層各處的料層阻力的波動;此外還應(yīng)不漏料、不堵塞、耐摩擦、耐腐蝕、不變形;結(jié)構(gòu)簡單,便于制作、安裝和檢修。</p
46、><p><b> 2.3.2.2風(fēng)帽</b></p><p> 風(fēng)帽大致可分為直流式、測流式、密孔式和填充式四種。鋅精礦流態(tài)化焙燒爐廣泛應(yīng)用測流式風(fēng)帽。從風(fēng)帽的側(cè)孔噴出的氣體緊貼分布板進(jìn)入床層,對床層攪動作用較好,孔眼不易被堵塞,不易漏料。風(fēng)帽的材料現(xiàn)多為耐熱鑄鐵。風(fēng)帽的排列密度一般為35~100個/,風(fēng)帽中心距100~180mm,視風(fēng)帽排列密度和排列方式而定。風(fēng)帽
47、的排列方式有同心圓排列、等邊三角形排列和正方形排列。本設(shè)計也采用測流式同心圓排列風(fēng)帽。</p><p><b> 2.3.2.3風(fēng)箱</b></p><p> 風(fēng)箱的作用在于盡量使分布板下氣流的動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓,使壓力分布均勻,避免氣流直沖分布板。因此風(fēng)箱應(yīng)有足夠的容積。風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)形式由圓錐式、圓柱式、錐臺式及柱錐式。對于大型的宜采用中心圓柱預(yù)分布器。中心圓柱同時起
48、著支撐氣體分布板的作用,所以本次設(shè)計采用中心圓柱式風(fēng)箱。</p><p> 2.3.3流態(tài)化床層排熱裝置</p><p> 排熱方式有直接排熱和間接排熱。前者是向爐內(nèi)噴水,優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)爐溫靈敏,操作方便,爐內(nèi)生產(chǎn)能力大些;缺點(diǎn)是:廢熱未得到利用。</p><p> 間接排熱應(yīng)用較為普遍,間接排熱目的:使流態(tài)化床層內(nèi)余熱通過冷卻介質(zhì)達(dá)到降溫目的。冷卻方式:可采用汽
49、化冷卻及循環(huán)水冷卻兩種方式,汽化冷卻是較為普遍采用的。本次設(shè)計也采用汽化冷卻。</p><p><b> 2.3.4排料口</b></p><p> 1.外溢流排料口 </p><p> 流態(tài)化焙燒爐一般采用外溢流排料口,物料經(jīng)由溢流口直接排出爐外。排料口溜礦面可采用混凝土搗制而成,其坡度應(yīng)大于。外溢流排料處設(shè)有清理口。</p&g
50、t;<p><b> 2.底流排料口 </b></p><p> 當(dāng)入爐物料存在粗顆粒,或在焙燒過程中生成粗顆粒,一般不能從溢流口排出,應(yīng)采用底流排料口排料。</p><p> 所以本次設(shè)計采用的排料口為底流排料口。</p><p><b> 2.3.5煙氣出口</b></p><
51、;p> 煙氣出口的方式有側(cè)面及爐頂中央兩種。本設(shè)計煙氣出口設(shè)在爐膛側(cè)面,爐頂不承受負(fù)荷,不易損壞,檢修方便。煙氣出口與鍋爐之間目前多采用軟連接。</p><p> 第三章 物料衡算及熱平衡計算</p><p> 3.1鋅精礦流態(tài)化焙燒物料平衡計算</p><p> 3.1.1鋅精礦硫態(tài)化焙燒冶金計算</p><p> 根據(jù)精礦
52、的物相組成分析,精礦中各元素呈下列化合物形態(tài)Zn、Cd、Pb、Cu、Fe分別呈ZnS、CdS、PbS、、 ;脈石中的Ca、Mg、Si分別呈、、形態(tài)存在。</p><p> 以100鋅精礦(干量)進(jìn)行計算。</p><p><b> 1.ZnS量 :</b></p><p> 其中Zn:52.02 S:25.43</p>
53、<p><b> 2.CdS量:</b></p><p> 其中 Cd;0.41 S:0.12</p><p><b> 3.PbS量:</b></p><p> 其中:Pb:0.21 S:0.03</p><p><b> 4.量:</b>
54、;</p><p> 其中:Cu:0.65 Fe:0.57 S:0.66</p><p> 5. 和量:除去中Fe的含量,余下的Fe為,除去ZnS、CdS、PbS、中S的含量,余下的S量為。此S量全部分布在和中,設(shè)中Fe為x,S量為y,則</p><p> 解得:=1.21,=1.39</p><p> 即中:Fe=1.2
55、1、S=1.39、=2.6。</p><p> 中:Fe:8.01-1.21=6.80 S:5.84-1.39=4.45</p><p> ?。?.80+4.45=11.25</p><p><b> 6. 量:</b></p><p> 其中CaO:0.78 :0.61</p><p
56、><b> 7. 量:</b></p><p> 其中MgO:0.05 :0.05</p><p> 表3-1 混合精礦物相組成,</p><p> 注:在其他成分中,2.75-(0.61+0.05)=1.28。因?yàn)闅怏w進(jìn)入煙氣中。</p><p> 3.1.2煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成計算<
57、;/p><p> 硫酸化焙燒有關(guān)指標(biāo):</p><p> 焙燒鋅金屬直接回收率 99.5%</p><p><b> 脫鉛率 50%</b></p><p><b> 脫鎘率 60%</b></p><p> 空氣過剩系數(shù) 1.25</p><
58、;p> 煙塵產(chǎn)出率及煙塵物相組成計算:</p><p> 設(shè)煙塵產(chǎn)出量為,各組分進(jìn)入煙塵的數(shù)量為:</p><p><b> Zn </b></p><p><b> Cd </b></p><p><b> Pb </b></p><
59、p><b> Cu </b></p><p><b> Fe </b></p><p><b> CaO </b></p><p><b> MgO </b></p><p><b> 0.005</b><
60、;/p><p><b> 0.0214</b></p><p><b> 其他 </b></p><p> 各組分化合物進(jìn)入煙塵的數(shù)量為:</p><p><b> 1.ZnS量:</b></p><p> 其中:Zn 0.0102 S 0
61、.005</p><p><b> 2.量:</b></p><p> 其中:Zn 0.0437 S 0.0241 O 0.0428</p><p> 3.量:煙塵中Fe先生成,其量為:,有與ZnO結(jié)合成,其量為:。</p><p><b> 量為</b></p>&
62、lt;p> 其中:Zn 0.75 Fe 1.29 O 0.74</p><p> 余下的的量:5.52-1.84=3.68</p><p> 其中:Fe 2.57 O 1.11</p><p> 4.ZnO量:Zn 23.41-(0.0102x+0.0347x+0.75)=22.66-0.0539x</p><p>
63、;<b> ZnO </b></p><p><b> 5.CdO量:</b></p><p> 其中:Cd 0.246 O 0.03</p><p><b> 6.CuO量:</b></p><p> 其中:Cu 0.29 O 0.07</p>
64、<p><b> 7.量:PbO,</b></p><p> 其中:Pb 0.105 O 0.008</p><p><b> 與PbO結(jié)合的量:</b></p><p> 剩余的量:1.476-0.03=1.473</p><p> 8.CaO量:0.351</p&
65、gt;<p> 9.MgO量:0.0321</p><p> 10.其他:0.576</p><p><b> 綜合以上各項得:</b></p><p><b> 解得:</b></p><p> 即煙塵產(chǎn)出率為焙燒干凈礦的40.117%。</p><p&
66、gt;<b> ZnS量:</b></p><p> 其中:Zn 0.41 S 0.20</p><p><b> 量:</b></p><p> 其中:Zn 1.754 S 0.858 O 1.717</p><p> 表3-2煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成,</p>
67、;<p> 3.1.3焙砂產(chǎn)出率及其化學(xué)與物相組成計算</p><p> 設(shè)每焙燒100干精礦產(chǎn)出的焙砂為,則:</p><p> Zn 52.02-23.41=28.61Kg</p><p> Cd 0.41-0.246=0.164Kg</p><p> Cu 0.65-0.29=0.36Kg</p>
68、<p> Pb 0.21-0.105=0.105Kg</p><p> Fe 8.58-3.68=4.72Kg</p><p> CaO0.78-0.351=0.429Kg</p><p> MgO 0.05-0.023=0.027Kg</p><p> SiO2 3.28-1.476=1.804Kg</p>
69、<p> 其他 1.28-0.576=0.704Kg</p><p> 焙砂中SSO4取1.10%,SS取0.3%,SSO4和SS全部與Zn結(jié)合;PbO與SiO2結(jié)合成</p><p> PbO˙SiO2;其他金屬以氧化物形態(tài)存在。</p><p> 各組分化合物進(jìn)入焙砂中的數(shù)量為:量:0.011,量:0.003</p><p
70、><b> 1.量:</b></p><p> 其中:Zn 0.0225Kg S 0.011Kg </p><p><b> 2.ZnS量:</b></p><p> 其中:Zn 0.0061 S 0.003</p><p> 3.量:焙砂中Fe先生成,其量為,有40%與Zn
71、O結(jié)合成,其量為。</p><p><b> 量:</b></p><p> 其中:Zn 1.105 Fe 1.888 O 1.082</p><p><b> 余下的量:</b></p><p> 其中:Fe 2.832 O 1.217</p><p>
72、 4.ZnO量:Zn </p><p><b> ZnO </b></p><p><b> 5.CdO量:</b></p><p> 其中:Cd 0.164 O 0.023</p><p><b> 6.CuO量:</b></p><p>
73、; 其中:Cu 0.36 O 0.091</p><p><b> 7. 量:PbO </b></p><p> 其中:Pb 0.105 O 0.008</p><p><b> 與PbO結(jié)合的量:</b></p><p><b> 剩余的SiO2量:</b>
74、</p><p> 8.CaO量:0.429</p><p> 9.MgO量:0.027</p><p> 10.其他:0.704</p><p><b> 綜合以上各項得:</b></p><p> 解得:,即焙砂產(chǎn)出率為焙燒干精礦的47.449%。</p><p&
75、gt;<b> 量:</b></p><p> 其中:Zn 1.067 S 0.552 O 1.044</p><p><b> ZnS量:</b></p><p> 其中:Zn 0.29 S 0.142</p><p><b> ZnO量:</b><
76、;/p><p> 其中:Zn 26.148 O 6.379</p><p> 以上計算結(jié)果列于下表</p><p> 表3-3焙砂的物相組成,</p><p> 根據(jù)以上計算,投入100 Kg鋅精礦,產(chǎn)出水洗浮渣0.903Kg,含鋅77.5%,水洗浮渣中鋅量0.7Kg,設(shè)此鋅量在水洗浮渣中關(guān)不以氧化鋅形式存在,則水洗浮渣中各組分ZnO
77、0.871Kg(其中Zn 0.7Kg,O 0.171Kg),其他0.903-0.871=0.032Kg。在冶煉過程中,水洗浮渣返回加入流態(tài)化焙燒爐,脫去其中的氟、氯等雜質(zhì),這部分氧化鋅全部進(jìn)入焙砂中。</p><p> 所以,進(jìn)入焙燒爐物料量為:精礦100Kg,水洗浮渣0.903Kg,共計100.903Kg,產(chǎn)出煙塵量40.117Kg,焙砂量47.449Kg,共計燒結(jié)礦87.566Kg。</p>
78、<p> 焙燒礦物組成見下表:</p><p> 表3-4焙燒礦物組成,</p><p> 3.1.4焙燒要求的空氣量及產(chǎn)出煙氣量與組成的計算</p><p> 3.1.4.1焙燒礦脫硫率計算</p><p> 精礦中S量為32.08,焙燒礦中的S量為1.878,煙氣中的S量為,焙燒脫硫率為。</p><
79、;p><b> 出爐煙氣計算</b></p><p> 假定95%的S生成,5%的S生成,則:</p><p> 生成需要的量為: </p><p><b> 生成需要的量為:</b></p><p> 煙塵和焙砂中,氧化物和硫酸鹽的含氧量為18.419,則100鋅精礦(干量)焙燒
80、需理論氧量為:</p><p> 空氣中氧的質(zhì)量百分比為23%,則需理論空氣量為:</p><p> 過??諝庀禂?shù)可取1.25~1.30,本文取1.25,則實(shí)際需要空氣量為:</p><p> 空氣中各組分的質(zhì)量百分比為77%,23%,鼓入267.419空氣,其中:</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,空氣密度為1.293,實(shí)際需要空氣之體
81、積為:</p><p> 空氣中,和的體積百分比為79%、21%,則:</p><p> 3.1.4.2焙燒爐排出煙量和組成</p><p><b> 1.焙燒過程中產(chǎn)出</b></p><p><b> 2.過剩的量:</b></p><p> 3.鼓入空氣帶入的
82、量:</p><p> 4.和分解產(chǎn)量:0.61+0.05=0.66</p><p> 5.鋅精礦及空氣帶入水分產(chǎn)生的水蒸汽量:</p><p> 進(jìn)入焙燒礦的鋅精礦含水取8%,100Kg干精礦帶入水分為。</p><p><b> 空氣帶入水分量計算</b></p><p> 赤峰地區(qū)
83、氣象資料:大氣壓力88650Pa,相對濕度34%,年平均氣溫5,換算成此條件下空氣需要量為:</p><p> 空氣的飽和含水量為0.0162,帶入水分量為:</p><p><b> 帶入水分總量為:或</b></p><p> 以上計算結(jié)果列于下表</p><p> 表3-5煙氣量和組成</p>
84、<p> 按以上計算結(jié)果編制的物料平衡表如下:(未計機(jī)械損失)</p><p><b> 3.2熱平衡計算</b></p><p><b> 3.2.1熱收入</b></p><p> 進(jìn)入流態(tài)化焙燒爐熱量包括反應(yīng)熱及精礦、空氣和水分帶入熱量等。</p><p> 1.硫化鋅按
85、下式反應(yīng)氧化放出熱量Q</p><p> ZnS+1O=ZnO+SO+443508</p><p> 生成ZnO的ZnS量: </p><p><b> Q=</b></p><p> 2.硫化鋅按下式反應(yīng)硫酸氧化放出熱量O</p><p> ZnS+2O=ZnSO+774767<
86、/p><p> 生成ZnSO的ZnS量:</p><p><b> Q=</b></p><p> 3.ZnO和FeO按下式反應(yīng)生成ZnO.FeO放出的熱量Q:</p><p> ZnO+ FeO= ZnO.FeO+</p><p> 生成ZnO.FeO的ZnO量</p>&l
87、t;p><b> Q=</b></p><p> 4.FeS按下式反應(yīng)氧化放出熱量Q</p><p> 4FeS+11O=2 FeO+8 SO+</p><p><b> Q=</b></p><p> 5.FeS按下式反應(yīng)氧化放出熱量Q</p><p>
88、2FeS+3O= FeO+2 SO+</p><p> FeS分解得到FeS量:</p><p> CuFeS分解得到FeS量:</p><p><b> Q=</b></p><p> 6.CuFeS和FeS分解得到硫燃燒放出熱量Q</p><p> CuFeS= Cu S+FeS+S
89、</p><p><b> 分解出S量:</b></p><p> FeS=7FeS+S</p><p><b> 分解出S量:</b></p><p> 1硫燃燒放出的熱量為9303則:</p><p><b> Q=</b></p&g
90、t;<p> 7.PbS按下式反應(yīng)放出熱量Q</p><p> PbS+1O=PbO+SO+</p><p> PbS+SiO= PbO˙SiO+</p><p> 生成PbS放出熱量:</p><p> 生成PbO˙SiO量:</p><p> 生成PbO˙SiO放出熱量:</p>
91、;<p> Q=423+7=430</p><p> 8.CdS按下式反應(yīng)放出熱量Q</p><p> CdS+O=CdO+SO+413656</p><p> 生成CdO的CdS量:</p><p><b> Q =</b></p><p> 9.CuS按下式反應(yīng)氧化放
92、出熱量Q</p><p> CuS+2 O= 2CuO+ SO+</p><p> 生成CuO的CuS量:</p><p><b> Q=</b></p><p> 10.部分SO生成SO放出熱量Q</p><p><b> SO+O= SO+</b></p&
93、gt;<p><b> Q=</b></p><p> 11.鋅精礦帶入熱量Q</p><p> 進(jìn)入流態(tài)化焙燒爐的精礦溫度為40,精礦比熱取0.84</p><p><b> Q=</b></p><p> 12.空氣帶入熱量為Q</p><p>
94、 空氣比熱取1.32,空氣溫度為17.5,</p><p><b> Q=</b></p><p> 13.入爐精礦含水分8.696,水分比熱取4.186,100精礦中的水分帶入熱量Q</p><p><b> Q=</b></p><p> 熱量總收入Q= Q+O+Q+Q+Q+Q+Q+Q+
95、Q+ Q+Q+ Q+ Q=1457+5561+3360+4641+2717+1518+430+6698+80889+17952+3242+33417+328902</p><p><b> =490784</b></p><p><b> 3.2.2熱支出</b></p><p><b> 1.煙氣帶走量為
96、Q</b></p><p> 爐頂煙氣900C,各比分比熱為():</p><p> SO SO C O N O HO </p><p> 2.215 2.303 2.181 1.394 1.465 1.687</p><p>
97、2.煙塵帶走的熱量為Q</p><p> 由爐中出來的煙塵溫度為900,其比熱為0.84</p><p><b> Q=</b></p><p> 3.焙沙帶走的熱量為Q</p><p> 由爐中出來的焙沙溫度為850,其比熱為0.84</p><p><b> Q=</
98、b></p><p> 4.鋅精礦中水分蒸發(fā)帶走熱量為Q</p><p><b> Q=GtC+GV</b></p><p> 式中G——鋅精礦中水的質(zhì)量,;</p><p> t——鋅精礦中水的溫度,40</p><p> C——水的比熱,,4.1868;</p>
99、<p> V ——水的汽化熱,,40C,V為2407。</p><p><b> Q=</b></p><p> 5.精礦中碳酸鹽分解吸收的熱量為Q分Ⅰ</p><p> CaCO分解吸熱1583, Mg CO分解吸熱1315</p><p><b> Q分Ⅰ=</b><
100、/p><p> 6.Cu FeS和FeS分解吸收的熱量為Q分Ⅱ</p><p><b> Q分Ⅱ=</b></p><p> 7.通過爐頂和爐壁的散失熱量為Q</p><p> 為簡化計算,按生產(chǎn)實(shí)踐,散熱損失均為熱收入的2.3~5.5%,取5.0%</p><p> Q=Q5.0%=490
101、7840.05=24539</p><p><b> 8.剩余熱量為Q</b></p><p> Q= Q-(Q+Q+Q+ Q+Q分Ⅰ+Q分Ⅱ+Q)</p><p> =490784-(282232+30328+33879+22388+2332+6847+24539)</p><p><b> =882
102、39</b></p><p> 第四章 沸騰焙燒爐的選型計算</p><p><b> 4.1床面積</b></p><p> 床面積按每日需要焙燒的干精礦量依據(jù)同類工廠先進(jìn)的床能率選取。計算式為:</p><p> 式中 F—需要的床面積,;</p><p> 每日需要焙
103、燒的干精礦量,;</p><p><b> α—爐子床能率,。</b></p><p> 另外,也可按風(fēng)量平衡計算,算出需要的床面積,其計算公式如下:</p><p> 式中 —過??諝庀禂?shù);</p><p> Q—精礦焙燒理論空氣量,;</p><p> G—干精礦處理量,;<
104、/p><p> t—流態(tài)化床溫度,;</p><p> u—流態(tài)化床空氣直線速度,。</p><p> 確定A:設(shè)沸騰焙燒爐每年工作330天,床能率取5.5,年產(chǎn)6萬噸鋅,鋅的回收率94%,鋅精礦含鋅52.02%</p><p><b> A=t/d</b></p><p><b>
105、 則 </b></p><p> 沸騰爐的選擇一般趨于大爐42、55、69、72、84、92、109 m2這里選一臺69 m2。</p><p><b> 4.2前室面積</b></p><p> 我國使用的18.7—45的流態(tài)化焙燒爐均有前室。小于5的爐子可不用前室。16的爐子也有不用前室的。由于本設(shè)計的爐床面積為69,
106、固應(yīng)該采用前室。</p><p> 前室有矩形和扇形兩種,一般為1.5~2.這里取2.</p><p> 4.3流態(tài)化床斷面尺寸</p><p> 式中 —流態(tài)化焙燒爐加料前室面積,;</p><p> —流態(tài)化焙燒爐爐床面積,;</p><p><b> —爐床直徑,。</b><
107、;/p><p> 矩形爐的爐長與寬尺寸之比,國內(nèi)一般為2—3:1??梢赃m應(yīng)生產(chǎn)要求。其關(guān)系式如下:</p><p> 式中 B—為矩形爐寬, ;</p><p> L—為矩形爐的長邊長度,。</p><p> 由于本設(shè)計采用圓形帶前室爐型,固床斷面尺寸</p><p> 4.4流態(tài)化床高度(排料口高度)<
108、/p><p> 流態(tài)化床高度近似的等于氣體分布板至溢流口下沿的高度。一般它是由爐內(nèi)停留時間、流態(tài)化床的穩(wěn)定性和冷卻器的安裝條件等因素確定。國內(nèi)生產(chǎn)的流態(tài)化高度一般為。本設(shè)計采用1.2m。</p><p> 4.5爐膛面積和直徑</p><p> 式中 —沸騰焙燒爐單位面積生產(chǎn)率,;</p><p> —單位爐料煙氣產(chǎn)出量,2088.41;
109、</p><p> —爐膛溫度,950℃;</p><p> —爐床面積,67.6;</p><p><b> —</b></p><p> —顆粒帶出速度,一般為1.35,和精礦粒度有關(guān),K取0.3~0.55,這里取小值0.3.</p><p><b> —</b>
110、;</p><p><b> —</b></p><p><b> 爐腹角ф取。</b></p><p><b> 4.6爐膛高度</b></p><p> 未擴(kuò)大直筒部分,根據(jù)操作和安裝方便而定,一般取2.6。</p><p><b>
111、; 擴(kuò)大部分高度</b></p><p><b> 爐膛高度</b></p><p> 式中t—煙氣在爐內(nèi)必須停留的時間,秒,取20.</p><p><b> ==8.1</b></p><p> 4.7氣體分布板及風(fēng)帽</p><p> 4.7.1
112、氣體分布板孔眼率</p><p> 氣體分布板孔眼率即風(fēng)帽孔眼總面積與爐床面積之比值。根據(jù)國內(nèi)工廠實(shí)踐,鋅精礦流態(tài)化焙燒爐空氣分布板的孔眼率一般為。本設(shè)計選用1.0%。</p><p><b> 4.7.2風(fēng)帽</b></p><p> 風(fēng)帽分菌形、傘形、錐形等,風(fēng)帽孔眼有側(cè)孔式、直通式、密孔式等。本設(shè)計采用側(cè)孔式菌形風(fēng)帽,因?yàn)閺膫?cè)孔噴出
113、的氣體緊貼分布板面進(jìn)入流態(tài)化床,攪動作用好,孔眼 不易堵塞、不易漏料等。</p><p> 風(fēng)帽的孔眼數(shù)一般為4、6、8,孔眼直徑。高溫氧化焙燒爐的孔眼直徑取。風(fēng)帽材料多用普通鑄鐵,高溫氧化焙燒應(yīng)采用耐用鑄鐵。</p><p> 風(fēng)帽數(shù)量一般可由下式計算:</p><p> 式中 —風(fēng)帽個數(shù);</p><p> n— 一個風(fēng)帽上的孔
114、眼個數(shù),6;</p><p> —風(fēng)帽孔眼直徑,mm,9mm;</p><p> —分布板孔眼率,%,1.0%。</p><p> 本設(shè)計采用的風(fēng)帽個數(shù)為:</p><p><b> 所以=1820個。</b></p><p><b> 第五章 環(huán)保與安全</b>&
115、lt;/p><p> 在過去的幾十年里,濕法煉鋅和其他冶金工業(yè)一樣,在技術(shù)開發(fā)上其目標(biāo)主要著重在優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗等方面,以便給企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)已成為人們最關(guān)心的話題,人類必須保護(hù)好自己的生存空間,顯然僅有技術(shù)目標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。減少生過程產(chǎn)中的三廢(廢水、廢氣、廢渣)排放并對其有效治理,是環(huán)境免受三廢的危害,已提到工業(yè)發(fā)展的重要日程,預(yù)計今后擬定的任何研究計劃和新工藝,都必將以是否保護(hù)了環(huán)
116、境或減少了對環(huán)境的污染為前提,環(huán)境保護(hù)不好的工藝不再可能被人們接受。而目前在環(huán)保方面有缺陷的工藝也必須尋求新技術(shù)加以改進(jìn)。</p><p><b> 5.1 概述</b></p><p> 在人類的生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣,通常稱為“三廢”。由于“三廢”是工業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)物,一般都排放到大氣、江河或大地堆放,將會造成環(huán)境的破壞,稱為“公害”,或稱為“環(huán)境污
117、染”。</p><p> 如今,環(huán)境污染已嚴(yán)重影響到人類的生活、工作與生產(chǎn)的正常進(jìn)行,成為當(dāng)今世界各國共同關(guān)注的一個熱點(diǎn)和焦點(diǎn),從而提出了“環(huán)境保護(hù)”。環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為我國的一項基本國策。這說明環(huán)境對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和人民生活具有全局性、長期性和決定性的影響,是至關(guān)重要的。</p><p> 冶金工業(yè)是三廢污染較為嚴(yán)重的部門之一。在我國,三廢治理和環(huán)境保護(hù)已納入法治軌道,國家規(guī)定
118、了各種有害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn),任何企業(yè)都必須達(dá)標(biāo)排放,否則將是違法的。對于新建的工廠項目,在開始進(jìn)行生產(chǎn)方法和流程設(shè)計時,就必須考慮過程中產(chǎn)生的“三廢”來源和采取的措施。盡量做到原材料的綜合利用,變廢為寶,減少廢物的排放。工業(yè)項目的審批往往是把污染問題作為首要問題。在項目審批通過后,三廢治理與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)。</p><p> 本設(shè)計采用濕法煉鋅,主要原料為硫化鋅精礦。但整個工藝又不是完全意義
119、上的濕法過程,在焙燒工序中還涉及到火法過程。在火法部分,沸騰焙燒時產(chǎn)生大量的煙塵,廢渣是火法過程與濕法過程均無法避免的,自然堆放時,必然會產(chǎn)生含有重金屬的塵土,同時,長期的雨水浸淋,也會造成水體和土壤的污染。因此,環(huán)保工作作為冶煉廠正常生產(chǎn)保障,在作此項冶金工廠設(shè)計時,必須把三廢治理工作作為設(shè)計的一項重要內(nèi)容予以高度的重視。本設(shè)計在鋅冶煉廠主要的環(huán)保工作是處理冶煉過程中的廢氣等問題,分別評述如下。</p><p>
120、;<b> 5.2 廢氣治理</b></p><p> 濕法煉鋅廢氣來源為鋅精礦干燥煙氣和沸騰焙燒煙氣,浸出渣干燥煙氣、浸出渣揮發(fā)煙氣、工業(yè)鍋爐煙氣。廢氣的危害在本設(shè)計中主要是含硫化合物(SO2,H2S)、粉塵及電解沉積時輕微的酸霧。</p><p> 粉塵的主要來源是在物料的準(zhǔn)備過程中,由于運(yùn)輸和破碎產(chǎn)生的,另外焙燒過程也產(chǎn)生相當(dāng)量的煙塵。煙塵的產(chǎn)生在運(yùn)輸過程
121、是無法避免的,破碎時的粉塵主要靠設(shè)備本身的防塵設(shè)施,如防塵罩等,或是采用濕磨焙燒產(chǎn)生的粉塵,就必須針對其高濕、高壓的特征,采用專門的收塵設(shè)備,本設(shè)計采用重力收塵,旋風(fēng)收塵,電收塵等,對各種粒徑的粉塵進(jìn)行嚴(yán)格的控制,并達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。酸霧的危害主要是影響電解車間工人的健康,因其濃度較低,一般是設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)將其導(dǎo)入大氣。</p><p><b> 1.鋅精礦干燥煙氣</b></p
122、><p> 鋅精礦含水13%左右,進(jìn)入沸騰焙燒爐之前需干燥,使之含水達(dá)5%甚至更低,本設(shè)計用圓筒干燥窯順流干燥。所得煙氣濕量大,含塵濃度20~80g?m-3,煙氣溫度120~200℃,煙塵率1~3%,主要成分為CO2、O2、N2、H2O以及少量的SO2,采用濕混合流程收塵,再通過石灰池脫硫。經(jīng)處理后,煙氣排放濃度達(dá)到國家工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級的要求,煙塵濃度不大于200mg?m-3。</p>
123、<p><b> 2.沸騰焙燒煙氣</b></p><p> 濕法煉鋅鋅精礦沸騰焙燒的爐出口煙氣量大、SO2濃度高,本設(shè)計為9.78%,溫度為800~900℃,主要成分為CO2、O2、N2、H2O、SO2、SO3,采用二轉(zhuǎn)二吸制酸系統(tǒng),將大部分的SO2吸收制酸,綜合回收煙氣中的熱能和SO2生產(chǎn)硫酸,變廢為寶,實(shí)現(xiàn)尾氣含SO2達(dá)標(biāo)排放,過剩的空氣經(jīng)120m煙囪排入大氣中,同時加強(qiáng)
124、設(shè)備密封和車間通風(fēng)防塵,使車間空氣中含重金屬煙塵可達(dá)到工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 一般來說,煙氣先經(jīng)過余熱鍋爐進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生的大量熱蒸汽可用于發(fā)電積決工廠日常生活用電,而熱水可提供給澡堂。冷卻后的煙氣先后進(jìn)行旋風(fēng)收塵、電收塵和洗滌,經(jīng)托普索制酸后煙氣可直接排空。</p><p><b> 5.3勞動保護(hù)</b></p><p>
125、鋅冶金在火法冶煉高溫或濕法酸性水溶液中進(jìn)行,從這些過程中散發(fā)的生產(chǎn)性毒物粉塵構(gòu)成了生產(chǎn)過程中的化學(xué)有害因素,如Pb、As、Cd、Hg、SO2、CO及酸霧等有害氣體、煙塵以及煤塵、礦塵等,除此之外,還有高溫、高濕、噪聲等物理有害因素,一起構(gòu)成了對人體健康產(chǎn)生職業(yè)危害。因此,改善冶煉廠的作業(yè)環(huán)境,預(yù)防和控制職業(yè)危害,就要加強(qiáng)對勞動者的勞動保護(hù)措施。</p><p> 對工人的勞動保護(hù)應(yīng)采取如下措施:</p&g
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