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沸腾炉设计指导书 桂林理工大学南宁分校课程设计指导书（沸腾焙烧炉）冶金教研室编第一章概述 一、冶金技术专业课程设计目的冶金技术专业课程设计是专业基础课、专业课教学的一个重要的实践性教学环节。 它是培养有色冶金专业学生理论联系实际，初步树立正确设计思想的重要措施，其目的是1使学生初步学会综合运用有关基础理论知识和专业知识，以解决具体工程技术问题，培养学生的初步设计能力；2熟悉查阅、运用设计资料，了解有关的国家标准、规范；3在进行冶金计算的基础上，依据工厂生产的实践经验，创造性地进行主体设备及附属设备的选择计算。 以求掌握冶金专业设计的一般方法和步骤，为毕业设计打好基础。 二、冶金技术专业课程设计内容（一）冶金计算包括物料平衡计算和热平衡计算两部分。 要求按统一编号编制物相组成表、物料平衡表和热平衡表。 （二）主体设备及其附属设备的选择计算包括技术操作条件及技术经济指标、主要尺寸的选择计算，并对主要技术条件、经济指标和主要尺寸进行简单论证分析。 （三）编写设计说明书、绘制图纸1设计说明书的编写要求附有目录、参考资料，其中的图表一律要统一编号，标题要醒目。 字迹要清楚、端正。 编写的格式为 （1）封面 （2）课程设计任务书 （3）目录 （4）课程设计专题概述(课程设计目的、意义，该领域的发展概况及自己设计的合理性等) （5）课程设计计算内容包括冶金计算及数据选择论证（包括相应图表）、设备计算及数据选择论证（包括相应图表）和主体设备设计图。 2图纸要求设计图纸是设计工作的重要成果，它的表达方式应当是严谨的、公认的，亦即是应该符合通用的和专业的制图规范，并能准确表达设计意图。 此外，还应做到图面简洁清晰、布置均匀整齐、线条粗细分明、说明通顺确切、字体端正美观。 绘图时应注意 （1）主体设备选用1#图纸0#图纸（8411189）沿长边对裁即可绘制； （2）图纸应按制图规范留出相应的图边、装订边； （3）标题栏必须在图纸的右下角，其格式如机械制图要求； （4）图纸上的图形应占图纸幅度的75%左右； （5）凡施工中应注意事项及特殊要求，均可用“附注”在图纸上注明。 第二章硫化锌精矿的物相成分计算 一、原始成分1化学成分（%）Zn PbCu Fe S CdMgO CaOSiO2其他0.240.561.5556.811.250.214.0431.950.173.22100.02矿物的赋存形态Zn PbCu CdFe ZnSPbS CuFeS2CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8MgO CaOSiO2其他其他MgCO3CaCO3SiO2 二、计算过程（以100Kg干精矿作计算基础）1ZnS的量Zn100Kg56.81%=56.81Kg S:56.81KgsZnMM=56.81Kg32.0765.39=27.86Kg ZnS:56.81Kg+27.86Kg=84.67Kg2PbS Pb100Kg1.25%=1.25Kg S1.25KgsPbMM=1.25Kg32.07207.2=0.19Kg PbS1.25Kg+0.19Kg=1.44Kg3CuFeS2Cu100Kg0.21%=0.21Kg Fe0.21KgFeCuMMu=0.21Kg55.8563.55=0.18Kg S0.21Kg2sCuMM?u=0.21Kg232.0763.55=0.21Kg CuFeS20.21Kg+0.18Kg+0.21Kg=0.60Kg4CdSCd100Kg0.17%=0.17Kg S0.17KgsCdMM=0.17Kg32.07112.41=0.05Kg CdS0.17Kg+0.05Kg=0.22Kg5FeS2和Fe7S8余下的铁量为4.04Kg-0.18Kg=3.86Kg；余下的硫量为31.95Kg-（27.86+0.19+0.21+0.05）=3.64Kg。 设如下的铁、硫全部以FeS2和Fe7S8形态存在，又，设FeS2为x Kg，Fe7S8为y Kg，则有x+y=7.50- (1)(2FeFeSM)xMM?+7 (78)FeFeSMyMM?=3.86- (2)2(2SFeSM)xMM?+8 (78)SFeSMyMM?=3.64- (3)解之，则可得FeS24.83Kg其中Fe2.25Kg，S2.58Kg Fe7S82.67Kg其中Fe1.61Kg，S1.06Kg6MgCO3MgO100Kg0.24%=0.24Kg CO20.24Kg22COCMgOMgOMOMMMMM?0.24=0.24Kg（12.01+216.00)/（24.31+16.00)=0.24Kg MgCO30.24Kg+0.26Kg=0.50Kg7CaCO3CaO100Kg0.56%=0.56Kg CO20.56Kg2COCaOMM=0.562COCaOMMMM?=0.56Kg（12.01+216.00)/（40.08+16.00)=0.44Kg CaCO30.56Kg+0.44Kg=1.00Kg8其他其他3.22Kg（0.26+0.44）Kg=2.52Kg将以上计算结果汇编成表表11硫化锌干精矿的物相成分表表11化学成分Zn PbCu CdFe S物相成分MgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0第三章硫化锌精矿部分酸化沸腾焙烧计算 一、硫化锌精矿的原始成分1.化学成分（%）Zn PbCu Fe S CdMgO CaOSiO2其他56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.02.矿物的赋存形态Zn PbCu CdFe ZnSPbS CuFeS2CdS CuFeS2;FeS2;Fe7S8MgO CaOSiO2其他其他MgCO3CaCO3SiO2 二、硫化锌精矿的物相成分前面已经计算，此处直接引用其结果。 硫化锌干精矿的物相成分表表11化学成分Zn PbCu CdFeS物相成分MgOCaOSiO2CO2其他ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0 三、有关计算的一些假设1有关指标焙烧过程中锌金属的直接回收率为99.5%；脱铅率为50%；脱镉率为60%；砷、锑挥发率为65%；空气消耗系数为1.25。 2焙烧过程中，锌及其他金属氧化物有约45%进入烟尘。 3焙烧产出的烟尘中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的2.14%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.5%，并全部与锌结合；氧化铅全部与二氧化硅结合为PbOSiO2；Fe2O3中，有1/3与ZnO结合成ZnOFe2O3；其余的金属均以氧化物存在。 4焙烧产出的焙砂中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的1.10%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.3%，并全部与锌结合；氧化铅全部与二氧化硅结合为PbOSiO2；Fe2O3中，有40%与ZnO结合成ZnOFe2O3；其余的金属均以氧化物存在。 四、计算过程（以100Kg干精矿作计算基础）（一）烟尘产出率及其化学和物相成分的计算设烟尘产出量为x Kg1各化学成分的计算Zn56.81Kg45%=25.5645Kg Cd0.17Kg60%=0.1020Kg Pb1.25Kg50%=0.6250Kg Cu0.21Kg45%=0.0945Kg Fe4.04Kg45%=1.8180Kg MgO0.24Kg45%=0.1080Kg CaO0.56Kg45%=0.2520Kg SiO21.55Kg45%=0.6975Kg SSx Kg0.5%=0.005x Kg SSO4x Kg2.14%=0.0214x Kg其他2.52Kg45%=1.1340Kg2烟尘中的物相成分计算 （1）ZnS的量S0.005x Kg Zn0.005x KgMZn/MS=0.005x Kg65.3932.07=0.0102x Kg ZnS0.005xKg+0.01020x Kg=0.0152x Kg （2）ZnSO4的量S0.0214x Kg Zn0.0214x KgMZn/MS=0.0214x Kg65.3932.07=0.0436x Kg O0.0214x Kg4MO/MS=0.0214x Kg416.0032.07=0.0427x Kg ZnSO40.0214x Kg+0.0436x Kg+0.0427x Kg=0.1077x Kg （3）ZnOFe2O3的量烟尘中的Fe2O3的量为1.8180Kg（3MO+2MFe）/2MFe=2.600Kg其中O为1.8180Kg3MO/2MFe=0.7812Kg则，与锌结合的Fe2O3的量为2.600Kg1/3=0.8670Kg其中，O为0.7812Kg1/3=0.2604Kg ZnOFe2O3中ZnO的量为ZnO=0.8670Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe）=0.4446Kg其中，锌为0.3572Kg，氧为0.0874Kg ZnOFe2O3的量0.8670Kg+0.4446Kg=1.3116Kg （4）余下的Fe2O3的量2.600Kg0.8670Kg=1.7330Kg其中，Fe1.8180Kg2/3=1.2120Kg O0.7812Kg2/3=0.5208Kg （5）余下的ZnO的量余下的ZnO中Zn25.5645（0.0102x+0.0436x+0.3572）=25.20730.0538x Kg O（25.20730.0538x）KgMO/MZn=6.16790.0132x Kg ZnO25.20730.0538x+6.16790.0132x=31.37520.0670x Kg （6）CdO Cd0.1020Kg O0.1020KgMO/MCd=0.0145Kg CdO0.1020Kg+0.0145Kg=0.1165Kg （7）CuO Cu0.0945Kg O0.0945KgMO/MCu=0.0238Kg CuO0.0945Kg+0.0238Kg=0.1183Kg （8）PbOSiO2Pb0.6250Kg O0.6250KgMO/MPb=0.0483Kg SiO20.6250Kg（2MO+MSi）/MPb=0.1812Kg PbOSiO20.6250Kg+0.0483Kg+0.1812Kg=0.8545Kg （9）余下的SiO20.6975Kg0.1812Kg=0.5163Kg （10）CaO CaO0.2520Kg （11）MgO MgO0.1080Kg （12）其他其他1.1340Kg由以上的计算结果，根据物料平衡关系，可知x=（0.0152x+0.1077x+1.3116+1.7330+31.37520.0670x+0.1165+0.1183+0.8545+0.5163+0.2520+0.1080+1.1340)解之，可得x=39.740Kg。 由以上的计算结果，即可求出1.ZnS的量S0.199Kg Zn0.405Kg ZnS0.604Kg2.ZnSO4的量S0.850Kg Zn1.733Kg O1.697Kg ZnSO44.280Kg3.余下的ZnO的量余下的ZnO中Zn23.069Kg O5.643Kg ZnO28.712Kg将以上的计算结果汇编成表表12烟尘物相成分表表12化学成分Zn PbCu CdFe物相组成S CaO MgO SiO2O其他ZnO23.0695.64328.712ZnOFe2O30.357ZnS0.6070.3481.3120.4050.1990.604ZnSO41.7330.8501.6974.280PbOSiO2CuO0.6250.1810.0480.8540.0940.0240.118CdO0.1020.0140.116Fe2O31.2120.5211.733CaO0.2520.252MgO0.1080.108SiO20.5160.516其他1.1341.134小计%25.5640.6250.0940.1021.8181.0490.2520.1080.6978.2951.13439.74064.331.570.240.264.572.640.630.271.7520.872.8599.98（二）焙砂产出率及其化学和物相成分的计算设焙砂产出量为y Kg1各化学成分的计算Zn56.81Kg55%=31.246Kg Cd0.17Kg40%=0.068Kg Pb1.25Kg50%=0.625Kg Cu0.21Kg55%=0.116Kg Fe4.04Kg55%=2.222Kg MgO0.24Kg55%=0.132Kg CaO0.56Kg55%=0.308Kg SiO21.55Kg55%=0.852Kg SSy Kg0.3%=0.003y KgSSO4y Kg1.10%=0.0110y Kg其他2.52Kg55%=1.386Kg2焙砂中的物相成分计算 （1）ZnS的量S0.003y KgZn0.003y KgMZn/MS=0.003y Kg65.3932.07=0.0061y KgZnS0.003yKg+0.0061Kg=0.0091y Kg （2）ZnSO4的量S0.011y KgZn0.011y KgMZn/MS=0.011y Kg65.3932.07=0.0224y Kg O0.011y Kg4MO/MS=0.011y Kg416.0032.07=0.0220y KgZnSO40.011y Kg+0.0224y Kg+0.0220y Kg=0.0554y Kg （3）ZnOFe2O3的量焙砂中的Fe2O3的量为2.2220Kg（3MO+2MFe）/2MFe=3.1770Kg其中O为2.2220Kg3MO/2MFe=0.955Kg则，与锌结合的Fe2O3的量为3.177Kg40%=1.271Kg其中，O为0.955Kg40%=0.382Kg ZnOFe2O3中ZnO的量为ZnO=1.271Kg（MO+MZn）/（3MO+2MFe）=0.647Kg其中，锌为0.520Kg，氧为0.127Kg ZnOFe2O3的量1.271Kg+0.647Kg=1.918Kg （4）余下的Fe2O3的量3.177Kg1.271Kg=1.906Kg其中，Fe1.333Kg O0.573Kg （5）余下的ZnO的量余下的ZnO中Zn31.246（0.0061y+0.0224y+0.520）=30.7260.0285y Kg O（30.7260.0285y）KgMO/MZn=7.5180.0070y KgZnO（30.7260.0285y）+（7.5180.0070y）=38.2440.0355y Kg （6）CdO Cd0.068Kg O0.068KgMO/MCd=0.010Kg CdO0.068Kg+0.010Kg=0.078Kg （7）CuO Cu0.116KgO0.116KgMO/MCu=0.029Kg CuO0.116Kg+0.029Kg=0.145Kg （8）PbOSiO2Pb0.625KgO0.625KgMO/MPb=0.048Kg SiO20.625Kg（2MO+MSi）/MPb=0.181Kg PbOSiO20.625Kg+0.048Kg+0.181Kg=0.854Kg （9）余下的SiO20.852Kg0.181Kg=0.671Kg （10）CaO CaO0.308Kg （11）MgO MgO0.132Kg （12）其他其他1.386Kg由以上的计算结果，根据物料平衡关系，可知y=（0.0091y+0.0554y+1.918+1.906+38.244+0.671+0.308+0.132+1.386）解之，可得y=47.005Kg。 由以上的计算结果，即可求出ZnS的量S0.141KgZn0.287KgZnS0.428Kg0.0355y+0.078+0.145+0.854ZnSO4的量S0.517KgZn1.053KgO1.034KgZnSO42.604Kg余下的ZnO的量余下的ZnO中Zn29.386KgO7.189KgZnO36.575Kg将以上的计算结果汇编成表表13焙砂的物相成分表表13化学成分物相组成Zn PbCu CdFeSCaOMgOSiO2O其他ZnO29.3867.18936.575ZnOFe2O30.520ZnS0.8990.5091.9180.2870.1410.428ZnSO41.0530.5171.0342.604PbOSiO2CuO0.6250.1810.0480.8540.1160.0290.145CdO0.0680.0100.078Fe2O31.3330.5731.906CaO0.3080.308MgO0.1320.132SiO20.6710.671其他1.3861.386小计%31.2460.6250.1160.0682.2220.6580.3080.1320.8529.3921.38647.00566.471.330.250.144.731.400.660.281.8119.982.95100.0 四、烟气成分与烟气量的计算1精矿中的硫被氧化而进入烟气所需要的氧量计算 （1）精矿中的硫量为31.95Kg （2）焙砂中的硫量为0.199Kg+0.850Kg+0.141Kg+0.517Kg=1.707Kg （3）被氧化进入气相中的硫为31.95Kg1.707Kg=30.243Kg （4）假若有95%的硫被氧化成SO2，5%的硫被氧化成SO3，则被氧化成SO2的硫量为30.243Kg95%=28.731Kg被氧化成SO3的硫量为30.243Kg5%=1.512Kg （5）氧化成SO2需氧量28.731Kg2MO/MS=28.731Kg216.0032.07=28.668Kg （6）氧化成SO2需氧量1.512Kg3MO/MS=1.512Kg316.0032.07=2.263Kg2焙烧矿中，氧化物和硫酸盐的含氧量为8.295Kg+9.392Kg=17.687Kg3精矿焙烧总耗氧量为28.668Kg+2.263Kg+17.687Kg=48.618Kg4理论消耗空气量空气中，N2的重量百分比为77%，体积百分比为79%；O2的重量百分比为23%，体积百分比为21%。 因此，理论消耗空气量为48.618Kg23%=211.383Kg其中，含N2211.383Kg77%=162.765Kg含O2211.383Kg23%=48.618Kg5实际消耗空气量酸化焙烧的空气消耗系数一般为n=1.21.3,现取1.25,则，实际消耗空气量为211.383Kg1.25=264.229Kg体积为264.229Kg1.293Kg/NM3=204.353NM3其中，含N2264.229Kg77%=203.456Kg体积为204.353M379%=161.439M3含O2264.229Kg23%=60.773Kg体积为204.353M321%=42.914M36烟气量及其组成假设精矿含水为9%（一般为69%），则每100Kg干精矿中的水量为100Kg9（1009）=9.890Kg。 又，假设空气的平均温度为24，相对湿度为70%，则每M3干空气含水量为24.410 （1）烟气中的水量9.890Kg+204.353M317.110=13.384Kg体积为13.384Kg22.4M3/Kmol18.02Kg/Kmol=16.637M3-3Kg/M370%=17.110-3Kg/M3。 -3Kg/M3 （2）烟气中的SO2量28.731Kg（2MO+MS）/MS=28.731Kg（216.00+32.07）32.07=57.399Kg体积为57.399Kg22.4M3/Kmol64.07Kg/Kmol=20.068M3 （3）烟气中的SO3量1.512Kg（3MO+MS）/MS=1.512Kg（316.00+32.07）32.07=3.775Kg体积为3.775Kg22.4M3/Kmol80.07Kg/Kmol=1.056M3 （4）烟气中的N2量264.229Kg77%=203.456Kg体积为204.353M379%=161.439M3 （5）烟气中的O2量60.773Kg（1.251）=15.193Kg体积为42.914M3（1.251）=10.728M3将以上计算结果汇编成表见表1-5硫酸化沸腾焙烧烟气成分表表1-5成分N2O2H2O SO2SO3质量（Kg）203.456体积（M3）15.19310.7285.1013.38457.3993.775293.207161.43916.63720.0681.056209.928体积百分数（%）76.907.929.560.5099.98 五、沸腾焙烧的热平衡计算1热收入部分 （1）精矿带入热Q1设精矿的入炉温度为40，精矿的比热为0.85KJ/Kg?，则Q1=0.85KJ/Kg?100Kg40=3400KJ （2）精矿中水份带入热Q2水的比热为4.187KJ/Kg?，精矿带入水9.890Kg，则Q2=4.187KJ/Kg?9.890Kg40=1656.KJ （3）空气带入热Q3设车间平均气温为24，其比热是1.0KJ/NM3?,焙烧所需空气量为204.340NM3，则Q3=1.0KJ/NM3?204.340NM324=4904KJ （4）ZnS氧化放热Q43O2=ZnO+SO2+452.2KJ/mol-ZnS ZnS+2Q4=452.2KJ/mol(23.069+0.357+29.386+0.520)4.654.97Kg97.4Kg/Kmol=452.2KJ/mol815.5mol=368757KJ （5）ZnS酸化放热Q5ZnS+2O2=ZnSO4+774.2KJ/mol-ZnSO4Q5=774.2KJ/mol(3.027+4.082)Kg161.4Kg/Kmol=774.2KJ/mol44.0mol=34100KJ （6）ZnO?Fe2O3生成热Q6ZnO+Fe2O3=ZnO?Fe2O3+114.2KJ/mol-ZnO Q6=114.2KJ/mol(0.445+0.647)Kg81.4Kg/Kmo=114.2KJ/mol13.42mol=1532KJ （7）FeS2氧化放热Q74FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2+3307.9KJ/mol-FeS2Q7=3307.9KJ4.83Kg4119.8Kg/Kmol=33341KJ （8）Fe7S8氧化放热和CuFeS2氧化放热Q81S2 (1)Fe7S8=7FeS+22CuFeS2=2FeS+Cu2S+2由Fe7S8分解产出的FeS为:7(55.85?由Fe7S8分解产出的S为:1S2 (2)2.67Kg32.06)755.85832.06?=2.54Kg2.67Kg32.06755.85832.06?=0.13Kg由CuFeS2分解产出的FeS为:0.60Kg2(55.85?32.06)2(63.55?55.85232.06)?=0.29Kg由CuFeS2分解产出的Cu2S为:0.60Kg263.55?32.062(63.55?55.85232.06)?=0.26Kg由CuFeS2分解产出的S为:0.60Kg1232.06222(63.55?55.85232.06)?=0.05Kg则，FeS共为:2.54Kg+0.29Kg=2.83KgS共为:0.13Kg+0.05Kg=0.18Kg2FeS+32分解的FeS氧化放热为Q8-1=1226KJ2.83Kg287.91Kg/Kmol=19734KJ1O2=Fe2O3+2SO2+1226KJ/mol-FeS Cu2S+2O2=2CuO+SO2+533.3KJ/mol-Cu2S分解的Cu2S氧化放热为Q8-2=533.3KJ0.26Kg159.2Kg/Kmol=871KJ1S2+O2=SO2+296.7KJ/mol-S2分解的S2氧化放热为Q8-3=296.7KJ0.18Kg2=1666KJ1(32.062)Kg/Kmol Q8=19734KJ+871KJ+1666KJ=22271KJ （9）PbS氧化放热Q9PbS+12Q9=44.8KJ1.44Kg239.3Kg/Kmol=270KJ1O2+SiO2=PbOSiO2+SO2+44.8KJ/mol-PbS （10）CdS氧化放热Q10CdS+12Q10=413.4KJ0.22Kg144.5Kg/Kmol=630KJ1O2=CdO+SO2+413.4KJ/mol-CdS热收入共计为Q收入=?Q?101ii=552792KJ2.热支出部分 （1）焙砂带走物理热Q1焙砂的比热为0.86KJ/Kg?，焙砂产出量为47.005Kg，则Q1烟尘的比热为0.83KJ/Kg?，烟尘产出量为39.740Kg，则Q2由烟气成分及其温度查知其比热为1.492KJ/NM3?，烟气量为209.928NM3，则Q3精矿中带入水分为9.890Kg，则其蒸发吸热为9.890Kg4.187KJ/Kg?（10040）+2256KJ/Kg=24796KJ （5）离解反应吸热Q5i.碳酸盐离解吸热每千克CaCO3分解吸热为1582KJ，每千克MgCO3分解吸热为1314KJ。 则Q51=0.86KJ/Kg?47.005Kg850=34361KJ （2）烟尘带走物理热Q2=0.83KJ/Kg?39.740Kg900=29686KJ （3）烟气带走物理热Q3=1.492KJ/NM3?209.928NM3900=281891KJ （4）水份蒸发吸热Q4=1582KJ1.00Kg+1314KJ0.50Kg=2239KJ复杂硫化物离解吸热ii.可按其他有关资料求出，也可按经验即每分解产物中含1千克铁则吸热929KJ，则Q52=Q51=929KJ/Kg(0.18+1.61)Kg=1663KJ+Q52Q5=2239KJ+1663KJ=3902KJ （6）炉体散热Q6炉体散热可按炉子的具体尺寸及表面温度等条件计算。 按工厂实践，炉体散热损失约为热收入的2.55.5%。 按5%计，则炉体散热为Q6=5%Q收入=5%552792KJ=27640KJ （7）剩余热Q7Q7=Q收入Q?i61i=552792KJ(34326+28315+281844+24796+3902+27640)KJ=151969KJ热支出共计为Q支出=?Q?71ii=552792KJ将上述计算结果按编号列成热平衡表见表1-7硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡表表17热收入项目名称精矿带入热Q1热支出项目名称KJ0.62KJ6.213400焙砂带走物理热Q134326精矿中水份带入热Q21656.0.30烟尘带走物理热Q2283155.12空气带入热Q349040.89烟气带走物理热Q328184450.98ZnS氧化放热Q445068881.53水份蒸发吸热Q4247964.49ZnS酸化放热Q5341006.17离解反应吸热Q539020.71ZnO?Fe2O3生成热Q61532FeS2氧化放热Q7Fe7S8氧化放热和CuFeS2氧化放热Q8PbS氧化放热Q9CdS氧化放热Q10小计0.28炉体散热Q6剩余热Q7276405.00333416.0315196927.49222714.031002700.056300.11552792100.01552792100第四章沸腾焙烧设备的计算 一、主体设备的计算沸腾焙烧的主体设备是沸腾焙烧炉。 按其横断面形状分，可有矩形炉与圆形炉；圆形炉按其剖面形状来分，可有向上扩大的鲁奇（V.M）炉和直筒形的道尔（Dorr）炉；按其有无前室，可分为前室炉和无前室炉。 一般，硫化锌精矿的沸腾焙烧多采用圆形炉。 1炉床面积F炉床的计算A F炉床=a其中F炉床为炉床面积，m2；A为炉子每天处理的精矿干量，t/d；a为炉子的单位面积生产率（床能率），t/(m2d)。 2.前室面积F前室的计算F前床=（5%20%）F炉床前室面积F前床一般不大于2m2。 若按5%计算时前室面积大于2m2，则不必再设立前室。 3.本床面积F本床及本床直径d本床的计算F本床=F炉床F前床1d2=4本床d本床=?)(4前床F炉床F?(m)4.沸腾层高度H沸腾的选取沸腾层高度H沸腾，是指从炉床底至排料口上缘的距离。 沸腾层高度H沸腾的大小，对硫化锌精矿焙烧一般为0.91.3m。 风压高、炉子大、且采用向上扩大形的炉子，可取较大值；否则，取小值。 也可按下式计算H沸腾=（1.21.5）Fd?换热本床(m)或H沸腾=31024 (1)?a?颗粒沸腾(m)其中a为床能力，t/(m2d)；?为从溢流口处溢出的产物占加料量（干量）之比；为物料在沸腾层内必须的停留时间，h；?沸腾为沸腾层内的孔隙度；?颗粒为加入的物料颗粒密度（即锌精矿的真密度），Kg/m3。 通常前式用于选取计算（估算），后式用于核算。 5.炉膛空间体积V炉膛的确定对于锌的酸化焙烧，一般取V炉膛=（1012）F本床；对于锌的氧化焙烧，一般取V炉膛=（1518）F本床。 6.炉膛面积F炉膛与炉膛直径D炉膛的计算一般，可按F炉膛/F本床=1.71.9计算，也可按下式计算F炉膛= (1)86400aVtFW?烟炉膛炉炉膛膛m2来计算。 其中，a床能力，t/(m2d)；V烟每吨干精矿焙烧时产烟气量，Nm3/t；气体体积常数，1/273；t炉膛炉膛温度，；W炉膛炉膛气流速度，m/s；炉膛直径D炉膛的计算可按D炉膛=4F?炉膛（m）计算。 7.炉膛有效高度H炉膛的计算炉膛有效高度H炉膛,是指从沸腾层上缘至排烟口中心的距离。 可按烟尘在炉膛内必须的停留时间来计算H炉膛= (1)86400a V?tFW?烟炉膛炉膛炉膛烟尘（m）其中，烟尘为烟尘在炉膛内必须的停留时间，秒。 对锌精矿的酸化焙烧，烟尘=1520秒；对锌精矿的氧化焙烧，烟尘=2025秒。 8.沸腾炉直升段H直升的高度沸腾炉直升段H直升的高度，是指从排料口上缘至扩张拐点的距离。 应由结构决定，主要考虑溢流（排料）口及前室砌筑是否便利。 一般，H直升取1.5m左右。 9.腾炉扩张段H扩张的高度为防止积灰，扩张角一般在1520，不能大于20。 因此H扩张=2ddtg?炉膛本床10.排烟口的面积F排烟的计算F排烟= (1)86400a V?tFW?烟烟气排烟炉床m2其中，t烟气为烟气的温度，；W排烟为烟气的实际排出速度，m/s。 11.炉底风帽的计算炉底风帽的排列，圆形炉通常是中心采用等边三角形排列，边距为150200mm；在中心周围则采用同心圆排列，同心圆距离为170200mm，每一同心圆上的风帽中心距为150200mm。 风帽上通孔总面积与炉床面积之比，