日处理750吨锌精矿流态化焙烧炉的设计(唐山学院毕业设计论文)

襄樊学院化学与生物科学系2006届毕业生毕业设计说明书设计题目：年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计学生：学号：专业：化学工程与工艺指导老师：日期：2006年5月目录前言1 总论1．1 概述1．1．1 硫酸工业发展简史1．1．2 硫酸的性质、用途和品种规格1．1．3 硫酸的生产方法1．2 文献综述1．2．1 工业制取硫酸的种类1．2．2 我国硫酸工业的现状和发展分析2 生产方案和生产流程确定2．1 生产方案的确定2．2 生产流程的确定2．2．1 原料工段2．2．2 焙烧流程2．2．3 净化流程2．2．4 干吸流程2．2．5 转化流程2．2．6 流程框图2．2．7 生产工艺流程的确定3 生产流程简述3．1 硫酸生产原料预处理工艺3．1．1硫铁矿的预处理3．2 硫铁矿的焙烧工艺3．2．1 硫铁矿焙烧原理3．2．2 硫铁矿焙烧操作条件3．2．2 硫铁矿焙烧设备3．3 焙烧车间开停车方法3．3．1 开车3．3．2 短期停炉后的开车3．3．3 长期停车3．3．4 短期停车3．3．5 紧急停车3．4 炉气净化工艺3．4．1 净化的目的和指标3．4．2 净化的原理及设备3．4．3 净化流程3．5 二氧化硫气体的转化工艺3．5．1 二氧化硫的催化氧化3．6 三氧化硫的吸收工艺3．7 三废处理4 工艺计算4．1 物料衡算4．2 热量衡算5 设备选型及工艺计算5．1 设备选型5．1．1 沸腾炉5．1．2 旋风除尘器5．1．3 电除尘器5．2 典型设备的工艺计算5．2．1 沸腾炉的工艺计算6 车间布置前言本设计为年产7万吨硫酸焙烧工段的车间工艺设计，主要设计内容有：产品介绍、生产方法的选择及工艺流程的设计、工艺生产的简述（包括焙烧工艺、净化工艺、转化工艺、吸收工艺及三废的处理）、工艺设计计算、主要设备的工艺设计及选型、车间布置设计以及图纸设计绘制。

通过毕业设计提高自己的动手能力和勤于思考的能力，将所学的书本知识应用于实践中去。

沸腾焙烧炉设计目录第一章设计概述 (1)设计依据……………………………………………………………………错误!未定义书签。

1.2设计原那么和指导思想………………………………………………………错误!未定义书签。

毕业设计任务 (1)第二章工艺流程的选择与论证 (1)原料组成及特点……………………………………………………………错误!未定义书签。

沸腾焙烧工艺及要紧设备的选择 (1)第三章物料衡算及热平稳计算 (3)锌精矿流态化焙烧物料平稳计算 (3)锌精矿硫态化焙烧冶金计算 (3)烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (4)焙砂产出率及其化学与物相组成计算 (6)焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 (7)热平稳计算 (9)热收入 (9)热支出 (11)第四章沸腾焙烧炉的选型计算 (14)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)4.4炉膛高度 (14)4.5气体散布板及风帽 (15)4.5.1气体散布板孔眼率 (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) (15) (15) (15) (15)参考文献 (15)第一章设计概述依照《冶金工程专业课程设计指导书》。

对设计的总要求是技术先进;工艺上可行;经济上合理，因此,设计应遵循的原那么和指导思想为：一、遵守国家法律、法规，执行行业设计有关标准、标准和规定，严格把关，精心设计；二、设计中对要紧工艺流程进行多方案比较，以确信最正确方案；3、设计中应充分采纳各项国内外成熟技术，因某种缘故临时不上的新技术要预留充分的可能性。

所采纳的新工艺、新设备、新材料必需遵循通过工业性实验或通过技术鉴定的原那么；4、要依照国家有关劳动平安工业卫生及消防的标准及行业设计规定进行设计；五、在学习、总结国内外有关厂家的生产体会的基础上，移动试用可行的先进技术；六、设计中应充分考虑节约能源、节约用地，实行志愿的综合利用，改善劳动条件和爱惜生态环境。

鲁奇式大型焙烧炉的参数分析与结构改进袁富明【摘要】文章论述了鲁奇式大型沸腾炉的床能率、流化层高度、炉体直径和高度等主要参数,以及炉壳、空气分布板、砖体等结构特点.结合生产实际,提出了采用墙体喷补、炉顶整体浇注等多项改进方法.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2010(026)006【总页数】3页(P39-41)【关键词】流态化沸腾炉;床能率;床面积;鼓风量;高度;温度【作者】袁富明【作者单位】株洲冶炼集团股份有限公司,湖南,株洲,412004【正文语种】中文【中图分类】TF806.11流态化焙烧(沸腾焙烧)1944年开始于硫铁矿的焙烧,1952年引入湿法炼锌行业,1957年我国第1台沸腾炉在葫芦岛锌厂投产。

1992年第1台109 m2鲁奇式大型焙烧炉在西北冶炼厂、1996年第2台在株洲冶炼集团建成投产,以后又在云冶集团、豫光金铅、商洛冶炼厂等地建成了多台109 m2沸腾炉,经过近20年的努力,炼锌焙烧炉已实现了由小型道尔式炉向鲁奇式大型沸腾炉的成功跨越。

这种鲁奇式大型沸腾炉有两大优点:一是炉床面积大,炉内热容量大且均匀、温差小、物料与空气接触的表面积大、反应速度快、传热传质效率高;二是上部增加了扩大段,使得烟气流速和烟尘率降低,延长了烟气在炉内的停留时间,烟气中的烟尘得到充分焙烧,烟尘中的含硫量降低,提高了烟尘质量。

1.1 床能率焙烧炉床能率是衡量炉子生产能力的一个重要参数,标志着炉子处理精矿能力的大小。

床能率与精矿含硫量有直接关系,在焙烧参数(操作温度、线速度、鼓风量)不变的条件下,若精矿中的含硫量增加,而鼓入空气量不变,则脱硫量不能增加,为维持炉内的操作稳定,此时处理的精矿则要减少,床能率下降,反之亦然。

因此,在设计中确定床能率和日处理量时,要特别注意精矿含硫量的稳定性,不宜选择精矿含硫量的低限。

床能率由综合因素决定,其大小取决于流态化层的操作气流速度、鼓风量和流化层内的温度,即:式中 W操作为流化层的操作气流速度/m·s-1;V为鼓风量/m3·t-1;t层为流化层内的温度/℃。

冶金冶炼M etallurgical smelting1 引言在湿法炼锌中，常采用锌精矿流态化焙烧、浸出、净化、电解等工艺工程，流态化焙烧炉分为三种类型：（1）带前室的道尔型直形炉；（2）道尔(Dorr)型湿法加料直形炉；（3）鲁奇(Lurgi)扩大型炉[1]。

锌精矿流态化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（沸腾）状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，在焙烧时尽可能地将锌精矿中的硫化物氧化为氧化物及生成少量可溶的硫酸盐，以满足浸出对焙烧矿的成分、粒度的要求及补偿系统中一部分硫酸的损失，同时得到二氧化硫浓度较高的烟气用来生产硫酸。

与道尔型炉相比，鲁奇(Lurgi)扩大型炉具有结构相对简单、易于实现过程的自动化、床能力大、产品质量好等优势，是焙烧炉的发展方向[2][3]。

2 152m2锌精矿流态化焙烧炉基本情况2.1 主要参数的确定流态化焙烧炉的主要技术参数包括炉床面积、流化床层高度、空气分布板的结构、炉膛的有效高度等[4]。

锌精矿流态化焙烧炉参数参照其他鲁奇型流态化焙烧炉的结构尺寸、锌精矿处理量、原料成份、原料粒度、焙砂与烟尘质量等要求，进行系统测算后确定。

2.2 基本情况152m2锌精矿流态化焙烧炉是在109m2锌精矿流态化焙烧炉和123m2硫铁矿焙烧炉的基础上改进优化设计而成的（表1为不同工厂的鲁奇型流态化焙烧炉的主要尺寸），通过受力模拟并采取诸多受力点的安全保障措施，确保焙烧炉系统更加稳定、安全运行。

152m2锌精矿流态化焙烧炉系统是目前锌冶炼领域规格最大的焙烧炉窑，设计炉床面积152m2，炉床直径13.9m，单台炉年处理精矿（干基）能达到300-340kt[5]。

3 152m2锌精矿流态化焙烧炉改进研究3.1 大型流态化焙烧炉理论研究本项目152m2流态化焙烧炉是目前世界上最大的单体流态化锌冶炼焙烧炉，采用高温氧化焙烧、脱硫的生产工艺，单台炉能够配套湿法锌冶炼能力为150-170kt/a，设计处理锌精矿300-340kt/a[5]。

课程设计（论文）题目：冶金沸腾焙烧炉温度控制系统的设计摘要本设计是冶金沸腾焙烧炉温度控制系统的设计，锌精矿的焙烧，直接法制取高级氧化锌,首先是将锌精矿经过焙烧转变成氧化物,然后再经制团、韦氏炉冶炼得到高级氧化锌,焙烧工序是必不可少的第一步沸腾焙烧是目前应用最广泛的焙烧技术,它具有设备简单处理量大、控制容易、气一固间热质交换迅速、层内温度均匀、质量稳定、易于自动化等一系列优点。

考虑到鼓风量及其压力、炉膛压力、排烟量、循环冷却水量等的外界干扰。

从生产工艺出发，合理选择调节阀的气开气关方式，确保设备和人员的安全。

本设计选择温度传感器、压力变送器、温度变送器、温度控制器、压力控制器和执行器构成串级控制系统实现对沸腾焙烧炉温度的控制，串级控制系统的主回路是定制控制系统，副回路是随动控制系统，通过他们的协调工作，使主参数能够准确的控制在工艺规定的范围之内。

关键词：温度控制；串级控制；变送器；炉膛压力；目录第1章绪论 (1)第2章系统方案论证 (2)2.1任务分析 (2)2.2方案选择 (2)第3章仪表选择 (4)3.1变送器的选择 (4)3.2控制器选型 (6)3.3执行器的选择 (8)第4章系统控制算法 (10)4.1控制规律选择 (10)4.2气开气关选择 (10)4.3调节器正负作用选择 (10)第5章仿真 (11)第6章课程设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论沸腾焙烧炉是湿法炼锌过程中的重要环节，当今世界随着湿法炼锌技术的不断发展，生产规模的不断大型化，要求沸腾焙烧炉的技术也不断的发展，沸腾焙烧炉在湿法炼锌中占有重要地位，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，颗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，这些都使焙烧过程大大强化，产品质量稳定，生产效率高，设备与操作便于实现生产连续化和自动化等一系列优点，各国都很重视此项技术，因此得到了广泛应用。

济源职业技术学院毕业设计（论文）(冶金化工系)题目日处理750吨锌精矿流态化焙烧炉的设计专业冶金技术班级冶金0805班姓名焦**学号0813****指导教师王**完成日期2013年8月29日~2013年10月12日济源职业技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1锌的性质及用途 (2)1.2锌的主要矿物资源与炼锌原料 (2)1.3锌冶金工艺技术的发展 (3)1.4流态化焙烧的发展 (5)第二章工艺流程的选择与论证 (6)2.1原料组成及特点 (6)2.2焙烧工艺的选择 (6)2.3硫化锌精矿焙烧工艺的基本原理 (7)2.4硫化锌精矿流态化焙烧的工艺组成 (7)2.4.1 炉料准备及加料系统 (7)2.4.2 流态化焙烧炉本体 (8)2.4.3 烟气冷却及收尘系统 (8)2.4.4 排料系统 (8)第三章技术经济指标选择与论证 (10)3.1主要操作条件的选择 (10)3.1.1 鼓风量与过剩空气系数 (10)3.1.2 空气直线速度 (10)3.1.3 温度 (10)3.1.4 炉底与炉顶压力 (11)3.1.5 流态化床高度与烟气在炉内的停留时间 (11)3.2技术经济指标的选择 (11)3.2.1 焙烧炉床能率 (12)3.2.2 可溶锌率 (12)3.2.3 锌精矿焙烧脱硫率 (12)3.2.4 焙烧产出率及烟尘率 (12)3.2.5 锌回收率 (12)3.2.6 炉子开动周期 (12)- I -济源职业技术学院毕业设计（论文）第四章锌精矿流态化冶金计算 (13)4.1锌精矿物相组成计算 (13)4.2烟尘产出率及其化学和物相组成计算 (14)4.3焙砂产出率及其化学和物相组成计算 (17)4.4焙烧需要的空气量及产出烟气量与组成计算 (21)4.4.1 焙烧矿脱硫率计算 (21)4.4.2 出炉烟气计算 (21)4.5流态化焙烧物料平衡 (22)4.6热平衡计算 (23)4.6.1 热收入 (23)4.6.2 热支出 (25)第五章设备的选择及其计算 (28)5.1主体设备的选择与计算 (28)5.1.1 炉型的选择 (28)5.1.2 炉床面积的确定 (28)5.1.3 炉床直径的确定 (29)5.1.4 炉膛面积和炉膛直径的确定 (29)5.1.5 炉腹角 (29)5.1.6 流态化床的高度 (29)5.1.7 炉膛高度 (29)5.2辅助设备的选择与计算 (30)5.2.1气体分布板和风帽 (30)5.2.2 流态化床层排热装置 (31)5.2.3 排料口 (32)5.2.4 烟气出口 (32)第六章结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)- II -济源职业技术学院毕业设计（论文）摘要根据设计任务书的要求，本文对日处理750吨锌精矿的流态化焙烧炉进行了精心的设计，在参阅大量文献的基础上，结合生产实践，对锌精矿流态化焙烧工艺和技术经济指标进行了论证与选择，对烟尘与焙砂成分的产出率、焙烧需要的空气量与烟气量、烟气的成分等进行了物料平衡和热平衡计算，对主要设备和辅助设备进行了精心选择、设计及尺寸计算。

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：学生姓名：学号：所在院(系)：专业：班级：指导教师：职称：年月日攀枝花学院教务处制锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体设计摘 要：通过计算和作图，简要设计出了锌精矿硫酸化焙烧流态化焙烧炉炉体。

关键词：锌精矿、焙烧炉、设计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；硫化锌精矿的焙烧大都采用沸腾炉焙烧，目前采用的沸腾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）。

本文着重对鲁奇炉的设计作详细介绍。

1 操作气流速度与床能率1.1 操作气流速度的确定（1）颗粒平均直径本文根据理论经验，取3=0.159210d -⨯均(m)。

（2）临界流态化速度由于低温部分硫酸化焙烧温度在（850～900℃）范围内，取=t 层850℃，由查表可得：=kg/m 3γ气0.324，130.3103υ⨯-=。

先计算Ar=3'2.gd γλγ均气=3369.8(0.159210)41000.3240.324130.310--⨯⨯-⨯⨯=29.50.940.R e =0.001070.0010729.5Ar=⨯临界=0.0258<5由此可得：=R e d νω临界临界均=63130.3100.02580.159210--⨯⨯⨯=0.0211（m/s ）(3) 颗粒带出速度按烟气成分及900t C = 膛查表计算出：362=0.32kg 10(/)m s γν-⨯气（/m ）,=140.1由公式33629.8(0.159210)41000.320.32(140.110)A r --⨯⨯-=⨯⨯=25.911R e 25.9 1.4390.31818A r ==⨯=>带出应予纠正。

查得：630.88140.110=R e 1.4390.88 1.11(/)d 0.15210f v f m s ω--=⨯=⨯⨯=⨯带出带出带出带出均（4）操作气流速度根据锌精矿焙烧的工艺条件，精矿粒径，参考同类型工厂的生产时间，取23k =渣化。

《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......................................................................................................................................................... I I 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)4.1床面积 (19)4.2前室面积 (19)4.3流态化床断面尺寸 (19)4.4流态化床高度（沸腾层高度H） (19)4.5炉膛面积和直径 (20)4.6炉膛高度 (20)4.7炉膛空间体积V炉膛的确定 (21)4.8气体分布板及风帽 (21)第五章沸腾炉辅助设备的选择计算 (24)第六章沸腾炉主要技术经济指标 (25)参考文献 (26)第一章设计概述1.1设计依据根据冶金专业工程《沸腾焙烧炉设计》（朱云编）下达的课程设计指导书任务。