Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
просчитываем по количествам участвующих в них соединений:
Общее количество теплоты Qр, выделяющееся в результате реакций процесса равно
Q1=-0,2839*19=-5,3941 МДж
Q2=6,4148*24,588=157,727 МДж
Q3=7б3695*0,888=6,544 МДж
Q4=0,1337*5,369=0,718 МДж
Q5=14,5021*4,7937=69,519 МДж
Q7=0,2387*22,922=5,471 МДж
Qр=234585 кДж.
Зная объемы технического кислорода дутья, найденные в материальном балансе, найдем теплоту, вносимую техническим кислородом дутья:
,
где , кДж/(м3СФС) - средняя объемная теплоемкость технического кислорода и интервале температур от 0 СФС до .
Масса и объем технического кислорода в дутье равны mткз, Vтк
Примем Vтк в качестве промежуточных переменных:
Объем собственно кислорода и азота в техническом кислороде соответственно составят:
Объемы кислорода и азота в техническом кислороде и воздухе (содержание кислорода в воздухе 21 % по объему):
Промежуточная система уравнений:
Решив эту систему получим:
Так как то мы получим, что
=25,334-0,221s
Зная объемы технического кислорода дутья, найденные в материальном балансе, найдем теплоту, вносимую техническим кислородом дутья:
,
где , кДж/(м3СФС) - средняя объемная теплоемкость технического кислорода и интервале температур от 0 СФС до .
Qтк =1,339*200*(25,334-0,221*s)
Таким образом,
Qприхода = 234585 +6673,805-59,091*s.
Рассмотрим статьи расхода тепла.
Продуктами плавки являются штейн, шлак и технологические отходящие газы. Теплоту, уносимую штейном и шлаком, выражаем через энтальпии и , которые находим из справочной литературы для определенных температур и непосредственно для тех составов этих продуктов, которые получены в результате числового расчета технологии. При этом необходимо принять температуру штейна и шлака на выходе из печи. Теплота штейна и шлака:
где iшт = 960, iш = 1460.
Qшт = 34990,08 кДж, Qш = 97729,48 кДж.
Теплоту технологических газов рассчитываем по отдельным газовым составляющим. Теплота, уносимая технологическими газами (за исключением паров воды) равна:
где , и - соответствующие средние объемные теплоемкости газовых составляющих от 0 до tг.
Теплота, затрачиваемая на нагрев и испарение внешней влаги концентрата и флюса и нагрев паров воды:
=9461,71 кДж.
где 2674 - теплота, затрачиваемая на нагрев 1 кг воды от 0 до 100 СФС и испарение влаги при этой температуре и нормальном атмосферном давлении, кДж / кг,
- средняя теплоемкость паров воды в интервале температур от 100 до tг, кДж / (м3СФС).
Рассчитываем потери в окружающую среду.
Запишем уравнения теплопроводности для данной стенки:
где - тепловое сопротивление стенки.
Принимаем значение tн=275СФС,
огнеупор - шамот,
Теплоизоляционный материал-шлакобетон
кожух - стальной
Затем находим среднюю температуру:
=(275+25)/2=150СФС
При полученной температуре из справочной литературы ищем значение критерия Прандтля (Pr = 0,684).
Теперь необходимо рассчитать критерий Грасгофа:
Gr=
Находим произведение полученных критериев Gr*Pr=6,698*109 и в справочной литературе находим вспомогательные коэффициенты c=0.135 и n=0.33
Теплоотдача при естественном движении газа в свободном пространстве печи можно рассчитать по формуле Михеева:
Nu = c(Gr*Pr)n=235,99
С другой стороны, критерий Нуссельта равен: Nu =
Следовательно, коэффициент теплоотдачи равен:
=(235,99*0,336)/1=8,432
q = 8,432*(275-25)=2108 кДж.
Находим
t1= t2+СФС
пот = q*l = 213,309Дж
Qрасхода= Qприхода
234585 +6673,805-59,091*s = 34990,08+ 97729,48 +54498,75+1416,25*s
+9461,71+0,213
Таблица 1.20
Тепловой баланс взвешенной плавки
Q реакцииQ техн.кислородаПриход2345854888,324628239473,3Q штейнаQ шлакаQ O2Q H20Q потерьРасход34990,0897729,4897291,841639461,710,213239473,3
.15 Выбор размеров печи
Для расчёта теплового баланса принимаем предварительные размеры печи взвешенной плавки.
Шахта реакционная:
Диаметр шахты принимаем равным, м 10,3
Высоту факела исходя из длины факела горения
(по опытным данным), м 20,5
высота кессонированной части стен, м 13,7
высота некессонированной части стен, м 6,8
толщина футеровки кессонированных стен, м 0,79
толщина футеровки некессонированных стен, м 1,18
толщина футеровки свода, м 1,18
объем шахты, м3 579,9
Отстойная часть:
Площадь пода, м2 259,1
Ширину отстойной части принимаем
по диаметру реакционной шахты, м 10,3
длина пода, м 25,25
высота пода, м 4,5
толщина футеровки подины, м 1,57
толщина футеровки верхних стен свода, м 0,59
толщина футеровки стен на уровне расплава, м 0,79
Аптейк
Высоту аптейка принимаем по высоте
установленного за печью котла-утилизатора, м 24,00
длина аптейка, м 10,3
ширина аптейка равна ширине отстойной части печи, м 10,3
толщина футеровки стен, м 0,79
толщина футеровки свода, м 0,59
площадь сечения на входе в аптейк, м2 79,71
объем шахты, м3 1209,2
2. АВТОМАТИЗАЦИЯ
Важной задачей научно-технического прогресса в цветной металлургии является разработка и внедрение высококачественных и компактных технологических процессов, обеспечивающих комплексное использование сырья и снижение вредных выбросов в атмосферу. К т