Проектирование в условиях г. Владикавказа отделения обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800 т/год

Прочие

0,017

0,292

44,60

0,325

 

Итого

8,759

177,010

322,602

218,765

Таблица 3.4

Физическое тепло циклонной пыли при 25 0С

№	Компоненты	Количество	Теплоемкость С0р, Дж/(моль*град)	Приход тепла, кДж
		кг	моль
1	МоО3	20,462	142,159	73,99	262,959
2	MoS2	2,727	17,036	63,55	27,066
3	CаMoO4	0,071	0,355	93,32	0,828
4	CuMoO4	0,067	0,300	93,32	0,699
5	FeMoO4	0,136	0,630	93,32	1,470
6	CaSO4	0,466	3,398	99,66	8,466
7	CuSO4	0,143	0,896	98,87	2,215
8	FeSO4	0,119	0,783	100,58	1,970
9	CuO	0,143	1,798	42,30	1,901
10	Fe2O3	0,514	4,950	103,76	12,839
11	As2O5	0,022	0,096	110,52	0,264
12	SiO2	2,112	35,151	44,60	39,193
13	SnO2	0,011	0,073	52,59	0,096
14	CaWO4	0,137	0,476	124,45	1,480
15	Ca3(PO4)2	0,029	0,093	227,75	0,532
16	Прочие	0,100	1,664	44,60	1,856
17	Al2O3	0,960	9,583	79,04	18,953
18	MgO	0,008	0,198	37,20	0,185
	Итого	28,227	219,209	1605,117	381,002

Физическое тепло воды:

Расчет средней теплоемкости гранулированной шихты

3.2 Расчет на ЭВМ

Исходные данные

1. Масса гранулированной шихты, кг 159,259

2. Масса молибденита в 100 кг концентрата, кг 88,088

3. Масса влаги концентрата, влаги бентонита, добавляемой воды, и влаги от горения флотореагентов, кг 25,655

4. Масса огарка, кг 77,1229

5. Суммарная масса пыли, кг 47,071

6. Содержание сульфидной серы в огарке ,% 0,665

7. Часть концентрата из которой формируется огарок, доли ед. 0,6220

8. Часть концентрата из которой формируется пыль электрофильтров и скруббера, доли ед. 0,1519

9. Степень окисления пыли электрофильтров и скруббера, % 99

10. Стехиометрически необходимое количество кислорода, кг 68,120

11. Масса сернистого ангидрида в отходящих газах, кг 57,822

12. Масса серного ангидрида в отходящих газах, кг 18,067

13. Масса углекислого газа в отходящих газах, кг 1,286

14. Средняя теплоемкость гранулированной шихты, 1,02389

15. Суммарный тепловой эффект химических реакций, кДж 643336,854

16. Средняя температура в слое, град 575

17. Температура гранул, град 20

18. Температура дутьевого воздуха, град 20

19. Влагосодержание дутья, г/кг сухого 5,31

20. Коэффициент использования рабочего времени 0,93

21. Температура отходящих газов, град 500

22. Температура впрыскиваемой воды, град 20

Результаты расчета

1. Коэффициент избытка дутья 2,5586

2. Масса компонентов дутья:

· кислорода 173,079

· азота 579,439

· влаги 3,996

3. Удельный объем дутья, нм3 /100 кг концентрата в составе гранул 586,964

4. Масса отходящих газов, (на 100 кг концентрата), кг 791,222

5. Объем отходящих газов (на 100 кг концентрата)::

· при н.у., нм3 599,489

· при температуре выхода из печи, м3 1866,104

6. Плотность отходящих газов:

· при н.у., кг/нм3 1,3198

· при температуре выхода из печи, кг/м3 0,4661

7. Рабочая скорость газового потока, м/с 0,9538

8. Производительность печи по концентрату, кг/ч 834,6835

9. Площадь пода печи, м2 4,5364

10. Диаметр печи, м 2,403

11. Высота кипящего слоя, м 2,3

12. Высота надслоевой зоны, м 6,9

Таблица 3.5

Тепловой баланс КС

№	Приход	кДж/ч	№	Расход	кДж/ч
Зона кипящего слоя
1.	Тепло химических реакций	5043670,5	1.	Тепло уносимое огарком	294669,5
2.	Физическое тепло гранул	27221,3	2.	Тепло уносимое пылью	181492,5
3.	Физическое тепло дутья:	131109,5	3.	Тепло уносимое газами	4126479,5
	сухого	129896,4	4.	Тепло теряемое через стены	44396,8
	влаги	1213,1	5.	Тепло на нагрев и испарение воды	554966,4
			6.	Невязка баланса	-3,0
	Итого	5202001,5		Итого	5202001,5
Надслоевая зона
1.	Тепло экзотермических реакций	326156,1	1.	Тепло уносимое отходящими газами	3543332,8
2.	Тепло вносимое газами из зоны КС	4126479,5	2.	Тепло уносимое пылью	155182,3
3.	Тепло вносимое пылью из зоны КС	181492,5	3.	Потери тепла через стенки	161397,2
			4.	Потери тепла через свод	1441,9
			5.	Избыток тепла в зоне	772773,8
	Итого	4634128,0		Итого	4634128,0

Количество воды, впрыскиваемой в надслоевую зону для отвода избытка тепла, кг/ч: 227,461

4 Расчет или подбор (по каталогам) вспомогательного оборудования.

4.1 Расчет бункеров

В цехе необходимы бункеры для концентрата, бентонита, оборотной циклонной пыли, негранулированной и гранулированной шихты. Бункеры рассчитываются из расчета на суточную производительность печи.

Вода подается сразу на грануляцию.

Бункер для концентрата

Насыпная масса концентрата

Часовая производительность по концентрату 834,6835 кг/ч.

Объем бункера составит (с суточным запасом):

Бункер для бентонита

Принимаем плотность бентонита 2500 кг/м3.

Насыпная масса бентонита:

Часовая производительность печи по бентониту:

Объем бункера составит (с суточным запасом):

Бункер для оборотной циклонной пыли

Плотность пыли при плотностях MoO3= 4600 кг/м3, MoS2 = 4800 кг/м3, прочих = 3000 кг/м3 составит:

Насыпная масса оборотной циклонной пыли:

Часовая производительность по оборотной циклонной пыли:

/ч

Объем бункера оборотной циклонной пыли составит (с суточным запасом):

Бункер для негранулированной шихты

На шихтовку поступают концентрат, бентонит, оборотная циклонная пыль.

Насыпная масса смеси:

Объем бункера негранулированной шихты составит (с суточным запасом):

Бункер для гранулированной шихты

Количество подаваемой на грануляцию воды 227,461 кг/ч (из компьютерного расчета теплового баланса печи КС).

Плотность гранулированной шихты:

Пористость гранул составляет 60%, тогда плотность гранул будет равна:

Насыпная масса гранул:

Объем бункера составит (на 2 часа работы):

Принимаем, что диаметр бункера равен высоте, тогда ;

С учетом того, что при перемешивании образуется воронка, возьмем высоту 1,694+1=2,694 м.

4.2 Расчет дробилки для размола некондиционных гранул (+2 мм)

Выход фракции гранул крупностью +2 мм равен 10%. Ее возвращают на валковую дробилку для размола. Часовая производительность по годным гранулам:

Выбираем дробилку:

Двухвалковая дробилка ДГ41Ч25

Диаметр валка, мм 400

Длина валка, мм 250

Наибольший размер загружаемых кусков, мм 20

Пределы регулирования щели между валками, мм 2-12

Производительность дробилки, м3/ч при:

наименьшей щели 2,7

наибольшей щели 16,2

Частота вращения валков, об./мин. 200

Давление на 1 см длины валка, тс 0,6-1,2

Электродвигатель:

мощность, кВт 2Ч4,5

частота вращения, об./мин. 730

Масса дробилки без электродвигателей, т 2,02

Габаритные размеры, мм:

длина 2386

ширина 1430

высота 865

4.3 Гранулятор чашевый

Принимаем гранулятор с диаметром чаши 1000 мм и высотой борта 100 мм. Производительность 300 кг/ч. Необходимое число грануляторов:

Принимаем количество грануляторов n=4 штуки.

4.4 Воздуходувка

Плотность огарка гранул при пористости гранул 60% составит:

Гидравлическое сопротивление кипящего слоя:

Давление воздуха на воздуходувке:

Принимаем сопротивление подины

Объем нагнетаемого воздуха:

где 586,964 - удельный объем дутья, нм3 /100 кг концентрата в составе гранул; 834,6835 - производительность печи по концентрату, кг/ч.

Принимаем воздуходувку с запасом 100%. Расход воздуха, вдуваемого в печь с запасом:

Принимаем вентилятор ВД-12:

Производительность 25000 м3/ч

Полное давление 2180 мм рт.ст.

Скорость вращения 730 об./мин.

Мощность электродвигателя 17,5 кВт.

4.5 Расчет воздухораспределительной решетки

Живое сечение воздухораспределительной решетки f = 3% при площади пода 3,8689 м2:

4,5364Ч0,03=0,136 м2

При диаметре отверстий в колпачке 8 мм потребуется отверстий:

.

Принимаем .

При 6 отверстиях в колпачке потребуется колпачков:

4.6 Расчет загрузочной трубы

Минимальный диаметр трубы определяется по объему загружаемых гранул и пропускной способности трубы, которая для сыпучих тел составляет 15ч20 кг/(см2•ч) (примем 15 кг/(см2•ч)):

Принимаем трубу диаметром 1100 мм.

4.7 Грохот

Производительность грохота не менее 1329,309 + 127,130 = 1456,439 кг/ч = 1,456 т/ч.

Принимаем ГСМ-31(186-Гр)

Просеивающая способность:

-- ширина, мм 1250

-- длина, мм 4000

Площадь сита, м3 5

Число сит 1

Отверстия сит, мм

-- верхнего до 2

-- нижнего -

Наибольший размер кусков, мм 50

Угол наклона короба, град 0-5

Амплитуда колебаний, мм 4

Частота вращения вибратора , об.мин. 960

Масса (без двигателя), т 2,4

Производительность, т/ч 16

Габаритные размеры:

-- длина 4200

-- ширина 2000

-- высота 1250

4.8 Питатель (дисковый)

Объем поступающей в печь КС шихты с насыпной массой гранул 718,247 кг/м3:

Принимаем дисковый тарельчатый питатель ДЛ-10:

Диаметр диска, мм 1000

Частота вращения диска, об./мин 7-11

Наибольший размер кусков транспортируемого материала, мм 50

Производительность, м3/час, не менее 18

Мощность двигателя, кВт 2,2

Масса питателя без электрооборудования, т 1,12

4.9 Ленточный транспортер

Ширина ленты рассчитывается по формуле:

где Q - производительность конвейера,

f - коэффициент угла относа материала,

v- скорость движения ленты.

Ширина ленты равна:

Диаметр барабана при ширине 0,3 м составит 50 мм, длина барабана составит 0,5 м. Обозначения ленты с двусторонней резиновой обкладкой и резиновым бортом 2Т, класс прочности резины обкладок Б. Температура транспортируемого материала 45 - 600С. Ширина секции рам конвейера 760 мм, длина конвейера 6000 мм, высота конвейера 750 мм, мощность электродвигателя 2,8 кВт.

4.10 Смеситель

Примем лопастной (шнековый) смеситель.

Производительность 50-60

Размеры шнеков, мм:

диаметр 800

длина 5000

Частота вращения шнека, об.мин 36

Мощность электродвигателя, кВт 55

Масса смесителя, т -

4.11 Ленточные питатели

Ленточные питатели применяются для подачи в смеситель из бункеров концентрата, бентонита, оборотной циклонной пыли. Также ленточные питатели применяются для подачи шихты из бункера в грануляторы.

Принимаем ленточные питатели марки ПЛ-1. Необходимо 3 питателя для концентрата, бентонита и цинковой пыли и 4 питателя для подачи шихты на грануляторы.

Питатель ПЛ-1:

Ширина ленты, 400

Расстояние между барабанами, мм 865

Диаметр барабана, мм 30

Скорость ленты, м/с 0,05-0,043

Производительность, м3/ч 5,4-46,5

Мощность, кВт 1,8

Масса, кг 327

4.12 Винтовой конвейер (шнек)

Винтовой конвейер используется для подачи шихты из смесителя в бункер негранулированной шихты. Примем винтовой конвейер с диаметром шнека равным 300 мм.

Шаг винта, мм 204

Частота вращения винта, об./мин 80

Производительность, т/ч 30

Коэффициент заполнения желоба 0,3

Длинна секции желоба, мм 2000-4000

винта, мм 2000-2500

Длина шнека, мм до 24-32

Масса ум длины шнека, кг 125

4.13 Расчет насосов для орошения скруббера

Требуемая производительность для орошения скруббера:

л/с

Принимаем для орошения скруббера центробежные насосы типа ПБ с подачей 6,95 л/с.

Напор, м 20

К.п.д., %, не менее 45

Допускаемый кавитационный запас, м, не более 2,5

Мощность насоса, кВт, не более 3

Проходное сечение проточного тракта, мм, не менее 12

Масса насоса, кг, не более -

Приходное сечение проточного тракта, мм, не менее 12

5 Мероприятие по охране окружающей среды.

5.1 Описание системы пылеулавливания

Расчет системы очистки газов производится по участкам, начиная от источника газов. Участками являются отрезки газоходного тракта и аппараты пылеулавливания.

Система пылеулавливания состоит из: циклона (3); сухого электрофильтра (4); скруббера (5); мокрого электрофильтра (6); для очистки газов от SО2 используют скруббер, орошаемый основным сульфатом алюминия. Для создания разряжения под сводом печи и отсоса газов используют вентилятор (8),а для выброса в атмосферу трубу (9).

Циклонная пыль направляется на грануляцию в гранулятор (1),туда так же подаются концентрат, вода, бентонит. Пыль электрофильтров и скруббера направляется на выщелачивание вместе с огарком.

После грануляции шихта поступает в печь КС (2). Огарок, выходящий из печи, идет на выщелачивание, а газы на очистку.

Принимаем подсос воздуха 5 % на каждом участке газоходного тракта. В аппаратах пылеулавливания подсос отсутствует.

Аппаратурно - технологическая схема газоходной системы и аппаратов пылеулавливания и обжига гранулированной шихты представлена на рис. 5.1.

Таблица 5.1

Состав отходящих газов из печи КС

	Компоненты	Масса, кг	Плотность, кг/нм3	Объем, НМГ	% (об)
1	SO2	57,822	2,860	20,217	3,178
2	SO3	18,067	3,574	5,055	0,795
3	H2O	25,655	0,804	31,909	5,016
4	CO2	1,286	1,965	0,655	0,103
5	N2	573,141	1,25	458,513	72,076
6	O2	171,198	1,429	119,802	18,832
7	Re2O7	0,0039	21,629	0	0
	Итого	847,173	1,323	636,151	100

Так как на каждом участке газоходного тракта (участков 4) подсосы воздуха составляют по данным практики 5 %,то объем газов на выходе из скруббера 6 составит:

636,151*(1+0,05+0,052+0,053 +0,054 ) = 636,151*1,05263 = 669,632 нм3,

т.е. газы разбавляют воздухом в 1,05263 раза. Тогда содержание SO2 в газах с учетом подсосов составит 3,178/1,05263 = 3,019 % об., что > 3% об., следовательно, газы могут быть направлены на производство серной кислоты.

Рис. 5.1. Аппаратурно-технологическая схема обжига гранулированной шихты и пылеулавливания

Заключение

В данном курсовом проекте, требовалось спроектировать в условиях г. Владикавказ отделение обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800т/год. Проект состоит из 5 разделов.

В первом разделе « Обоснование способа вскрытия концентрата» был произведен обзор способов переработки молибденитового концентрата, при этом были рассмотрены все достоинства и недостатки каждого из них. Наиболее разумным следует считать применение окислительного обжига в печи кипящего слоя.

Во втором разделе « Технологические расчеты» требовалось:

-расчет рационального состава концентрата, расчет выполнен на 100 кг. влажного концентрата.

MoS2 -88,088

FeS2 -3,222

CuS -0,978

Данные расчета представлены в таблице 2.1.

-Расчет состава и выхода огарка и пыли из 100 кг концентрата. Получили таблицу 2.2. (Общее количество продуктов обжига из 100 кг концентрата)

Масса общая - 9,707 кг. В ней Mo - 0,415. В ней SSO4 - 0,521.

В ней кислород - 3,828 ( более подробно все представлено в таблице 2.2.)

-Расчет обжига гранулированного молибденитового концентрата, в котором был составлен материальный баланс обжига гранулированной шихты (на 100кг. концентрата) Все данные предоставлены в таблице 2.4.

В третьем разделе « Выбор и расчет основного оборудования» был произведен расчет теплового баланса печи кипящего слоя (расчет на ЭВМ). При этом была рассчитана производительность печи по концентрату равная 834,6835 кг/ч, диаметре печи равен 2,403 м, высота надслоевой зоны равная 6,9 м, высота кипящего слоя 2,3 м.

В четвертом разделе «Расчет или подбор (по каталогам) вспомогательного оборудования» требовалось рассчитать и выбрать следующее оборудование:

- бункеры;

-дробилка для разлома некондиционных гранул;

-гранулятор;

-воздуходувка;

-расчет загрузочной трубы;

-грохот;

-дисковый питатель;

-смеситель;

-ленточный транспортер;

-винтовой конвейер.

В пятом разделе «Мероприятие по охране окружающей среды» для отчистки от печных газов от SO2 был принят способ очистки, при котором газы в скруббере орошают раствором сульфата алюминия. Следовательно содержание SO2 в газах с учетом подсосов составит 3,019% от газы, могут быть направлены на производство серной кислоты.

Список использованной литературы

1. Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440с.

2. Зеликман А.Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970. 440с.

3. Алкацева В.М. Расчет обжига сульфидного сырья (на примере молибденитовых концентратов). Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования. Владикавказ: Терек, 1993. 42с.

4. Алкацева В.М. Алгоритм расчета теплового баланса печи кипящего слоя для обжига гранулированного молибденитового концентрата // Цв. Метталургия . 1997. № 10. С. 16-21

5. Романов А.С. Разработка вопросов охраны окружающей среды в дипломных проектах по металлургии редких металлов. Методическое пособие. Орджоникидзе, 1982. 36 с.

6. Интерент источник http://www.materialscience.ru/subjects/materialovedenie/knigi/metallurgiya_redkih_metallov__zelikman_an_korshunov_bg__m_metallurgiya_1991__432_s_24_01_2010/ (Металлургия редких металлов / Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. - М.: Металлургия, 1991. - 432 с.)

Размещено на Allbest.ru