|
Итого
|
20,5
|
5,5
|
3,7
|
2,5
|
19,285
|
2,0
|
9,72
|
2,3
|
1,5
|
31,5
|
1,5
|
100
|
Рационалный состав цинкового кека . Таблица 1
2.2. Определение состава и выход велцевании
Расчет основан на практических данных о степени внезапности.
Zn=93,5
Pb=90,5
Количества ZnO содержащееся в велс оксидов.
Zn=20,5•0,935=19,16 кг ZnО=(19,16·81,4):65,4=23,84 кг
Определить количество PbО в велс оксиде :
Pb=5,5•0,905=4,97 кг, где количество PbО равно 4,97(223:207)=5,35 кг
Количество оксидов, выбрасываемых во влагилище:
ZnО+PbО =23,84 +5,35 =29,19кг
Общее количество ZnО, PbO составляет 75% с учетом выделения окисных оксидов:
(29,19•100)/75=38,92 кг
Велс оксидов состоить из следющий примеры :
Zn=23,84•100/38,92 =61,25 %
Pb=5,35•100/38,92 =13,74 %
С учетом механических потерь находим количество компонентов шихты : 38,92 -29,19кг =9,73кг.
Расчет расхода коксового порошка
При вельцевании ZnO окисляется до металлического состояния .
ZnO•Fe2O3+4CO=Zn+2Fе+4CО2
Ферриты Cu, Cd восстанавливают, сульфат Ca восстанавливают до сульфидного состояния:
CaSO4+4CO=CaS+4CO2
Определяем расход C на окисление до CО.
Расход C=12•9,73:16=7,3 кг
Чтобы произошлел процесс восстановления, необходимо восстановить CО2 до CО. Это в 1,8-2,4 раза больше кокса, чем теоретически необходимо.Коеффициент резервирования равен 2,1. Предположим, что 7,3•2,1=15,33кг
Степень извлечения золы из коксового порошка составляет 12%. Расход коксового порошка 15,33/0,88=17,42 кг.
Определение состава велсосов оксидов.
Состав золы коксового порошка:
SiO2=51,5%
CaO=3%
FeO=8%
Al2O3=32%
MgO=1,2%
Другие =4,3%
Всего полученной золы : 17,42-15,33=2,1 кг
Вещества, входящие в состав золы велцевой шахты.
SiО2=2,1•0,515=1,08 кг
СaО=2,1•0,03=0,06 кг
FеО=2,1•0,08=0,16 кг
Al2О3=2,1•0,32=0,67 кг
MgО=2,1•0,012=0,025 кг
Другие =2,1•0,043=0,0903 кг
Механические потери следующие:
Zn=2,5% 20,5•0,025=0,51 кг
Pb=4,7% 5,5•0,047= 0,258 кг
После удаления Zn и Pb в стволе остаются следующие вещества.
Fe=31,5+0,16•56/(56+16)=24,62 кг
Cu=3,7 кг
SiO2=2,5+1,08=3,58 кг
Al2O3=0,67 кг
CaS=0,06•(40+32):(40+16)=0,077 кг
MgS=0,025•(24+32):(24+16)=0,035 кг
Всего : 32,682 кг
Остальные вщества принимаем за 4%.
Всего веществ с другими веществами : 32,682:( 0,67 - 0,025)=50,66 кг
Количества других веществ : 50,66-32,682 =17,978 кг
Выделяются в газовый поток и захватываются оксидами Cd и Pb
Fe=24,62•9,73:50,66=4,72 кг
Cu=3,7•9,73:50,66=0,71 кг
SiO2=3,58•9,73:50,66=0,68 кг
Al2O3=0,67•9,73:50,66=0,12 кг
CaS=0,077•9,73:50,66=0,014 кг
MgS=0,035•9,73:50,66=0,006 кг
Другие =17,978•9,73:50,66=3,45 кг
Состав велсовой оксидов таблица 1.2.
Компоненты
|
м (кг)
|
%
|
ZnO(Zn)
|
23,84
|
61,3
|
PbO(Pb)
|
5,35
|
13,75
|
CaS
|
0,014
|
0,0359
|
Fe
|
4,72
|
12,13
|
MgS
|
0,006
|
0,0154
|
Cu
|
0,71
|
1,82
|
SiO2
|
0,68
|
1,74
|
Al2O3
|
0,12
|
0,30
|
Другие
|
3,45
|
8,87
|
Итого
|
38,89
|
100
|
Расчет состава и выхода клинкера
Клинкер содержит все элементы кроме вагонов и механических потерь :
Zn=20,5-(19,16+0,51)=0,83 кг
Pb=5,5-(4,97+0,258)=0,272 кг
Fe=31,5-4,72=26,78 кг
Cu=3,7-0,71=2,99 кг
SiO2=2,5-0,68=1,82 кг
Al2O3=0,67-0,12=0,55 кг
CaS=0,077-0,014=0,063 кг
MgS=0,035-0,006=0,029 кг
Другие =17,978 -3,45= 14,528 кг
Итого =47,862 кг
Избыток кокса от окисления металла также превращается в клинкер. Всего для извлечения оксидов требуется 7,3 кг углерода. Избыток углерода от восстановления оксидов металлов составляет C=15,33-7,3=8,03 кг
Клинкер содержит 15,33 % углерода . Выход клинкера 47,862:(1-0,153) =56,5 кг.
Содержание углерода в клинкере : 56,5-47,862=8,638 кг
Состав клинкера Таблица 2.3
Компоненты
|
м (кг)
|
%
|
Zn
|
0,83
|
1,46
|
Pb
|
0,272
|
0,48
|
Fe
|
26,78
|
47,4
|
Cu
|
2,99
|
5,3
|
SiO2
|
1,82
|
3,22
|
Al2O3
|
0,55
|
0,97
|
CaS
|
0,063
|
0,11
|
MgS
|
0,029
|
0,05
|
C
|
8,63
|
15,27
|
Другие
|
14,528
|
25,74
|
Итого
|
56,492
|
100
|
Содержание коксового порошка,%
C=81
H2=2
О2=1,2
N2=1,2
S=0,2
W=2,4
A=12
всего:100
Рассчитать количества воздуха
Находим, сколько С нужно окислить:
17,42•0,81-5,75=8,36 кг
8,36:3•2=5,57 кг
CО2=8,36-5,57=2,79 кг
CО2 необходимый О2 составляеть: 5,57•32:12=14,8 кг
CО требуются для О2: 2,79•16:12=3,72 кг
Общее потребности: О2=14,8+3,72=18,52 кг
Кроме того, летучие вещества в коксовом порошке окисляются:
Определяем количество H2 :
17,1•0,02=0,342 кг
Определяем количество S :
17,1•0,002=0,0342 кг
По реакциям :
0,342 x x
H2+1/2О2=H2О x(O2)=2.736 кг
2 16 18 x (H2O)=3,078 кг
По реакциям :
0,0342 x x
S + О2=SО2 X(O2)=0,0342 кг
32 32 64 X(SО2)=0,0684 кг
Общее количество О2=2.77 кг
Кокс содержит О2 17.1•0,012=0,2052 кг
Требуются О2=2.77-0,2052=2.5648 кг
Общая потребность : 2.77+2.5648=5.3348 кг
Количество азота, поступающего с кислородом, равно : 5,3348•77:23=17,86 кг
Определяем количество воздуха: 17,86+5.3348=23,2 кг
Расчет состава и количества выходящых газов .
Подсчитано, что 17,42 кг О2 используется для окисления 8,36 кг С
Для CО2 = 8,36:3•2=5,57 кг
Требуемый CО2=5,57•44:12=20,42 кг
Содержания газа: 20,42+15,33=35,75 кг
Для CО: 8,36-5,57=2,79 кг требуются CО=2,79•28:12=6,51 кг
Находящий газов: CО=7,3-6,51=0,79 кг
N2=17,86+17,42•0,012=18,06 кг
H2О=3,078+17,42•0,024=3,5 кг
SО2=0,0684 кг
Состав и количество газов
Таблица 2.4.
Компоненты
|
м(кг)
|
V(м3)
|
%
|
CО2
|
35,75
|
18,2
|
48,34
|
CO
|
0,79
|
0,632
|
1,67
|
N2
|
18,06
|
14,44
|
38,35
|
H2O
|
3,5
|
4,35
|
11,55
|
SO2
|
0,0684
|
0,024
|
0,063
|
Итого
|
58,16
|
37,646
|
100
|
Материальный баланс процесса кековых велцовании.
Материальный баланс процесса кековых велцовании. ( для 100 кг)
Таблица 2.5.
Выходящий продукты
|
Исходящий продукты
|
Продукты
|
Кг
|
%
|
Продукты
|
Кг
|
%
|
Кек
|
100
|
60,45
|
Клинкер
|
56,492
|
34,21
|
Кокс
|
17,4
|
10,52
|
Возгоны
|
38,89
|
23,55
|
Воздух
|
23,2
|
14,02
|
Ненужные газы
|
67,748
|
41,02
|
Недостатки
|
24,83
|
15,0
|
Зола
|
2
|
1,23
|
Итого
|
165,43
|
100
|
Итого
|
165,13
|
100
|
2.8. Тепловой баланс процесса кековых велцевания
Приход тепла .
1. Приход тепловой кека ; T = 20 оC
Q=20•0,3 • 100 • 4,187=2512,2 кДж
2. Приход тепла с коксовым порошком ; t=20 оC
Q=20•4,187•0,24 • 17,1=353,9 кДж
3.Приход тепло с воздухом; t=20 оC
Q = 23,2•0,24•20•4,187=466,3 кДж
4. Тепло сгорания коксового порошка по следующим ракциям :
C+О2=CО2+94052кКал
Q = 5,35 • 94052•4,187/12 = 175567 кДж
C+1/2О2=CО+26416кКал
Q=2,67•26416•4,187/12= 24609 кДж
H2+1/2О2=N2О+57800кКал
Q=3,5•4,187•57800/60= 14117,2 кКал
S+О2=SО2+70960кКал
Q=0,0684•4,187•7006064= 313,5кДж
Итого :...... 214606,7 кДж
5.Тепло по реакции:
Zn(пар)+1/2О2=ZnО+83170кКал
Q=22,7•83170•4,187/81,4= 97111,6 кДж
Pb(пар)+1/2О2=PbО+52800кКал
Q=5,85•52800•4,187/223,2=5794,3 кДж
Итого:....... 102905,8 кДж
Расход тепла.
1.Уход тепла с клинкером ; t=1000оC
Q=56,49•1000•4,187•0,3= 70957,0 кДж
2 Уход тепла с возгонами ; t=1000оC
Q=38,89•1000•4,187•0,3= 48849,7 кДж
3.Уход тепла с газом ; t=1000 S
C CО2 Q=1000•2,22•17,6=39072 кДж
C CО Q=1000•1,41•0,696=981,36 кДж
C SО2 Q=1000•0,024•2,22=53,28 кДж
C N2 Q=1000•13,85•1,39=19251,5 кДж
C H2О Q=1000•4,35•1,71=7438,5 кДж
Итого : 66796,6 кДж
4. Расход тепловой реакциям в кеке :
ZnО+CО=Zn+SО2 - 15534 кКал
Q=5,59•15534•4,187/81,4=4466,8 кДж
Fе2О3+CО=2FеО+CО2-8264 кКал
Q=11,83•8264•4,187/160=2558,34 кДж
ZnS+Fе=FеS+Zn-25780 кКал
Q=6,1•25780•4,187/97,4= 6760,2 кДж
Итого = 13785,3 кДж
Тепловыделение за счет испарения влаги из коксового порошка:
Q=539•4,187•0,408=920,7 кДж
Получем 32% от всего вырабатываемого за счет тепла, теряемого через наружные слои печи
320845 •0.32 = 102670,4 кг
Тепловой баланс велцования цинковых кеков . таблица 1.7.
|
| |
|
Прибытие
|
кДж
|
%
|
Расход
|
кДж
|
|
Do'stlaringiz bilan baham: |
