沸騰爐的設(shè)計4

沸騰爐的設(shè)計-----設(shè)計內(nèi)容之四第四章沸騰爐熱量的平衡計算(一)熱收入

1.精礦帶入的物理熱Q1=c1m1t1c1=0.18千卡/公斤·度；m1=106.3公斤；t1=20℃故Q1=0.18×105.485×20=379.746千卡2.空氣帶入的物理熱Q2=c2V2t2c2=0.31千卡/標米3·度，V2=189米3；t2=20℃Q2=189×0.31×20=1171.8千卡3.放熱反應產(chǎn)生的熱(1)ZnS+1.502=Zn0+SO2+105630千卡=75690.254千卡(2)ZnS+202=ZnSO4+185000千卡=8354.802千卡(3)PbS+1.502=Pb0+SO2+100490千卡=368.283千卡(4)PbS+202=PbSO4+196800千卡=721.773千卡(5)CdS+1.502=Cd0+SO2+98880千卡=131千卡(6)CdS+202=CdS04+187700千卡=252干卡（7）FeS2=FeS+0.5S2-43500千卡119.887.8326.8855.0461.839=-2499.98千卡其中生成FeS5.046公斤；S1.839公斤。（8）Fe7S8=7FeS+0.5S2+0千卡646.95614.95326.9056.5630.342其中生成FeS6.563公斤；S0.342公斤。（9）2FeS+3.5O2=Fe2O3+2SO2+293010千卡=19371.031千卡（10）2CuFeS2+6O2=CuO+Fe2O3+4SO2+481100千卡=3668.584千卡（11）0.5S2+1.5O2=SO3+109440千卡千卡（SO3的質(zhì)量為3.81公斤，消耗S1.524公斤）（12）0.5S2+O2=SO2+71104千卡千卡Q3=75690.254+8354.802+368.283+721.773+252+1459.854+19371.031+5212.08-2499.98+3668.584=112598.681千卡熱收入=Q1+Q2+Q3=379.746+1171.8+112598.681=114150.227千卡

(二)熱支出

1．煙塵帶走的熱設(shè)從沸騰爐出來的煙塵溫度為900℃，其比熱為0.20千卡/公斤，度。則Q塵=36.308×900×0.2=6535.44千卡2.焙砂帶走的熱設(shè)焙砂溫度為850℃，比熱為0.20千卡/公斤·度。則Q焙=51.633×850×0.2=8777.61千卡3.爐氣帶走的熱設(shè)爐氣出爐溫度為900℃,爐氣各組份比熱為(千卡/米3·度)O2N2H2OSO2SO30.3500.3330.4030.5290.771則Q爐氣=(4.52×0.350+150.30×0.333+20.27×0.529+1.07×0.771)×900+6.83×0.403×(900-100)=59063.722千卡4．鋅精礦中水份蒸發(fā)帶走熱Q蒸=G水(t100-t水)C水+G水r式中:G水—鋅精礦中水分的重量，公斤；t水—鋅精礦中水分的溫度，℃；C水—水的比熱，千卡/公斤·度；r—水的汽化熱，千卡/公斤。故Q蒸=5.485×(100-20)×1+5.485×539=3395.215千卡5.通過爐壁和爐頂散熱所損失的熱Q散=qFτ(6-2-12)式中:q—每小時經(jīng)過每平方米爐壁及爐頂?shù)臒釗p失，千卡/米2·小時；F—沸騰爐爐壁及爐頂?shù)目偯娣e，米2；τ—處理105.485公斤精礦所需的時間，小時。(1)先確定qq=K(t內(nèi)壁-t空氣)，kcal/m2·hK=1/(∑+)，kcal/m2·h·℃爐壁：爐子內(nèi)襯粘土磚厚345毫米，填料20毫米，鋼板外殼10毫米，爐壁內(nèi)表面溫度870℃,爐殼外表面溫度為119℃.傳熱系熱(千卡/米2·小時·度):粘土磚—0.6+0.00055×t均=0.6+0.00055×（）=0.945千卡/米2·小時·度；填料—0.1千卡/米2·小時·度；鐵殼—39千卡/米2·小時·度。故傳導傳熱熱阻∑=++=0.565m2·℃·h·kcal-1爐外壁對空氣的對流給熱系數(shù)α對=C(t外壁-t空氣)0.25=2.2×（119-20）0.25=6.940kcal∕㎡·h·℃式中：C—垂直面系數(shù)取2.2爐外壁對空氣的輻射給熱系數(shù)α輻=ε外壁·C。·ф=0.6×4.88×1.641=4.805kcal∕㎡·h·℃式中：ε外壁—爐外壁黑度（0.4～0.8）取0.6C?！隗w輻射系數(shù)4.88kcal∕㎡·h·℃·K4ф—溫度函數(shù)。ф===1.641K4爐外壁對空氣的總給熱系數(shù)α總=α對+α輻=6.940+4.805=11.745kcal∕㎡·h·℃爐內(nèi)壁—空氣的（綜合）傳熱系數(shù)K垂直=1/(∑+)=1/(0.565+)=1.531kcal/m2·h·℃故q垂直=K垂直(t內(nèi)壁-t空氣)=1.531×（870-20）=1301.35kcal/m2·h爐頂:粘土磚厚250毫米;爐頂外側(cè)溫度：163℃故傳導傳熱熱阻∑==0.283m2·℃·h·kcal-1爐頂外殼對空氣的對流給熱系數(shù)α對=C(t外殼-t空氣)0.25=2.8×（163-20）0.25=9.683kcal∕㎡·h·℃式中：C—水平面系數(shù)取2.8爐頂外殼對空氣的輻射給熱系數(shù)α輻=ε外殼·C。·ф=0.6×4.88×2.012=5.891kcal∕㎡·h·℃式中：ε外殼—爐外壁黑度（0.4～0.8）取0.6C?！隗w輻射系數(shù)4.88kcal∕㎡·h·℃·K4ф—溫度函數(shù)。ф===2.012K4爐頂外殼對空氣的總給熱系數(shù)α總=α對+α輻=9.683+5.891=15.574kcal∕㎡·h·℃爐內(nèi)壁—空氣的（綜合）傳熱系數(shù)K水平=1/(∑+)=1/(0.283+)=2.880kcal/m2·h·℃故q水平=K水平(t內(nèi)壁-t空氣)=2.880×（870-20）=2448kcal/m2·h(2)計算F總拱頂側(cè)面積：M頂=2π·R·hR===8.68mh=R·［1-cos(ψ/2)］=8.68×（1-cos30°）=1.163mM頂=2π×8.68×1.163=63.248㎡式中：B—拱頂跨度B=D膛=8.68mψ—拱頂中心角ψ=60°R—拱頂內(nèi)半徑h—拱頂高錐臺側(cè)面積：M側(cè)=π（R+r）·=3.1416×（4.34+3.1）×=84.744㎡MH3:MH3=π·D膛·H3=3.1416×8.68×6.371=173.731㎡MH1:MH1=π·D床·H3=3.1416×6.2×1.3=25.321㎡F水平總=M頂=63.428㎡F垂直總=M側(cè)+MH3+MH1=84.744+173.731+25.321=283.796㎡(3)確定τ:τ==0.0115小時故Q散水平=q水平·F水平總·τ=2448×63.428×0.0115＝1785.625kcalQ散垂直=q垂直·F垂直總·τ=1301.35×283.796×0.0115=4247.156kcal則Q散=Q散水平+Q散垂直=1785.625+4247.156=6032.781kcal6．其它熱損失其它熱損失指通過溢流口，清理孔等的散熱損失，取占熱總收入的0.16%。Q損(其它)=114150.227×0.16﹪=182.64kcalQ損=Q散+Q損(其它)=6032.781+182.64=6860.518kcalQ支出=Q塵+Q焙+Q爐氣+Q蒸=6535.44+8777.61+59063.722+3395.215+6860.518=83987.408kcal7．過剩熱量Q剩=Q收入-Q支出=114150.227-83987.408=30162.819kcal從計算結(jié)果知，鋅精礦沸騰焙燒過程中的熱量大大地過剩。

(三)熱平衡表的編制以及沸騰爐熱平衡的?；鶊D根據(jù)計算結(jié)果，編制熱平衡表如附表6所示。從熱平衡可以看出:由廢氣帶走的熱占51.742﹪，需要用冷卻水箱排除，過剩熱占26.424%，兩者共占熱收入的78.166﹪。因此設(shè)計中必