【導(dǎo)讀】題目年產(chǎn)6萬(wàn)噸鋅冶煉沸騰焙燒爐的設(shè)計(jì)。專業(yè)冶金技術(shù)專業(yè)。完成日期2021年11月12日～2021年12月30日。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

　　

【正文】 m3 ； G— 干精礦處理量， hkg ； t— 流態(tài)化床溫度， C? ； u— 流態(tài)化床空氣直線速度， sm 。 確定 A： 設(shè)沸騰焙燒爐每年工作 330 天， 床能率取 ， 年產(chǎn) 6萬(wàn)噸鋅，鋅的回收率94%，鋅精礦含鋅 % A= %%94330 60000 ??? t/d 則 maAF ??? 沸騰爐的選擇一般趨于大爐 4 5 6 7 8 9 109 m2這里選一臺(tái) 69 m2。 我國(guó)使用的 — 45 2m 的流態(tài)化焙燒爐均有前室。小于 5 2m 的爐子可不用前室。16 2m 的 爐子也有不用前室的。 由于本設(shè)計(jì)的爐床面積為 69 2m ，固 應(yīng)該采用 前室。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 前室 有矩形和扇形兩種，一般為 ～ 2 2m .這里取 2 2m . 床前室床床 fffD ??? 式中 前室f — 流態(tài)化焙燒爐加料前室面積， 2m ； 床f — 流態(tài)化焙燒爐爐床面積， 2m ； 床D — 爐床直徑， m 。 矩形爐的爐長(zhǎng)與寬尺寸之比，國(guó)內(nèi)一般為 2— 3： 1。可以適應(yīng)生產(chǎn)要求。其關(guān)系式如下： ? ?3~2fB ? ? ?BL 3~2? 式中 B— 為矩形爐寬， m ； L— 為矩形爐的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度， m 。 由于本設(shè)計(jì)采用圓形帶前室爐型，固床斷面尺寸 mffD ??? 前室床床 （排料口高度） 流態(tài)化床高度近似的等于氣體分布板至溢流口下沿的高度。一般它是由爐內(nèi)停留時(shí)間、流態(tài)化床的穩(wěn)定性和冷卻器的安裝條件等因素確定。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的流態(tài)化高度一般為 ~ 。本設(shè)計(jì)采用 。 爐膛面積和直徑 ? ?膛床膛煙膛 W FtF 864001V ???? ?? 式中 ? — 沸騰焙燒爐單位面積生產(chǎn)率， dm ?2噸 ； 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 煙V — 單位爐料煙氣產(chǎn)出量， 3m ； 膛t — 爐膛溫度， 950℃ ； 床F— 爐床面積， 2m ； 膛W — 帶KW 帶W — 顆粒帶出速度，一般為 sm ，和精礦粒度有關(guān)， K 取 ～ ，這里取小值 . 膛W — ?? sm ? — 2731 ? ? mF ?? ?????膛 mFD ??? 膛膛 爐腹角 ф 取 ?20 。 爐膛高度 1. 未擴(kuò)大直筒部分 1H ，根據(jù)操作和安裝方便而定，一般取 。 2. 擴(kuò)大部分高度 2H ? ? mc tgDDH ???? ?床膛 3. 爐膛高度 膛H ? ?膛床膛煙 F tFtVH ? ????? 8640013 ?? 式中 t— 煙氣在爐內(nèi)必須停留的時(shí)間，秒，取 20s . 3H = ? ?膛床膛煙 F tFt864 001V ???? ?? = mHHHH ????膛 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 氣體分布板及風(fēng)帽 氣體分布板孔眼率即風(fēng)帽孔眼總面積與爐床面積之比值。 根據(jù)國(guó)內(nèi)工廠實(shí)踐，鋅精礦流態(tài)化焙燒爐空氣分布板的孔眼率一般為 %~ 。 本設(shè)計(jì)選用 %。 風(fēng)帽分菌形、傘形、錐形等，風(fēng)帽孔眼有側(cè)孔式、直通式、密孔式等。 本設(shè)計(jì) 采用側(cè)孔式菌形風(fēng)帽，因?yàn)閺膫?cè)孔噴出的氣體緊貼分布板面進(jìn)入流態(tài)化床，攪動(dòng)作用好，孔眼 不易堵塞、不易漏料等。 風(fēng)帽的孔眼數(shù)一般為 8，孔眼直徑 mm10~3 。高溫氧化焙燒爐的孔眼直徑取 mm10~8 。風(fēng)帽材料多用普通鑄鐵，高溫氧化焙燒應(yīng)采用耐用鑄鐵。 風(fēng)帽數(shù)量一般可由下式計(jì)算： ? ?孔前床爐床孔 nd FFbN ?? 式中 N — 風(fēng)帽個(gè)數(shù)； n— 一個(gè)風(fēng)帽上的孔眼個(gè)數(shù) ， 6； 孔d — 風(fēng)帽孔眼直徑， mm， 9mm； 孔b — 分布板孔眼率， %， %。 本設(shè)計(jì)采用的風(fēng)帽個(gè)數(shù)為： ? ? ? ? 008 2 ??? ????? 孔 前床爐床孔 nd FFbN 所以 N =1820 個(gè)。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 第五章 環(huán)保與安全 在過(guò)去的幾十年里，濕法煉鋅和其他冶金工業(yè)一樣， 在技術(shù)開發(fā)上其目標(biāo)主要著重在優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低能耗等方面，以便給企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。但當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)已成為人們最關(guān)心的話題，人類必須保護(hù)好自己的生存空間，顯然僅有技術(shù)目標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。減少生過(guò)程產(chǎn)中的三廢（廢水、廢氣、廢渣）排放并對(duì)其有效治理，是環(huán)境免受三廢的危害，已提到工業(yè)發(fā)展的重要日程，預(yù)計(jì)今后擬定的任何研究計(jì)劃和新工藝，都必將以是否保護(hù)了環(huán)境或減少了對(duì)環(huán)境的污染為前提，環(huán)境保護(hù)不好的工藝不再可能被人們接受。而目前在環(huán)保方面有缺陷的工藝也必須尋求新技術(shù)加以改進(jìn)。 概述 在人類的生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的 廢氣、廢水和廢渣，通常稱為 “ 三廢 ” 。由于 “ 三廢 ”是工業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)物，一般都排放到大氣、江河或大地堆放，將會(huì)造成環(huán)境的破壞，稱為 “ 公害 ” ，或稱為 “ 環(huán)境污染 ” 。 如今，環(huán)境污染已嚴(yán)重影響到人類的生活、工作與生產(chǎn)的正常進(jìn)行，成為當(dāng)今世界各國(guó)共同關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)和焦點(diǎn)，從而提出了 “ 環(huán)境保護(hù) ” 。環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。這說(shuō)明環(huán)境對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和人民生活具有全局性、長(zhǎng)期性和決定性的影響，是至關(guān)重要的。 冶金工業(yè)是三廢污染較為嚴(yán)重的部門之一。在我國(guó)，三廢治理和環(huán)境保護(hù)已納入法治軌道，國(guó)家規(guī)定了各種有 害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)，任何企業(yè)都必須達(dá)標(biāo)排放，否則將是違法的。對(duì)于新建的工廠項(xiàng)目，在開始進(jìn)行生產(chǎn)方法和流程設(shè)計(jì)時(shí)，就必須考慮過(guò)程中產(chǎn)生的 “ 三廢 ” 來(lái)源和采取的措施。盡量做到原材料的綜合利用，變廢為寶，減少?gòu)U物的排放。工業(yè)項(xiàng)目的審批往往是把污染問(wèn)題作為首要問(wèn)題。在項(xiàng)目審批通過(guò)后，三廢治理 與 主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)采用濕法煉鋅，主要原料為硫化鋅精礦。但整個(gè)工藝又不是完全意義上的濕法過(guò)程，在焙燒工序中還涉及到火法過(guò)程。在火法部分，沸騰焙燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙塵 ， 廢渣是火法過(guò)程與濕法過(guò)程均無(wú)法避免的，自然 堆放時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生含有重金屬的塵土，同時(shí)，長(zhǎng)期的雨水浸淋，也會(huì)造成水體和土壤的污染。因此，環(huán)保工作作為濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 冶煉廠正常生產(chǎn)保障，在作此項(xiàng)冶金工廠設(shè)計(jì)時(shí)，必須把三廢治理工作作為設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容予以高度的重視。本設(shè)計(jì)在鋅冶煉廠主要的環(huán)保工作是處理冶煉過(guò)程中的廢氣 等 問(wèn)題 ， 分別評(píng)述如下。 廢氣治理 濕法煉鋅廢氣來(lái)源為鋅精礦干燥煙氣和沸騰焙燒煙氣，浸出渣干燥煙氣、浸出渣揮發(fā)煙氣、工業(yè)鍋爐煙氣。廢氣的危害在本設(shè)計(jì)中主要是含硫化合物（ SO2,H2S）、粉塵及電解沉積時(shí)輕微的酸霧。 粉塵的主要來(lái)源是在物料的準(zhǔn)備過(guò)程中， 由于運(yùn)輸和破碎產(chǎn)生的，另外焙燒過(guò)程也產(chǎn)生相當(dāng)量的煙塵。 煙塵的產(chǎn)生在 運(yùn)輸過(guò)程是無(wú)法避免的，破碎時(shí)的粉塵主要靠設(shè)備本身的防塵設(shè)施，如防塵罩等，或是采用濕磨焙燒產(chǎn)生的粉塵，就必須針對(duì)其高濕、高壓的特征，采用專門的收塵設(shè)備，本設(shè)計(jì)采用重力收塵，旋風(fēng)收塵，電收塵等，對(duì)各種粒徑的粉塵進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。酸霧的危害主要是影響電解車間工人的健康，因其濃度較低，一般是設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)將其導(dǎo)入大氣。 1． 鋅精礦干燥煙氣 鋅精礦含水 13％左右，進(jìn)入沸騰焙燒爐之前需干燥，使之含水達(dá) 5％甚至更 低 ，本設(shè)計(jì)用圓筒干燥窯 順流干燥。所得煙氣濕量大，含塵濃度 20～ 80g?m3，煙氣溫度120～ 200℃ ，煙塵率 1～ 3％，主要成分為 CO O N H2O 以及少量的 SO2，采用濕混合流程收塵，再通過(guò)石灰池脫硫。經(jīng)處理后，煙氣排放濃度達(dá)到國(guó)家工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)的要求，煙塵濃度不大于 200mg?m3。 2． 沸騰焙燒煙氣 濕法煉鋅鋅精礦沸騰焙燒的爐出口煙氣量大、 SO2濃度高，本設(shè)計(jì)為 ％，溫度為 800～ 900℃ ，主要成分為 CO O N H2O、 SO SO3，采用二轉(zhuǎn)二吸制酸系統(tǒng)，將大部分的 SO2吸收制酸， 綜合回收煙氣中的熱能和 SO2生產(chǎn)硫酸，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)尾氣含 SO2達(dá)標(biāo)排放，過(guò)剩的空氣經(jīng) 120m 煙囪排入大氣中，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備密封和車間通風(fēng)防塵，使車間空氣中含重金屬煙塵可達(dá)到工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 一般來(lái)說(shuō)，煙氣先經(jīng)過(guò)余熱鍋爐進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的大量熱蒸汽可用于發(fā)電積決工廠日常生活用電，而熱水可提供給澡堂。冷卻后的煙氣先后進(jìn)行旋風(fēng)收塵、電收塵和洗滌，經(jīng)托普索制酸后煙氣可直接排空。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 勞動(dòng)保護(hù) 鋅冶金在火法冶煉高溫或濕法酸性水溶液中進(jìn)行，從這些過(guò)程中散發(fā)的生產(chǎn)性毒物粉塵構(gòu)成了生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)有害因素，如 Pb、 As、 Cd、 Hg、 SO CO及酸霧等有害氣體、煙塵以及煤塵、礦塵等，除此之外，還有高溫、高濕、噪聲等物理有害因素，一起構(gòu)成了對(duì)人體健康產(chǎn)生職業(yè)危害。因此，改善冶煉廠的作 業(yè)環(huán)境，預(yù)防和控制職業(yè)危害，就要加強(qiáng)對(duì)勞動(dòng)者的勞動(dòng)保護(hù)措施。 對(duì)工人的勞動(dòng)保護(hù) 應(yīng) 采取如下措施： 1） 定期對(duì)工人進(jìn)行勞動(dòng)安全教育，并進(jìn)行考核。 2） 對(duì)新增員工進(jìn)行崗位培訓(xùn)。 3） 明確崗位取責(zé)，規(guī)定安全操作標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格進(jìn)行檢查。 4） 加強(qiáng)廠區(qū)衛(wèi)生防護(hù)，嚴(yán)格控制二次污染。 5) 要求配戴勞保用品，如安全帽，工作服，勞保鞋等。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 第六章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)通過(guò) 物料平衡和熱平衡的計(jì)算， 設(shè)備的選型與計(jì)算， 再結(jié)合 鋅冶煉 生產(chǎn)的實(shí)踐，計(jì)算出 沸騰焙燒爐 的主要參數(shù)，從而設(shè)計(jì)出了年產(chǎn) 6萬(wàn)噸 鋅冶煉沸騰焙燒爐 。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我充分認(rèn)識(shí)到了自己的不足，但是我也有了很多的體會(huì)和收獲，因?yàn)槲艺莆樟俗约涸谝郧皩W(xué)習(xí)中沒有掌握的知識(shí)，并且通過(guò)查找大量資料我還學(xué)習(xí)到了很多在書本中學(xué)不到了知識(shí)。我認(rèn)為這是自己在本次設(shè)計(jì)中的最大收獲！ 由于時(shí)間和水平有限，本設(shè)計(jì)過(guò)程中肯定涉及到不少不足之處，敬請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)和教師給予批評(píng)和指正為謝。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 34 致 謝 豐富多彩的三年求學(xué)生涯即將結(jié)束了，心里實(shí)在舍不得離開 濟(jì)職學(xué)院 這片充滿了關(guān)愛的五色土，更舍不得朝夕相處的老師同學(xué)們。有太多的事瀝瀝在目，宛如昨日 , 有太多人 的 音容笑貌，躍然紙上，揮之不去。三年的時(shí)間，如同白駒過(guò)隙，轉(zhuǎn)眼之間的事情會(huì)一下子浮現(xiàn)在眼前。熱愛這片五色土，一草一木也都有了很深的感情，很榮幸的看到了三年里它在一點(diǎn)一 滴 發(fā)生著變化。 濟(jì)職學(xué)院 的興盛需要繼續(xù)留守 濟(jì)職學(xué)院 的同學(xué)們來(lái)奮斗，希望在未來(lái)的日子里可以看到一個(gè)更加美好的 濟(jì)職學(xué)院 屹立在這片曾經(jīng)并將一直熱愛的土地上。 首先非常感謝 我的 老師在我三年求學(xué)生涯中給予的關(guān)心與幫助，他們不僅以那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、縝 密的思維能力、嫻熟的操作技巧深刻地影響著我，更以他們那博大的胸懷潛移默化地影響我如何學(xué)會(huì)去寬容別人，笑著面對(duì)生活。讓我感到三年中不僅積累了豐富的學(xué)識(shí)，更在如何做人上讓我學(xué)到了很多，我將隨身攜帶著它們，勇敢的踏上新的人生之路。讓我深刻的認(rèn)識(shí)到 :無(wú)論生活多么的艱辛 ,惟有讀書才能夠充實(shí)我的頭腦 ,才會(huì)使你抵達(dá)成功的彼岸。 在此次論文寫作中，我去圖書館查資料，在網(wǎng)上搜集資料，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的精心準(zhǔn)備，在 杜新玲老師 的指導(dǎo)下我終于把 設(shè)計(jì)完成 ，在此 要 感謝所有曾在論文寫作期間對(duì)我提供一臂之力的同學(xué)和朋友。最后再次感謝我的指導(dǎo) 老師杜老師 ， 她 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣； 她 循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 彭容秋 主編 鋅冶金 ， 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社， 2021. ［ 2］ 彭容秋 主編 鉛冶金 ， 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社， 2021. ［ 3］ 蔡祺風(fēng) 主編 有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ， 北京：冶金工業(yè)出版社， 1991. ［ 4］ 陳佛順 主編 有色冶金環(huán)境保護(hù)，北京：冶金工業(yè)出版社， 1984. ［ 5］ 彭容秋 主編 重金屬冶金學(xué) （第二版） ，長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社， 2021. ［ 6］ 《鉛鋅冶金學(xué)》