【正文】 車間布置直接影響到項(xiàng)目建設(shè)的投資，建設(shè)后的生產(chǎn) 運(yùn)轉(zhuǎn)正常，設(shè)備維修和安全，以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成。 TC CTC CU SS SOSS SO ? ??? 22 273321360024 ?????? ??????床 CSO2—— 爐氣中 SO2濃度 %（體積） ω —— 操作溫度下線速度，米 /秒 CS—— 礦料（干）含硫量 % S? —— 硫的燒出率，分?jǐn)?shù) T—— 氣體的熱力學(xué)溫度， K 氣體的熱力學(xué)溫度取爐內(nèi)，沸騰區(qū)溫度 t=850℃ 則 TC CU SS SO? ?2337 00 ??床 )273850( ??? ???? ? ?? ? ，求得通過沸騰爐的總氣體流量 V 總 （米 3/秒），先擇操作速度ω（米 /秒），使可按流力方程式算出沸騰爐的直徑 D1（米）。 日。焙燒強(qiáng)度是指沸騰爐每平方米爐床截面積每日焙燒的干礦量（即噸干礦 /米 2日）焙燒強(qiáng)度越高，生產(chǎn)能力越大。它結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，安裝方便，在有溫度的部位，可以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，不用動(dòng)力，節(jié)能降耗，根據(jù)風(fēng)量大小，可以改變簡體直徑大小和高度，有水分的部位，要增加保溫。 廣泛用于水泥廠的生料磨、水泥磨、烘干機(jī)、包裝機(jī)等部位。 4） 、內(nèi)部構(gòu)件采用不銹鋼或經(jīng)防腐處理，使用壽命長 。 5． 1． 3 電除塵器 1. CYD 型電除塵器 為立式，建在原立窯房頂部，不用另加土建，主要用于老廠改造。 3． XLPB 型旋風(fēng)除塵器 XLPB 型 是帶有旁路的干式高效 旋風(fēng)除塵器 。 適用于冶金、鑄造、建材、化工糧食、水泥等行業(yè)中， 捕集干燥的非纖維性顆粒粉塵和煙塵除塵，可做回收設(shè)備使用。在爐殼外敷設(shè)保溫材料，保溫層由計(jì)算確定，以保證爐殼溫度高于煙氣硫酸露點(diǎn)溫度。近年來，我國沸騰焙燒爐設(shè)計(jì)已采用了外保溫措施，使?fàn)t殼鋼板的溫度處于煙氣硫酸露點(diǎn)溫度以上、杜絕煙氣硫酸冷凝，從而保護(hù)鋼板外殼。 三、沸騰焙燒爐外殼保溫材料與措施 1．沸騰焙燒爐。澆注爐頂厚度一般為 200～ 250mm。沸騰焙燒爐球形爐頂采用耐火磚砌筑或耐火澆注料澆灌而成。爐墻內(nèi)襯一般采用耐迷迷糊糊粘土磚砌筑，近年來新建的大型沸騰爐采用高鋁磚砌筑，在粘土磚或高鋁磚外面，砌筑保溫磚（ 硅藻土磚或高強(qiáng)經(jīng)質(zhì)粘土磚），在保溫磚與爐殼鋼板之間填充絕熱材料（石棉板、硅藻土）。在高溫操作條件下，隔熱層可保護(hù)花板不發(fā)生熱變形或損壞，爐底花板由鋼板制成，風(fēng)帽由耐熱鑄鐵或耐熱合金鋼制成，填隔熱層一般厚度為 230～ 二、爐體結(jié)構(gòu)和耐火材料爐體不同部位的結(jié)構(gòu)和使用的耐火材料分述如下： 1．底氣體分布裝置。鋅精礦硫酸化焙燒溫度一般為 820～ 920℃；鋅精礦氧化焙燒 溫度為 950～ 1100℃；銅精礦全氧化焙燒溫度控制在 750～ 800℃；銅精礦半氧化焙燒溫度控制在 650～ 750℃；銅精礦全酸化焙燒溫度控制在 620～ 650℃；銅精礦半酸化焙燒溫度控制在 650～ 720℃ 沸騰焙燒爐結(jié)構(gòu) 一、爐體沸騰焙燒爐的爐體外殼一般由鋼焊制而成，其內(nèi)襯由耐火材料的構(gòu)成，爐體結(jié)構(gòu)比較簡單，整個(gè)爐體可人成上中下三部分。 沸騰焙燒爐的操作溫度 一、焙燒溫度的控制 硫化金屬礦物的焙燒是一放熱過程，可以靠身的化學(xué)反應(yīng)來維持所需的焙燒溫度，并且熱量有富余， 需移去多余的熱量。例如，鋅精礦、銅精礦的氧化焙燒和硫酸化焙燒，金精礦、含鈷硫鐵精礦的硫酸化焙燒，錫精礦的氧化焙燒，高鈦渣 的氯化焙燒，汞礦石焙燒，富鎳冰銅氧化焙燒，鎳精礦半氧化焙燒，含鎳鈷紅土礦的加熱和還原也利用沸騰爐進(jìn)行生產(chǎn)。 KJ 67 100 7 %%5 ??????? h 冷卻水夾套回收熱量估算 CQ kjQ C6676765?????????????? 5 設(shè)備選型及工藝計(jì)算 5． 1 設(shè)備選型 5． 1． 1 沸騰爐 沸騰焙燒是流態(tài)化技術(shù)在冶金工業(yè)上的具體應(yīng)用，為達(dá)到下一步冶金工序的要求，將物料進(jìn)行氧化焙燒、半氧化焙燒、還原焙燒、硫酸化焙燒或半硫酸化焙燒等作業(yè)的熱工設(shè)備。 反應(yīng)32 221 SOOSO ??的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)熱： ),(),( 33 gSOHgSOHH mrmfmr ??? ????? k m o lKJ987 00)297( ?????? 每生成 1kmolSO3放出熱量 kmolKJq so 9 8 70 03 ? 所以 334 SOSO qyVQ 干? ??? ?? 入方熱量總計(jì) : 4321 Q ????入 6765 ???????? ?? 出方： e 爐渣帶出熱量 Q5。 水水水干干干 tGmtCmQ GGG ?????? ?????? 3 1 7 2 1 ??? b 空氣帶入熱量 Q２ 。4 ??? 實(shí)測值與計(jì)算值間的相對誤差為： %% %1004439。 4 工藝計(jì)算 4． 1 物料衡算 年產(chǎn) 8萬噸硫酸的生產(chǎn)設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算書 一、原料礦砂的計(jì)算： 每天生產(chǎn)硫酸量： kg74 107107 ??? 噸 一年按 300 天 ,一天按 24 小時(shí) : hkghM 47 107 ?????硫酸 hk m olk m olkg hkgn ???硫酸 耗硫鐵礦（含硫 35%） kg(硫鐵礦 )t1() 電 耗 / (硫酸 ) 水 耗 /t(水 ).t1 (硫酸 ) 勞動(dòng)生產(chǎn)率 / t（硫酸）人 1 工廠成本 / 元t1 (硫酸 ) 從培燒工段出來的二氧化硫需經(jīng)過凈化、轉(zhuǎn)化、吸收幾工段，它們的工藝效率分別為：凈化率 97%、轉(zhuǎn)化率 %、吸收率 % 所以每小時(shí)從焙燒工段出來的二氧化硫量為 吸收率轉(zhuǎn)化率凈化率 每小時(shí)硫酸量二氧化硫 ???N %%%97 / ??? hkm ol )( hkmol? 已知硫鐵礦反應(yīng) 熱量???? 23222 82114 SOOFeOF e S 其中 %?燒出率 所需 FeS2的質(zhì)量 hkgMn F e Sm F e S 2 1 51 2 2 ????? 因?yàn)檫M(jìn)焙燒爐礦砂的主要成份是 FeS2，干礦含硫 35%，含水分 5%。 硫酸生產(chǎn)的熱量回收利用水平還很低，多限于高溫位熱量的回收，據(jù)統(tǒng)計(jì)僅為(硫酸 )。石灰乳除中和污水的酸度、與污水中砷、氟起反應(yīng)生成沉淀外，并能與酸泥中的鐵離子結(jié) 合生成氫氧化鐵。 m3；廢水允許排放濃度 (mg堆放日久受細(xì)菌作用氧化成水溶性硫酸鐵，污染水。 吸收 SO3 必須控制其溫度。 濃度高于 ％的硫酸，則具有較大的 SO3蒸汽壓。用濃度為 ％的酸來吸收，效果最好。將轉(zhuǎn)化氣中 SO3 用硫酸吸收成產(chǎn)品酸；或者使之與水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸氣，再冷凝為酸。轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)速率就越低。 ②適宜的爐氣組成 不論從熱力學(xué)還是從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)看，提高爐氣中 O2 的濃度是有利的。 2．二氧化硫催化氧化的工藝條件 ① 最適宜溫度 旋風(fēng) 分離器 電除 霧器 布袋 過濾器 轉(zhuǎn)化工序 增濕塔 除霧氣 二級電 干燥塔 轉(zhuǎn)化工序 SO2 氧化的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低，氧化反應(yīng)宜在低溫下進(jìn)行。釩催化劑使用溫度范圍為430— 600℃。有催化作用如 Pt， V2O5， Cr2O3， Fe2O3及 CaO 等。 3． 5 二氧化硫氣體的轉(zhuǎn)化工藝 3． 5． 1 二氧化硫的催化氧化 1．二氧化硫的催化氧化理論基礎(chǔ) ①化學(xué)平衡 SO2 的氧化反應(yīng)是一個(gè)有催化劑存在下進(jìn)行的可逆、放熱、體積縮小的反應(yīng)。 干法凈化是新發(fā)展的凈化方法，其原則流程如圖。 濕法流程按噴淋液的不同分為酸洗流程和水洗流程，前者可分為稀酸洗和濃酸洗兩種，后者可分為文氏管水洗和塔式水洗兩類。當(dāng)爐氣降至 190～ 230℃時(shí)，轉(zhuǎn)入氣相的水與爐氣夾帶的蒸汽和爐氣中 SO3形成硫酸蒸氣；隨爐氣溫度降低，爐氣中 As2O3 和 SeO2 轉(zhuǎn)化為微小結(jié)晶懸浮于氣相中，形成 As,Se 和酸霧氣溶膠體系。電除塵器除塵效率高，氣體阻力小，生產(chǎn)能力大，但投資較大。通常在文氏管后聯(lián)接一旋風(fēng)分離器，用以捕集礦塵的液滴從氣體分離出來。旋風(fēng)除塵可分離 10— 100um 的礦塵。 對于爐氣凈化指標(biāo)我國暫行規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（ mgHF 腐蝕設(shè)備襯里和瓷環(huán)，使催化劑的載體 SiO2 溶化成小塊，造成粉化。 。 。 。 內(nèi)最高溫度降至 200℃以下時(shí)，停爐前送風(fēng)機(jī)，進(jìn)行自然降溫。加風(fēng)時(shí)要平穩(wěn)，同時(shí)注意觀察爐子底溫與底壓的變化情況。 。 ，必須在視孔外斜視，防止噴火燒傷面部。 ，明確一人統(tǒng)一指揮點(diǎn)火升溫。礦料在爐內(nèi)上下翻騰而像液體沸騰一樣，形成一定高度的沸騰層，從而達(dá)到高的硫燒 出率和大的生產(chǎn)能力。爐體由鋼板焊接成圓筒，內(nèi)墊耐火磚。 3． 氧濃度 O2的濃度增加，可加快 O2通過礦粒表面氧化鐵層的擴(kuò)散速度，提高了硫鐵礦焙燒速率。 2． 礦粒度 礦粒度決定著氣固兩相接觸表面積和 O2 通過氧化鐵層的擴(kuò)散阻力。 O2 通過氧化層的擴(kuò)散控制著 FeS 的燃燒速率，為了提高整個(gè)反應(yīng)速率，就得設(shè)法增大 O2的擴(kuò)散 速率。放出的 熱量除高溫設(shè)備熱損失外，主要消耗在加熱爐氣和礦渣以及蒸發(fā)礦石中的水分。被熱風(fēng)帶走的礦粉經(jīng)過旋風(fēng)分離器分離 ，除去較細(xì)礦粉。破碎操作一般是先將大塊礦石粗碎至 35一 45mm以下，而后再細(xì)碎至碎粒小于 3一 6mm，然后送入料倉或直接到焙燒爐。同時(shí)在焙燒過程中為保證沸騰爐內(nèi)的硫鐵礦 沸騰爐 廢熱鍋爐 旋風(fēng)除塵器 電除塵器 增濕塔 鼓風(fēng)機(jī) 干燥塔 第二電除霧器 第一電除霧器 冷卻塔 轉(zhuǎn)化裝置 吸收裝置 放空 硫 酸 空 氣 溫度條件，除部分熱量由爐氣和礦渣帶出沸騰爐外，多余的熱量則由爐內(nèi)的沸騰層 汽化器進(jìn)行熱交換帶走。 本設(shè)計(jì)將采用封閉洗流程。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的流程和設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇，實(shí)際上是系統(tǒng)的優(yōu)化問題，需與所用催化劑和所用設(shè)備情況綜合考慮，應(yīng)盡量提高一轉(zhuǎn)化的 轉(zhuǎn)化率，使尾氣排放更容易達(dá)到日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。塔槽一體化省去了泵槽和很多的管線，使得工藝流程簡單、設(shè)備布置緊湊，有一定的優(yōu)越性，但在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮泵的密封，特別是一吸循環(huán)泵。近十多年來我國投產(chǎn)的硫鐵礦制酸酸洗凈化流程絕大多數(shù)使用此流程，亦是比較容易掌握的流程。為了盡可能使工藝技術(shù)和設(shè)備制造立足國內(nèi)，增加裝置操作的可靠性，使用國內(nèi)的電除塵器，則傾向于設(shè)置旋風(fēng)除 塵器。 2． 2 生產(chǎn)流程的確定 2． 2． 1 原料工段 原料處理能力要滿足生產(chǎn)周轉(zhuǎn)，與硫酸生產(chǎn)能力相匹配，能夠滿足焙燒工藝的進(jìn)料 工況條件結(jié)合礦源及工程，應(yīng)著重考慮如下問題原料的卸車及轉(zhuǎn)運(yùn)方式、礦庫的貯存能力 (庫容 )、干燥及含塵尾氣處理、塊礦的破碎及篩分等。 硫酸鹽有石膏（ CaSO4） , 芒硝（ Na2SO4）和明礬石 [KA13(OH)6(SO4)2]等。 硫鐵礦按其來源分類有普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。 2 生產(chǎn)方案和生產(chǎn)流程確定 2． 1 生產(chǎn)方案的確定 根據(jù)二氧化硫轉(zhuǎn)化制酸所用的觸媒和轉(zhuǎn)化進(jìn)行的發(fā)式不同，先后形成了生產(chǎn)硫酸的兩大方法：接觸法和硝化法。 （ 4） 繼續(xù)加強(qiáng)冶煉煙氣制酸的回收和利用 2021 年預(yù)計(jì)我國主要十大有色金屬冶煉廠將使制酸能力達(dá)到 420 萬噸以上，黃金礦冶煉制酸也將逐年增加。 （ 3） 謹(jǐn)慎適度地發(fā)展磷石膏制酸 隨著我國高濃度磷復(fù)肥的發(fā)展，排出磷石膏量增加，磷石膏作為一種資源也得到了一定發(fā)展。未來的 5 至 10 年間，我國的回收硫磺預(yù)計(jì)可達(dá)到 100～ 150 萬噸，扣除工業(yè)用硫磺 30～ 40 萬噸，還有1