【正文】 100000/=考慮安全系數(shù)，則： 進(jìn)爐白煤量按式（ 1）折算 ：（ ） =100： 25 則 x=進(jìn)爐煙煤按式（ 2）折算 ：（ 29185Y/29302） =100： 20 則 y=進(jìn) 爐 生 料 量 = 進(jìn) 爐 重 晶 石 量 + 進(jìn) 爐 白 煤 量 + 進(jìn) 爐 煙 煤 量=++= W1=WBaS+W 未反應(yīng) BaSO4+W 雜質(zhì) +W 煤粉 =W* （ 3） 式中 W1—— 出爐熟料量， t/h W—— 重晶石投料量， 北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 x—— 重晶石含 BaSO4,85% T—— BaSO4爐內(nèi)轉(zhuǎn)化率， 65% M—— 白煤的投料量， x1—— 白煤中灰分含量 ， % N—— 煙煤投料量， X2—— 煙煤中灰分含量， 20% 為 BaS/BaSO4分子量之比 W1=***+**+*+*+*= KD L? （ 4） G—— 回轉(zhuǎn)爐小時產(chǎn)量（即 熟料量）， t/h； L—— 回轉(zhuǎn)爐的有效長度， m； K—— 系數(shù)，取 ~. 變（ 4）式為： LG KD DiDi? = L KD Di（ ） （ 5） 式中， 為回轉(zhuǎn)爐長徑比，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為 15~20，取 LDi =18 由（ 5）式得： GDi LK Di? ? )(* mDi ?? L=18Di=*18=(m) 核算回轉(zhuǎn)爐尺寸 物料在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)停留的時間按（ 6）式計算： nLT S Di?? ?? （ 6） 式中 —— 物料休止角，取 35176。 n—— 回轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速， 1r/min。 回轉(zhuǎn)爐小時產(chǎn)量 )/(**0 5 htLK D iG ??? 前文已述，根據(jù)設(shè)計要求和消耗定額情況，按（ 3）式計算的熟料量為 ，故回轉(zhuǎn)爐能滿足生產(chǎn)要求。 爐氣廢氣量計算均以每公斤熟料量為基準(zhǔn)。 生料量 ,熟料量 Ir=（ ） /=% kgmVr /*)( ??? 4生料含水蒸發(fā)生成廢氣量 (1 0 0 ) 0 .8 0 5 eWV w gW? ?? （ 12） 式中 eg —— 干生料消耗量， kg/kg W—— 生料含水， % —— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣密度， kg/m3 生料含水以白煤、煙煤含水量計，取 8% kgmVw /**)8100( 8 ??? 北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 23 5漏氣量 漏氣量可按出爐廢氣來那個的百分?jǐn)?shù)估算，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)取 30% 故得爐尾廢氣總量 Vg=++++ Vg=(2)爐尾排風(fēng)機(jī)選型 爐尾排風(fēng)機(jī)按下列風(fēng)量計算選型： 2 7 3 7 6 01000 273 tV k G V g P?? ? ? ? ? （ 13） 式中 V—— 爐尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)量（工作狀態(tài)）， m3/h； G—— 回轉(zhuǎn)爐小時熟料量； k—— 儲備系數(shù)，取 ； t—— 進(jìn)風(fēng)機(jī)爐氣溫度； P—— 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?設(shè) 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?760mmHg 回轉(zhuǎn)爐爐尾尾氣溫度根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為 300~350℃，進(jìn)風(fēng)機(jī)爐氣溫度取 t=220℃。 即： V=1000**** ??76 076 0*27 322 027 3*105 m3/h 根據(jù)上述計算決定選用 Y4— 73 型鍋爐離心引風(fēng)機(jī) [10]： 流量 217980~233730 m3/h 全壓 2225~1934Pa 操作溫度 ≤ 250℃ 電機(jī) Y335— 6 N=220kw n=960r/min 外形尺寸 /mm L*W*H=3595*3094*3736 質(zhì)量 4692kg 回轉(zhuǎn)還原爐技術(shù)參數(shù) 經(jīng)過工藝計算，回轉(zhuǎn)還原爐的技術(shù)參數(shù)如下 : 規(guī)格 φ 2400 3400mm 爐體內(nèi)徑 1800mm 爐體襯里耐火層厚度 300mm 爐體轉(zhuǎn)速 ~北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 爐體傾斜度 4% 物料在爐內(nèi)停留時間 要完成工作量需要上述規(guī)格回轉(zhuǎn)爐 2個 破碎機(jī)的選型 根據(jù)設(shè)計要求重晶石和白煤混合后反應(yīng)粒徑小，而重晶石和煤的硬度為中等，選用 反 擊式破碎機(jī)，規(guī)格 : 700*1000? mm: 給料口 尺寸 400*730mm 給料最大粒度 300mm 破碎產(chǎn)品粒度 20mm 生產(chǎn)能力 25~45 t/h 電動機(jī)功率 55~75kw 電動機(jī)電壓 380V 外形尺寸 L*W*H=1360*1330*1020mm 機(jī)器重量 9232kg 浸取器 浸取是化工生產(chǎn)中 重要的單元操作，常用方法有攪拌罐浸取、槽子浸取等。浸取攪龍是從螺旋輸送機(jī)衍變而來的，除保留密封性好及中間多段裝卸料的特點(diǎn)外，并在適當(dāng)?shù)牟课辉鲈O(shè)浸取液入口，將螺旋葉片加以改進(jìn)而成的。 浸取攪龍設(shè)計 浸取攪龍可用于多種物料的浸取，現(xiàn)以碳化法年產(chǎn) 10萬噸碳酸鋇所需 BaS的浸取攪龍設(shè)計（參照 GX型螺旋輸送機(jī)）進(jìn)行討論。 入料量： W1=物料密度： r=。 攪龍直徑 D（圖 1） 北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 25 根據(jù) 1WDK rC?? ?? 式中 D—— 攪龍直徑（ m）； K—— 物料綜合性系數(shù)，在此取 ? —— 填充系數(shù)，取 ； C—— 傾角系數(shù)，取傾角 ? =0，故 C=1 計算得 )( mD? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 直徑一般取理論值的 3~4倍。經(jīng)多次試驗(yàn)，設(shè)計采用空心葉片并加北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 27 抄板的結(jié)構(gòu)，即選用實(shí)體螺旋面，帶式螺旋面及葉片式螺旋面相結(jié)合的樣式（如圖 3） 由試驗(yàn)得知，抄板和空心將使物料前進(jìn)速度降低，如平均在一個螺距上設(shè) 4個抄板和 2個空心，則速度將低為原速度的 1/，這樣攪龍長度就為 36*1/=（ m） 若采用單節(jié)結(jié)構(gòu)，則攪龍軸中間需加幾道吊瓦，吊瓦磨損嚴(yán)重，經(jīng)常出故障，停工跟換頻繁，貽誤生產(chǎn)。首節(jié)攪龍設(shè)有入料口，負(fù)荷較大，長度應(yīng)適當(dāng)短些。為防止液體經(jīng)該空間過，破壞濃度梯度，需在隔板上開出面積與形狀合適的空間（稱為過 渣口），從而達(dá)到即使攪龍與渣通過，殘渣又能將過渣口封住的較理想狀態(tài)。如在第 2 節(jié)攪龍 處設(shè)第一塊隔板，物料運(yùn)行到此大約需要 16min，物料量大約減少 2/5，此時的過渣量為 *53)521( 12 ???? WW （ t/h） 過渣口面積 Fi可通過下式計算： 26 0 1WFi n t r K?? ? ? ? ? 式中 K1表示物料綜合修正值，經(jīng)試驗(yàn)， K1取值范圍在 ~ 之間，于是 ***3**60 ??Fi 依次，計算出后面各過渣口面積。第 5節(jié)是一節(jié)斜攪龍，將殘渣推出液面一段高度，并使殘液回到攪龍體內(nèi)，從而達(dá)到降低渣中含鋇量，提高浸取率的目的。的限制，還可在攪龍片上開一些溢流口，另外為使出渣順利，可讓第 4 節(jié)起一些喂料機(jī)的 作用 —— 有一些上升的坡度，可取 ? 在 5176。之間，這樣攪龍對渣的推動力更大，造成出渣攪龍始端所需的壓力。 在 1攪龍中，鹵液的濃度達(dá)到所要求的濃度，通過溢流管口被抽走，物料由 1移向 2攪龍，在向 5攪龍，其含鋇量不斷減少，鹵液濃度也不斷降低。鹵液澄清下的泥，經(jīng)洗滌后，洗液中含有一定量的 BaS，為提高浸取浸取率，應(yīng)予以應(yīng)用，所以在 4攪龍內(nèi)加入該溶液。 工藝控制 a 浸取液溫度必須在 70℃以上，以防止鹵液結(jié)晶，保證浸取效率，防止鹵液渾濁不易澄清。各段攪龍濾液濃度分布見圖 5 由圖 5可以看出，在攪龍的 上部和下部，鹵液濃度不同，但除第 2節(jié)外，其濃度差基本上不超過 2%，尤其在第 5節(jié)，濃度近乎相等。當(dāng)然對一些難浸取的物料也可以間斷填充新物料，把殘渣洗若干次，可以達(dá)到目的。懸浮液沉聚過程中顆粒的沉降屬于干擾沉降，并且是由低濃度的區(qū)域沉降到高濃度的區(qū)域；懸浮液濃度越大，對于沉降的阻力便越大，顆粒越密集，被置換的液體向上運(yùn)動時對沉降的阻滯作用也越大；如將首節(jié)攪龍內(nèi)鹵液的固液 體積比控制在 2%以下，澄清效果將有保證；物料粒徑稍大些將不妨礙浸取效果。 b 對于硬度大的物料，往往浸取不充分，需要更強(qiáng)勁的攪拌和更長的停留時間，而在目前轉(zhuǎn)速及攪龍長度均固定的情況下是辦不到的。 碳化塔的設(shè)計 北方民族大學(xué) 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 31 因碳酸鋇漿粘度較大，所以不易采用填料塔。 碳化塔塔徑的確定 ： 碳化塔的高度在目前還沒有合適的計算公式，硫氫化鋇吸收 CO2，必須有足夠的時間才能使反應(yīng)完全，因此就需要碳化塔有足夠的高度。當(dāng)塔的高度一定時，塔徑越大，容積越大，生產(chǎn)能力也就越大。 碳化塔內(nèi) 母液的容積（ V碳化塔內(nèi)母液的容積 (V液 ) V 總 2π= DH4 ○1 V 總 — 碳化塔總?cè)莘e (米 3 ) D— 塔的直徑 (米 ) H— 塔的高度 (米 ) 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和設(shè)計積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般結(jié)構(gòu)相似的塔型、菌帽、冷卻管及空圈 所占的體積是整個塔總?cè)莘e的 30%。而液體所占的容積是由氣、液比，氣體濃度，氣量大小等關(guān)系決定。1 1 2t T t? ?? =110－ 90 =20℃ ， 39。 石灰窯 豎式石灰窯結(jié) 構(gòu)簡介 豎式石灰窯內(nèi)部分為 3個區(qū)域，即預(yù)熱區(qū)、鍛燒區(qū)、冷卻區(qū)，如圖 1所示。鍛燒區(qū)在 石灰 窯的中 段 ，是窯內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的主要區(qū)域，也是全窯溫度集中的地方，由冷卻區(qū)上來的空氣在此處 相當(dāng)于助燃劑 。煅燒區(qū)主要反應(yīng)有 : (a)燃料燃燒 22C+O =CO +33777KJ/Kg炭 21C+ O =CO2 +炭 (b)石灰石 3CaCO 分解 32CaC O = CaO + CO 178 KJ/ Kg 冷卻區(qū)是在窯下 段 ， 在此處煅燒好的 生石灰同鼓風(fēng)機(jī)送入的冷空氣進(jìn)行 熱交換，生石灰 經(jīng)過 冷卻到 100℃ 以下從窯下 出 去 。 選型 由 CaCO3~CO2的關(guān)系及二氧化碳的用量 M=4070kg/h 知 石灰石的質(zhì)量流量為： ? ?m 3q CaCO 90%= 10287kg/h 查表可知 ρ 3CaCO （ 90% ） = Kg/L ，3CaCOM = Kg/ mol，2COM = Kg/ mol 則原料的體積流量為： mv qq = =ρ = 3m/h 進(jìn)料 標(biāo)準(zhǔn)：石灰石： 80— 120mm ,平均 100mm 無煙煤： 50— 90mm ，平均 70mm 有效高度：24VH=πd 式中 H—— 有效高度， m； V—— 有效容積， 3m ； d—— 窯內(nèi)徑， m。本設(shè)計采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，流量為 Q=120m3/min,P=,P=37KW 泵 已知原料進(jìn)料量為 3m/h ，運(yùn)送硫化鋇溶液采用 F系列，流量為 100 3m/h ，壓頭 32m,型號為 F10080160，電機(jī)功率 15KW。 過濾機(jī)種類很多 ,應(yīng)根據(jù)不同適用范圍選擇合適的類型 。 按過濾的推動力來分類 ,過濾機(jī)可分為三大類 ,分別為重力過濾機(jī)，加壓過濾機(jī)，真空過濾機(jī)。 轉(zhuǎn)鼓過濾 機(jī) 的選型 的技術(shù)參數(shù)如下： 型號： XR1000 分離因數(shù)： 526 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑： 1000mm 轉(zhuǎn)鼓高度： 710mm 過濾面積： 有效容積： 280L 最大裝料量： 300kg 主軸轉(zhuǎn)速： 970r/min 電機(jī)形式：三相鼠籠式異步電動機(jī) 電機(jī)型號： Y180L6(B5) 電機(jī)額定容量： 15KW 電機(jī)額定電壓： 380V 電機(jī)轉(zhuǎn)速： 970r/min 外型尺寸： 1920mm 1460mm 3023mm 質(zhì)量： 1800kg 設(shè) 過濾 機(jī)一個操作周期為 10min，則 1 小時工作量為 1800kg/h，要達(dá)到。因此在選擇設(shè)備時，要根據(jù)生產(chǎn)工藝要求綜合考慮上述因素，選擇主要因素，兼顧次要因