Содержание




Скачать 302.2 Kb.
НазваниеСодержание
страница1/4
Дата публикации02.04.2013
Размер302.2 Kb.
ТипДокументы
vbibl.ru > Математика > Документы
  1   2   3   4

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

СОДЕРЖАНИЕ


 

    1. Выбор технологии производства

    2. Описание основного агрегата

    3. Физико-химические основы процесса

    4. Технико-экономические показатели

    5. Металлургический расчет

    6. Библиографический список

 

1. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

  Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье была осуществлена в промышленном масштабе финской фирмы “Оутокумпу” на заводе “Харьявалта” . В первоначальном варианте для плавки применяли воздушное дутье, подо гретое до 400—500°С. Начиная с конца 60-х годов, этот процесс по лицензии фирмы “Оутокумпу” стали широко применять на металлургических заводах многих стран. В настоящее время он внедрен более чем на 30 предприятиях для переработки медных, никелевых и пиритных концентратов, в т.ч. на Надеждинском металлургическом заводе. Финскую плавку на сегодня можно считать самым распространенным в промышленности и наиболее технологически и аппаратурно-отработанным автогенным процессом плавки сульфидных концентратов

Особенностями взвешенной плавки являются:

  • высокая производительность (удельный проплав 10-15 т/м2 в сутки) ;

  • низкий расход топлива — процесс плавки сульфидного концентрата протекает в режиме, близком к автогенному;

  • возможность полного автоматического управления процессом плавки с помощью системы "Проскон-103'';

  • возможность получения штейна требуемого состава;

  • утилизация серы из высококонцентрированных серных газов.

Конструкция ПВП и комплекс других технических решений обеспечивают получение пара энергетических параметров и высокую степень утилизации серы из отходящих газов, что резко снижает выброс двуокиси серы в окружающую среду и значительно улучшают условия труда обслуживающего персонала

В плавильном цехе НМЗ имеется две печи взвешенной плавки одинаковой конструкции для плавки медного и никелевых концентратов

Передел взвешенной плавки — структурное подразделение плавильного цеха HMЗ

 

^ 2. ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО АГРЕГАТА

Конструкция печи для плавки во взвешенном состоянии на подогретом дутье достаточно сложна — она сочетает в себе две вертикальные шахты (реакционную и газоходаптейк) и горизонтальную камеру-отстойник

Тонкоизмельченная шихта, предварительно высушенная до содержания влаги менее 0,2%, подается по системе ленточных конвейеров и пневмотранспорта в бункер шихты. Из бункера шихта двумя скребковыми транспортерами "Редлер" подается через свод реакционной камеры с помощью четырех специальных горелок. Основное на значение горелки — приготовление и подготовка шихтововоздушной смеси для ускорения процесса горения сульфидов. Перемешивание шихты с дутьем достигается разбиванием струи шихты о конус-рассекатель и подачей дутья через воздушный патрубок и распре делительную решетку

 

^ Схема горелки печи завода

1 — дутье; 2 — шихтовая воронка; 3 — загрузочный патрубок;

4 — воздушный патрубок; 5 — конус-рассекатель;

6 — распределительная решетка; 7 — диффузор



^ Печь для плавки во взвешенном состоянии

1 — горелка; 2 — реакционная камера; 3 — отстойная ванна; 4 — аптейк; 5 — котел-утилизатор; 6 — паровой воздухоподогреватель; 7 — топливный воздухоподогреватель

Вся печь взвешенной плавки выполнена в виде кладки из магнезитового кирпича. Футеровка реакционной шахты и аптейка заключена в металлические кожухи из листовой стали. В кладку всех элементов печи заложено большое количество водоохлаждаемых элементов, что позволяет значительно удлинить срок службы агрегата. Аптейк непосредственно сочленен с котлом-утилизатором туннельного типа. В боковой стене отстойной камеры установлены две медные водоохлаждаемые плиты с отверстиями для выпуска шлака, а в передней торцевой стене — чугунные шпуры для выпуска штейна

Габариты печи определены на основании технологических расчетов произведенных с помощью ЭВМ, исходя из проектной производительности печи и других исходных параметров для проектирования

В реакционной шахте, для окисления компонентов концентрата, используется воздух обогащенный кисло родом и подогретый до 200°С. Согласно теплового баланса — степень обогащения дутья кислородом на ПВП никеля составляет 26% при среднем составе шихты, что позволяет реакционной шахте работать автогенно, без применения дополнительного топлива Оборудование рассчитано на максимальное обогащение кислородом до 40%, если по каким-либо причинам: 1. Теплопотребление шихты увеличится

2. Увеличатся тепловые потери печи

3. Подогрев воздуха уменьшится

Если обогащения дутья кислородом до 40% из-за вышеперечисленных факторов окажется недостаточным, то для восполнения недостатка тепла в реакционной шахте, используют природный газ

Расплавленные частицы падают на поверхность ванны отстой ника. В отстойной зоне печи происходит расслоение сульфидно-силикатного расплава на шлак и штейн. Для поддержания заданной температуры шлака и штейна в отстойной зоне смонтировано 18 горелок природного газа. При выходе из реакционной шахты направление движения газов изменяется на 90° — газовый поток проходит горизонтально над ванной в отстойной зоне печи. Затем направление движения газа вновь изменяется на 90° — газ поднимается по вертикальному аптейку печи вверх. В аптейк инжектируется угольная пыль, где и происходит восстановление сернистого газа до элементарной серы. Благодаря такой конструкции печи происходит достаточно полное отделение сульфидно-силикатных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, от газового потока

Пылевынос из печи взвешенной плавки составляет 12—15% от веса загружаемой шихты

После аптейка газы поступают в котел-утилизатор, где охлаждаются с 1350°С до 550°С, а затем после очистки в электрофильтрах от пыли, поступают в серный цех для улавливания из газов элементарной серы

Печь взвешенной плавки является головным агрегатом в цепи переработки серосульфидных концентратов. Агрегат обладает высокой интенсивностью плавления. В связи с этим печь имеет сложную и многообразную систему охлаждения

Агрегат должен обладать высокой герметичностью. Нарушение герметичности ведет к подсосам, что нарушает тепловой баланс печи, разубоживает отходящие газы и увеличивает их объемы, увеличивает расход восстановителя. Вышеперечисленные причины отрицательно сказываются на дальнейшей обработке газов в серном цехе

Все три части печи взвешенной плавки должны иметь высокую герметичность, требуют жесткого поддержания заданных параметров, что обеспечивается работой печи в автоматическом режиме с по мощью ЭВМ

 

^ 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

Процесс плавки сульфидных концентратов с утилизацией серы из отходящих газов очень сложен, поэтому на производительность печи, полноту протекания окислительных и восстановительных реакций влияют многие факторы, основными из них являются;

  • размеры частиц и время нахождения частиц в газовом потоке;

  • время нагрева частиц;

  • скорость, направление и последовательность окисли тельных реакций, влияние температуры на конечное химическое равновесие;

  • минералогический состав концентратов;

  • вид восстановителя сернистого ангидрида и влияние температуры на конечное равновесное состояние восстановительных реакций.

 

^ Размеры частиц и величина удельной поверхности компонентов шихтовых материалов

Обычно руды измельчают перед флотацией в пределах нижнего класса крупностью от 60% класса — 0,0605 мм до 90% класса — 0,088мм. Средней величиной зерна флотационных концентратов можно считать от 0,07мм до 0,03мм

Процессы нагревания сульфидных частиц, диссоциации высших сульфидов и взаимодействия сульфидов с кислородом печной атмосферы в ходе взвешенной плавки являются типичными гетерогенными процессами, скорость которых при прочих, равных условиях линейно зависит от величины поверхности раздела на границе твердое — газ

Произведя несложный расчет, можно убедиться что 1 кг материала с удельным весом 4 г/см3 при среднем диаметре зерна 0,04мм, что соответствует размеру зерен флотационных концентра тов., имеет удельную поверхность 59,5 м2/кг, Будучи взятым в виде компактного шара, тот же I кг материала имеет поверхность всего 0,019 м2. Таким образом, измельчение материала влечет за собой резкое увеличение его удельной поверхности, Однако, излишнее переизмельчение шихтовых материалов нежелательно, так как в этом случае возрастает пылеунос

^ Движение частиц в газовом потоке

Очень важным параметром процесса плавки во взвешенном состоянии является время пребывания шихтовых частиц в потоке от момента поступления в пространство реакционной шахты до соударении с поверхностью расплава в отстойной зоне печи

Поскольку и газы, и частицы шихты движутся в одной направлении сверху вниз, очевидно, что время пребывания шихтовых частиц в полете определится суммой скоростей свободного падения частицы и движения газового поток. В условиях плавки сульфидных флотационных концентратов скорость собственного падения самых крупных зерен концентрата не превышает I м/сек. Сульфидные частицы, вдуваемые в реакционную шахту, незначительно опережают газовый поток и время, необходимое для прохождения частиц концентрата по всей высоте плавильной шахты, равно 0,8—0,9 времени прохождения газом этого же пути, И если газ проходит шахту печи за 2,8 сек., то частицы флотационного концентрата будут находиться во взвешенном состоянии примерно 2,20—2,50 сек

^ Нагрев пылевых частиц и теплопередача

В начальной стадии загрузки шихты в реакционную шахту, шихта подогревается за счет тепла, получаемого ею при конвективном теплообмене с подогретым до 200°С технологическим воздухом. Воспринимаемый частицей тепловой поток описывается уравнением

Q=a x S x t (T1-T2) a — коэф-т передачи тепла конвекцией, ккал/м2/час S — воспринимающая тепловой поток поверхность, м2 t — время, час Тепла этого явно недостаточно для воспламенения сульфидного материала, т.к. даже сера в зависимости от содержания кислорода в газовой фазе воспламеняется в интервале температур от 260 до 360°C. Сульфидные же частицы в зависимости от размера зерен воспламеняются при температурах от 280 до 740°С

Опускаясь ниже, распыленная шихта попадает в зону высоких температур, где она за счет излучения от факела или футеровки реакционной шахты нагревается до температур воспламенения сульфидов

Количество передаваемого тепла за счет радиационного нагрева описывается уравнением Стефана-Больцмана: Q= S x K x t x (T1/100) 4 -(T2/100) 4

  Тепло, полученное поверхностью частицы, передается к ее центру, Передаче тепла в глубь частицы, даже если она и очень мала, осуществляется за счет теплопроводности и для случая шаровидной частицы подчиняется уравнению:   q x = Q/(4Пх 2 х t) = l (Тп-Тх) /r 2 (1/x-1/r) Из уравнения следует, что удельный тепловой поток к центру частицы обратно пропорционален квадрату радиуса ее. Это означает, что при малых размерах частиц, которые имеют зерна флотационных концентратов, нагрев материала будет проходить в доли секунды

Реакции окисления сульфидов протекают со значительным выделением тепла. Так как для окисления сульфида необходим подвод кислорода в зону реакции, тo становится понятным, что эти процессы могут протекать только на поверхности зерен. Из этого следует, что на некотором отрезке времени, начиная с момента воспламенения, от поверхности сульфидной частицы возникает дополнительный тепловой поток в глубь сульфидного зерна

При воспламенении сульфидной частицы температура ее поверхности скачкообразно возрастает, достигая в малые доли секунды 1500—1700°С. Процесс окисления сульфидов приобретает наивысшую скорость, так как в этот момент поверхность зерен максимальна, содержание кислорода в газах еще высокое и окисная пленка на поверхности сульфидного зерна только что зарождается. Средняя температура факела в этой зоне резко повышается до 1400°С и более за счет тепла, выделяющегося при интенсивном окислении всей массы сульфидных зерен. В зоне максимальных температур выделяется основная часть тепла экзотермических реакций плавки, т.к. именно здесь протекают с максимальными скоростями большинство реакций

В последней зоне, называемой зоной усреднения температур, скорости всех окислительных процессов быстро падают, так как, во-первых, падает содержание кислорода в газовом потоке и, во-вторых, на поверхности окисляющихся сульфидных зерен нарастает пленка продуктов реакции, тормозящая диффузию кислорода в глубь зерна. Если на поверхности частицы образуется плотная корка твердого окисла, лишенная трещин и прочих дефектов, то диффузия кислорода через нее будет чрезвычайно затруднена и процесс окисления может прекратиться, не дойдя до конца. Рыхлые, трещиноватые пленки тормозят процесс в меньшей степени, так же, как и жидкие окисные пленки, скорость диффузии через которые примерно на три порядке выше, чем через твердую пленку. В целом процесс окисления в реакционной шахте печи лимитируется диффузией кислорода через пленки продуктов реакции и обратной диффузией — сернистого ангидрида в ядро газового потока

В устье реакционной шахты окислительные реакции полностью заканчиваются. Об этом свидетельствуют результаты анализа газа на содержание свободного кислорода: парциальное давление кисло рода на выходе из реакционной шахты снижается до 10 мм рт. ст
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Содержание iconИ содержание
Тематическое содержание и объемы лекционных занятий по модулям дисциплины (4 -ый семестр)

Содержание iconСодержание содержание 1
Лагерь полон боевыми колесницами, ржущими лошадьми и толпами длинноволосых воинов

Содержание iconСодержание и форма
Не все, что “содержится” в объекте, составляет его содержание. Например, было бы бессмысленно считать содержанием организма атомы,...

Содержание iconКадровое планирование и бюджетирование Как защитить бюджет перед руководством Содержание
Умеем оценивать затраты на содержание трудовых ресурсов и планировать их на ближайшие периоды

Содержание iconСодержание содержание 2
Деятельность предприятия в модели воспроизводится посредством описания движения денежных потоков (поступлений и выплат, Cash-Flow)...

Содержание iconБизнес-Серфинг Школа: Содержание подготовки
Участники изначально не должны знать содержание всех этапов. Только тот объем информации, который их смотивирует на активное участие...

Содержание iconСодержание содержание 2
Целью курсовой работы является разработка case-системы Для достижения цели необходимо рассмотреть ряд задач Изучить case-системы

Содержание iconПрепааты гармонов и их синтетические аналоги
Избыточное содержание гармонов в крови тормозит его выроботку эндокринной железой, а не достаточное содержание наобарот увеличивает...

Содержание icon2. содержание теоретического курса
Предмет, задачи и содержание курса. Место курса среди других дисциплин. Структура курса. Методика аудиторной и самостоятельной работы...

Содержание iconКурс: 4 Тип: курсовая Экономическое содержание налогов и их роль...
Экономическое содержание налогов и их роль в денежном обеспечении функций государства

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница