18.2 Расчет теплового баланса

Приход тепла, ккал

Физическое тепло файнштейна 0,22•100•30=660. Физическое тепло воздуха при 20⁰С по таблице 19 равно 0,313•157•20=973. Количество тепла, вносимого пылью: 0,2•30•100=600. Тепло экзотермических реакций*:

Ni₃S₂ (548480•66,88)/240,1=157061; Ni (58400•20,98)/58,7=20872,8;

CoS (108000•0,62)/90,9=736,6; Cu₂S (93000•1,25)/159,2=730,2;

FeS (288800•0,47)/175,6=773,0.

Всего 540+1102,1+600+157061+20872,8+736,6+730,2+773,0=192418.

* Уравнения и тепловые эффекты даны в начале параграфа.

Расход тепла, ккал

Тепло, уносимое газами при 1050⁰С, составляет: азота 1050•124,8•0,334=43750; кислорода 1050•5,4•0,354=2010; сернистого ангидрида 1050•13,3•0,537=7500. Всего 53260.

Тепло, уносимое огарком: 0,2•101,05•1000=20210. Тепло, уносимое пылью: 0,2•30•1000=6000. Всего расходуется тепла 53260+20210+6000=79470.

Потери тепла через стены и свод печи КС примем, согласно практическим данным, равными 15%, что составит 194517,6•0,15=299176,4, округленно 30000.

Избыток тепла определяем по разности, он должен поглощаться элементами испарительного охлаждения. Полученные, данные сводим в таблицу 52 теплового баланса.

ТАБЛИЦА 52 Тепловой баланс обжига в кипящем слое файнштейна

Приход тепла			Расход тепла
статьи баланса	ккал	%	статьи баланса	ккал	%
Файнштейн Воздух Пыль Экзотермические реакции	660,0 970 600,0 192418	0,33 0,49 0,30 98,88	Газы Огарок Пыль Потери Избыток	53260 20210 6000 30000 90035	26,7 10,1 3,0 15,0 45,2
Всего	194648	100,0	Всего	194508	100,0

Утилизацией подсчитанного избытка тепла в системе испарительного охлаждения можно обеспечить выдачу следующего количества пара: 90035•0,7/663=95,2 кг,

где 0,7 – коэффициент полезного действия системы;

663 – энтальпия пара при 9 ат (таблица 18).

Таким образом, на 1 т обжигаемого файнштейна можно выдать примерно 1 т пара.

Расчет основных размеров печи КС. Производительность печи 80 т/сут. Основные размеры печи определяются эмпирическим путем в зависимости от удельной производительности. Принимаем, что удельная производительность печи по файнштейну составляет 8 т/(м²•сут). Площадь пода печи находим по формуле F=А/а=80/8=10 м². При круглой форме печи внутренний диаметр равен 1,13 =1,13 =3,57 м. Общая высота печи находится по формуле Н=(3÷4)•Нк=4•3=12 м.

Здесь Нк=3 м – высота кипящего слоя.

Необходимое число сопел определяем по формуле n=V/fw,

где V – расход воздуха на печь, м³/с;

V=(1570•80)/(24•60•60)=1,45 м³/с.

Здесь 1570 м³ – расход воздуха на 1 т файнштейна;

80 – суточная, производительность, печи;

f – площадь сечения отверстий в соплах, м².

Принимаем, что в сопле 4 отверстия, диаметр отверстий 6 мм:

f = •10^-6=0,000113 м²

Скорость истечения воздуха из сопел (w) принимаем равной 30 м/с, тогда при α=1,2 имеем

n=1,2V/wf=1,2 =513 сопел.

Расчет других параметров печи см. § 32.6.

Предварительное восстановление закиси никеля

Предварительное восстановление NiO осуществляется с целью сокращения расхода электроэнергии и электродов при электроплавке, а также с целью снижения выноса пыли. Горячая NiО из трубчатой печи с температурой 1200–1300⁰С поступает по футерованной течке в печь для предварительного восстановления. В качестве восстановителя используется малосернистый нефтяной кокс с содержанием серы не более 0,26%. Дозировка молотого нефтекокса производится тарельчатым питателем в количестве до 13% от массы NiO. Восстановление закиси до металла по реакции NiO + С = Ni + CO достигается тем, что горячая NiО и восстановитель (твердый) движутся параллельно в одном направлении от загрузки к выгрузке. Необходимый контакт между молотым нефтекоксом и горячей NiO обеспечивается перемешиванием шихты при вращении барабана печи. Температура в головной части печи восстановителя должна быть 750–1000⁰С. Восстановленная NiO должна удовлетворять следующим условиям: содержание никеля не ниже 82%; содержание углерода 1–6; содержание серы до 0,030%.

Производительность барабана составляет около 3,5т/(м³-сут) по NiO.