Расчет расхода воздуха и количества дымовых газов при горении природного газа
Расчет ведем согласно законам стехиометрии.
Расчет ведем на 100 м3 природного газа следующего состава, % (объемн.): 82,5 CH4, 17,1 C2H4 и 0,4 N2.
При расчете пользуемся законом Авогадро, согласно которому в равных объемах всех газов содержится равное число молекул, что позволяет сразу подсчитать объем потребного кислорода:
CH4+2O2→CO2+2H2O; C2H4+3O2→2CO2+2H2O.
Потребуется кислорода, м3:
Длясгорания CH4……….……………..82,5∙2=165 |
Для сгорания C2H4…………….………….....17,1∙3=51,3 |
Всего……………………………………………..…..216,3 |
С кислородом поступит азота.В воздухе содержится 79% азота и 21% кислорода.
Тогда содержание азота получаем.
216,3:21∙79=813,7 м3.
Теоретическая потребность в воздухе
216,3+813,7=1030 м3.
Теоретически в продукты сгорания переходит:
м3 | % (объемн.) |
CO2…………….….82,5+17,1∙2=116,7 | 10,32 |
H2O……………...82,5∙2+17,1∙2=199,2 | 17,62 |
N2 ………………………...813,8+0,4=814,2 | 72,03 |
Всего…………………………………..1130 | 100,0 |
Дли расчета фактического расхода воздуха и выхода продуктов сгорания необходимо учесть избыток воздуха, при котором ведется сжигание топлива, и его подсос за счет неполной герметизации аппаратуры.
Расчет состава и количества медного штейна.
Предположим, что плавке подвергается 100 кг медного концентрата состава, %: Си 18; Zn 1,2; Fe 34,1; S 39,8; Si024,4; СаО 1; прочие 1,5. Требуется рассчитать состав и количество получающегося штейна при плавке в нейтральной атмосфере (вариант 1) и в окислительных условиях (вариант 2).
|
|
Вариант 1. Плавка в нейтральной атмосфере. Для расчета принимаем: десульфуризация при плавке равна 55 %, извлечение меди в штейн 96 %, цинка 40 %, содержание в штейне прочих 1 %.
При десульфуризации 55 % в штейн перейдет 45 % серы, содержащейся в концентрате, т.е. 39,8 • 0,45 = 17,91 кг.
Тогда из 100 кг концентрата при среднем содержании серы в медных штейнах, равном 25 % (правило Мостовича), получится
штейна17,91:0,25 = 71,64 кг.
В штейн перейдет:
меди 18 • 0,96 = 17,28 кг (содержание в штейне 24,12 %);
цинка1,2•0,4 = 0,48 кг;
кислорода 71,64 • 0,055 = 3,94 кг (штейн, содержащий ~ 24,1 % меди, содержит - 5,5 % кислорода);
прочих 71,64 *0,01 = 0,72 кг;
железа (по разности) 71,64 - (17,28 + 17,91 + 0,48 + 3,94+ 0,72) = 31,31 кг
Результаты расчета с целью сравнения сведем в табл. 1 после выполнения расчетов по 2-му варианту плавки.
Вариант 2. Плавка в окислительных условиях. Для расчета принимаем; получающийся штейн должен содержать 40% меди, извлечение меди в штейн 95%, цинка 60 %, содержание в штейне прочих 1 %, кислорода 3 % (при содержании меди в штейне, равном 40 %).
Количество меди, перешедшей в штейн составит: 18 • 0,95 = 17,1 кг.
Общее количество штейна с учетом 40 %-ного содержания меди будет:
(17,1 • 100)/40 = 42,75 кг.
|
|
В этом количестве штейна по правилу Мостовича будет содержаться серы:
42,75• 0,25 = 10,69кг.
Степень десульфуризации в этом случае составит:
[(39,8 — 10,69) / 39,8]• 100 = 73,14 %.
В штейн перейдет:
цинка 1,2• 0,6 = 0,72 кг,
кислорода 42,75• 0,03 = 1,28 кг,
прочих 42,75 • 0,01 = 0,43 кг,
железа 42,75 - (17,1 + 10,69 + 0,72 + 1,28 + 0,43)= 12,53 кг
При сопоставлении результатов расчетов двух вариантов плавки концентрата одного и того же состава в нейтральной атмосфере и в окислительных условиях, приведенных в табл. 1, можно видеть, чтово втором случае увеличение содержания меди в штейне в 1,9 раза (4024,1) за счет увеличения десульфуризации до 72,2 % ведет к уменьшению во столько же раз его выхода.
Из этого следует, что для получения более богатых штейнов из одного и того же концентрата, необходимо любым способом повышать степень десульфуризации.
Таблица.1 Расчетный состав и количество штейна при плавке медного концентрата в нейтральной (вариант I) и окислительной (вариант II) атмосферах
Компоненты | Количество штейна | |||
Вариант 1(кг/%) | Вариант 2(кг/%) | |||
Сu | 17,28 | 24,12 | 17,1 | 40 |
Zn | 0,48 | 0,67 | 0,72 | 1,68 |
Fe | 31,31 | 43,7 | 12,53 | 29,3 |
S | 17,91 | 25 | 10,69 | 25 |
O2 | 3,94 | 5,5 | 1,28 | 2,99 |
Прочие | 0,72 | 1 | 0,43 | 1 |
Всего | 71,64 | 100 | 42,75 | 100 |
|
|
3.Расчет выхода и состава огарка.
Примем, что обжигу подвергается 100 кг концентрата состава, %: Cu – 18; Zn – 1,2; Fe – 34,1; S – 39,8; SiO2 – 4,4; CaO – 1; прочие–1,5.
Исходные данные для расчета: степень десульфуризации 80 % окисляется 1/3 цинка; в огарке остается 2/3 прочих; потерями меди при обжиге пренебрегаем. Тогда количество серы, остающейся в огарке, составит:
39,8∙(100 - 80)/100 = 7,96 кг.
Количество серы в оставшемся сульфиде цинка
(1,4∙2/3∙32)/65,4 = 0,46 кг.
Количество потребленного кислорода для окисления цинка в ZnO
(1,4∙1/3∙16)/65,4 = 0,11 кг.
Количество серы, связанной с медью в Cu2S:
16∙32/(2∙63,55) = 4 кг.
Количество неокислившейся серы, связанной с железом:
8,14 - (0,46 + 4) = 3,68 кг,
тогда количество оставшегося в сульфидной форме железа составит
3,68 ∙ 55,85/32 = 6,42 кг,
а железа, перешедшего в оксидную форму:
34,8 - 6,42 =28,38 кг.
Для окисления железа до Fе2О3 потребуется кислорода:
28,38 ∙ (3∙16)/(2∙55,85) = 12,19 кг.
Всего для окисления железа и цинка потребуется 12,19 + 0,11 = 12,3 кг кислорода. Тогда в огарке будет содержаться, кг: 16Cu; 1,4Zn; 34,8Fe; 8,14S; 12,19O2; 4,6SiO2 ; 1 CaO ;1,0—прочие.
Общая масса огарка будет равна 79,63 кг, т. е. выход огарка от массы исходного концентрата составит 79,63 %. Состав огарка будет следующим, %: 20,1Cu; 1,77Zn; 43,7Fe; 10,2S; 15,3O2; 5,8 SiO2, 1,26CaO,1,87 – прочие.
|
|
Как видно из расчета, степень обогащения огарка медью по сравнению с исходным концентратом невелика и составляет всего 20,1:16 =1,25.
Практическая работа №5.
Расчет материального баланса металлургического процесса
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1321; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!