1.4. Расчет дутья (на 100 кг концентрата)

53. Масса окисляющейся серы, кг

(См. табл. 1 и 3).

54. Масса кислорода, необходимая для окисления серы, кг

55. Масса SO₂, кг

56. Суммарная стехиометрическая масса кислорода, кг

(См. табл. 3 и п. 54).

57. Рабочая масса кислорода (стехиометрическая) при коэффициенте избытка кислорода α = 1,2 – 1,6, кг

Принимаем избыток кислорода α = 1,2.

58. Масса азота в дутье, кг

где 0,875 – пересчетный коэффициент; О₂ – содержание кислорода в дутье, % (об.).

Для воздушного дутья (О₂ = 21 %)

59. Масса дутья, кг

60. Объем кислорода в дутье, м³(н.у.)

61. Объем азота в дутье, м³(н.у.)

62. Объем дутья, м³(н.у.)

63. Объем дутья при метеоусловиях местонахождения завода, м³

(Принимаем t = 20^о С или T = t + 273 = 293 K; P = 705 мм рт. ст.)

Согласно закону Бойля-Мариотта и Гей-Люссака

где P_o – атмосферное давление, мм рт. ст. (атм., Па); V_o – объем при нормальных условиях, м³(н.у.); Т_о = 273 К; P, V, T – при иных условиях.

64. Удельный расход дутья, м³/т концентрата

(Здесь 10 – для перевода т в кг).

1.5. Расчет состава обжиговых газов

65. Масса воды в концентрате при его влажности W = 7,0 %, кг

66. Объем паров воды при нормальных условиях, м³(н.у.)

67. Объем SO₂ при нормальных условиях, м³(н.у.)

(См. п. 55)

68. Масса свободного кислорода в обжиговых газах, кг

(См. п.п. 57 и 56).

69. Объем свободного кислорода в обжиговых газах при нормальных условиях, м³(н.у.)

70. Объем обжиговых газов при нормальных условиях, м³(н.у.)

(См. п.п. 69, 61, 67, 66).

71.Масса кислорода в обжиговых газах, кг

(см.п..п. 54, 68)

Таблица 5

Состав обжиговых газов, % (объ.)

Компоненты	Масса, кг	Объем, м3(н.у.)	Содержание, % (объ)	Пункты
O2(св)	8,442	5,909	3,58	68, 69
N2	166,726	133,381	80,87	58, 61
SO2	46,57	16,283	9,87	55, 67
H2O	7,527	9,367	5,68	65, 66
Сумма	229,265	164,94	100,00	-

Плотность газа при н.усл., кг/м³

1.6. Расчет параметров кипящего слоя

71. Рабочая скорость газов в кипящем слое, обеспечивающая устойчивое «кипение» материала в печи, может быть рассчитана с помощью следующего уравнения, полученного на основе уравнения, приведенного в [4, с.370]

где - скорость газа, мּс; k – эмпирический коэффициент (k = 0,12), м / с ; d – эквивалентный диаметр частиц огарка, м; - плотность частиц огарка, кг/м³; - плотность обжиговых газов, кг/м³; ускорение свободного падения, м/с².

В иной форме рабочая скорость дутья может быть выражена следующим образом

72. Объем обжиговых газов при температуре кипящего слоя, м³

По практическим данным температура в печи на различных заводах колеблется в пределах 1050 – 1150^o С. Принимаем 1150^о С, или 1423 К.

(См. табл. 5)

73. Плотность обжиговых газов при рабочей температуре, кг/м³

74. Диаметр частиц огарка (мм) может быть рассчитан по уравнению регрессии

75. Рабочая скорость газа в кипящем слое, м/с

76. Скорость дутья, эквивалентная скорости газа, м/с

(См. п.п. 75, 63, 72).

77. Часовая производительность печи по концентрату, т/ч

(См. п.п. 76, 64).

Здесь 3600 – число сек. в ч.; S_q – площадь пода печи (24 м²).

78. Суточная производительность печи по концентрату, т/сут

79. Годовая производительность печи по концентрату, т/год

Здесь К_м – коэффициент машинного времени печи, учитывающий чистое время работы печи за вычетом непредвиденных простоев и простоев на ремонт, доли ед.

80. Годовая производительность печи по никелю при полном его извлечении в огарок, т/год

81. Число печей, необходимое для обжига плановой производительности цеха по концентрату

Принимаем 2 печи.

1.7. Расчет обжига шихты (на 100 кг концентрата)

В соответствии с рис. 1 шихта состоит из концентрата и пыли, выносимой из печи газами.

82. Масса пыли G_п на 100 кг концентрата при выходе пыли ε_п(%) от массы шихты, кг

Для выхода пыли ε_п = 30 %

откуда

83. Количественный состав пыли, кг

где 63,5 – содержание никеля в концентрате с учетом перехода никеля в пыль без потерь, %; 42,857 – масса пыли, кг; 96,071 – масса пыли при обжиге 100 кг концентрата согласно табл. 4, кг

-------------------------------------

Сумма =42,858

84. Масса кислорода в дутье, кг

O_д = 50,651. (П. 57).

85. Масса азота в дутье, кг

N_д = 166,726. (П.58).

86. Масса воды, поступающей с концентратом (H₂O = 7,0 %), кг

H₂O = 7,527. (П. 65).

87. Ni, Cu, Co, Fe в огарке (табл. 1), кг

Ni = 63,500.

Cu = 4,200.

Co = 1,600.

Fe = 2,400.

88. Сера в огарке, кг

S = 0,191 (П. 17).

89. Кислород в огарке, кг

O = 18, 948. (П. 32).

90. Сера в газах, кг

S = 23,309. (П. 53).

91. Кислород в газах, кг

(П.п.: 54, 68)

На основе данных по п.п. 82-9 сформирована табл.6.

91. Азот в газах, кг

N_г = 166,726. (п.58).

93. Вода в газах, кг

H₂O = 7,527. (П. 65)

.

8. Рациональный состав огарка (на часовую производительность

печи)

95. Часовая производительность печи по концентрату составляет 11,456 т/ч (п.77)

Часовая производительность печи по пыли (при выходе пыли 30,0 % от шихты) составит, т/ч

,

откуда

96. Масса огарка, т/ч

где 95,639 – выход огарка на 100 кг концентрата (таб. 3).

1.8.1. Количественный состав концентрата

(на часовую производительность)

В соответствии с табл. 2 и часовой производительностью печи по концентрату 11,456 т/ч (п. 84) имеем:

97. Масса

98. Масса

99. Масса

100. Масса

101. Масса

102. Масса

103. Масса

104. Масса Проч =

____________________________________

105. Сумма = 11,456

1.8.2. Количественный состав пыли

(на часовую производительность)

В соответствии с табл. 4 и часовой производительностью печи по пыли 4,929 (п. 95) имеем:

106. Масса

107. Масса

108. Масса

109. Масса

110. Масса

111. Масса

112. Масса

113. Масса

____________________________________

114. Сумма = 4,910

1.8.3. Количественный состав дутья и воды (на часовую

производительность в соответствии с п.п. 57, 58)

115. Кислород в дутье, кг

(п. 57, 77).

116. Азот в дутье, кг

(п. 58, 77).

117. Вода в концентрате, кг

(п. 65, 77).

1.8.4. Количественный состав огарка (на часовую

производительность в соответствии с табл. 3)

В связи с тем, что в соответствии с табл. 3 при обжиге 100 кг концентрата получается 95,639 кг огарка, масса огарка на часовую производительность печи по концентрату 11,5 т составит, т/ч

118. Масса Ni₃S₂ в огарке, кг

119. Масса NiO в огарке, кг

120. Масса Ni в огарке, кг

121. Масса Cu в огарке, кг

122. Масса Cu₂O в огарке, кг

123. Масса CoO в огарке, кг

124. Масса Fe₂O₃ в огарке, кг

125. Масса “Проч” в огарке, кг

_______________________________________

126. Сумма =10,988.