Расход угольной пыли

Расход угольной пыли

Примем следующий состав пыли, приготовленной из подсушенного каменного угля, %:

Углерод – 65,0

Водород – 4,0

Азот – 2,0

Кислород – 5,0

Сера – 2,0

Вода – 1,5

Зола – 20,5

Состав золы: 40% SiO2, % CaO, 20 FeO, 20% Al2O3, 10% прочие.

По реакции (1) для восстановления 9,23 кг ZnO требуется 3,17 кг CO и при этом будет получено 7,42 кг Zn и 4,99 кг CO2. Для восстановления [реакция (2)] 8,86 кг Fe3O4 требуется 1,07 кг CO и будет получено 1,68 кг CO2 и 8,25 кг FeO.

Для восстановления 3,07 кг ZnS [реакция (4)] требуется 1,76 кг Fe и будет получено 2,06 кг Zn и 2,77 кг FeS.

По реакции (3) для получения 1,76 кг Fe надо восстановить 2,26 кг FeO, затратив на это 0,88 кг CO и в результате реакции будет получено 1,39 кг CO2.

Всего затрачено на восстановление: 3,17+1,07+0,88=5,12 кг CO (при пересчете 2,19 C или 3,38 угля) и получено при этом 4,99+1,68+1,39=8,06 кг CO2.

Примем среднюю величину расхода угольной пыли в размере 18,5% от шлака. В этом случае непосредственно на восстановительные процессы будет расходоваться  от всего угля.[pic 1]

Расход воздуха

Для основных шлаков свинцовой плавки примем среднее значение α=0,71.

18,5*0,65=12,03 кг C.

При полном окислении до CO2 потребовалось бы кислорода

 кг O2.[pic 2]

Кроме того, при фьюминговании должны окисляться летучие составляющие каменного угля в количестве 0,04*18,5=0,74 кг H2 и 0,02*18,5=0,37 кг S2 по реакциям:

[pic 3]

[pic 4]

По первой реакции потребуется 5,92 кг O2 и будет получено 6,66 кг H2O, а по второй 0,37 кг O2 и будет получено 0,74 кг SO2. Всего для этой цели потребуется кислорода 5,92+0,37= 6,29 кг. В самом угле имеется 0,05*18,5= 0,92 кг кислорода, с дутьем потребуется ввести 6,29–0,92=5,37 кг O2.

Общая потребность кислорода

32,08+5,37=37,45 кг.

Но так как α=0,71 то расход кислорода составит

37,45*0,71=26,59 кг.

С эти количеством кислорода будет введено азота

[pic 5]

Количество воздуха

26,59+89,02=115,61 кг, или 115,61/1,293=89 м3.

Средний расход воздуха на 1 кг вдуваемого угля составит

[pic 6]

Выход и химический состав отогнанной свинцово-цинковой пыли

Извлечение цинка в возгоны колеблется от 85 до 93%, принимаем 90%. Свинец возгоняется на 95-98%, принимаем 96%.

В пыль перейдет, кг:

Zn= 9,48*0,9=8,5,

Pb=1,6*0,96=1,54.

По данным практики, сумма цинка и свинца в пыли составляет 70-80%, принимаем 75%. Выход пыли:

[pic 7]

Возогнанные металлы в пыли будут, кг, в виде:

Остальное в пыли (13,39 – 12,24=1,15 кг) будет представлено мельчайшими частицами шлака. В пыль перейдет:

Таким образом, выход пыли составляет 14% от исходного шлака. Но непосредственно при выходе шлака пыли будет меньше, так как цинк и свинец в этот момент находятся в виде паров металлов. Кислорода в пыли связано с цинком и свинцом (10,58 – 8,5) + (1,66 – 1,54) = 2,2 кг. Отсюда количество выли при выходе шлака: