А. Печи для окислительного обжига сульфидов

2) Удельная производительность печи а,т/м² • сутки

Рассчитывают по формуле, выведенной для печей как обжи­гающих аппаратов и учитывающей линейную скорость обжига ω, м/час:

где ω - конструктивный коэффициент; для барабанных

печей без перегребающих устройств ω = 0,0016; для многоподовых печей ω = 0,009;

w - линейная скорость обжига, м/час;

γ - обьемный вес материала в печи, т/м³;

τ -время работы печи в сутки, час/сутки;

S_ИСХ и S_ОГАР - содержание серы в исходном материале и в огар­ке, %.

³⁾ Рабочая площадь печи F, м²

Для барабанных печей рабочей площадью считается внутренняя поверхность футеровки F=πDL, где D — диаметр печи, м; L — общая длина печи, м.

4) Диаметр печи D, м

Определяется по действительной скорости движения газов в печи w_t, м/сек, и действительному количеству газов V_t, м³/сек, по формуле:

Значение w_t для большинства барабанных печей лежит в пределах 3—8 м/сек. При обжиге сухих и тонкоизмельченных материалов рекомендуется принимать меньшее значение w_t, в ос­тальных случаях скорость газов может приниматься 7—8 м/сек. Величина V_t должна учитывать полное количество газов, обра­зующихся в печи из шихты и от горения топлива.

5) Длина печи L,

Находится по формуле

6) Коэффициент заполнения печи материалом φ, безразмерный

Производительность барабанной печи как транспортной тру­бы выражается формулой:

где w_M - скорость поступательного движения материала в печи, м/час; значение w_M находится по формуле, полу­ченной экспериментальным путем:

w_м =5,78Dβn

В этой формуле β - угол наклона оси барабана печи к гори­зонту, град.; n - число оборотов печи, об/мин.

Подставляя в эти формулы величины β, п, D, γ, τ и А, в конечном итоге определим величину φ. Обычно в барабанных печах τ = 0,07—0,20; при слишком малом или слишком боль­шом заполнении печи рекомендуется несколько изменить вели­чины β и п. По рассчитанной величине φ и известном диаметре печи D по формулам геометрии определяется длина хорды l_Х, м и длина дуги l _д, м для сегмента материала в печи.

7) Теплопотребление материала q, ккал/т

Теплопотребление материала находится по формуле, полученной из баланса тепла на все физико-химические превраще­ния, происходящие в печи:

где ∑^’_q - теплосодержание исходных материалов, ккал;

∑^’’_q - тепло экзотермических реакций, ккал;

∑^’’’_q -теплосодержание продуктов переработки, ккал;

∑^’’’’_q - тепло эндотермических реакций, ккал.

В расчете барабанных печей должно определяться теплопотребление для каждой рабочей зоны отдельно, а также и общая, величина для всей печи. Сумма теплопотребления материала по зонам должна равняться общему теплопотреблению материала по всему процессу обжига.

8) Размеры печи по условиям теплообмена

Если для работы барабанной печи необходимо вводить зна­чительное количество тепла за счет сжигания углеродистого топлива, то совершенно обязательна проверка полученных разме­ров печи по условиям теплообмена по формуле

где q_луч и q_конв - количество тепла, передаваемое излучени­ем и конвекцией на открытую поверхность материала в печи, ккал/м² • час. Эти величины находятся расчетом теплообмена в рабочем пространстве печи;

q’_луч - количество тепла, передаваемое излучением на закрытую поверхность материала, ккал/м² • час. Также находится путем рас­чета теплообмена в рабочем пространстве печи.

По этой формуле обычно определяют величину L, м, по за­данной величине А для зоны нагрева материала и для различных, зон обжига.

Пели материал поступает в печь со значительным содержанием влаги, то в печи появляется зона сушки, длина которой не может быть рассчитана из условии теплообмена по формуле. Длину зоны сушки L_с м, определяют по формуле, учитывающей общее количество удаляемой из материала влаги в этой зоне печи и допустимое напряжение рабочего пространства печи по испаряемой влаге (аналогично расчету сушилок):

где w_исх и w_подс - содержание влаги в исходном и подсушен­ном материале в долях единицы от твердого материала;

∆ w - допустимое напряжение рабочего пространства сушильной зоны печи по количеству
удаляемой влаги, т/м³час.

Значение ∆ w можно принимать по опытным данным для ба­рабанных сушилок, работающих на кусковых материалах, равным0,05—0,15 т/м³час.

Полученные по расчету теплообмена и сушки размеры от­дельных зон барабанной печи в сумме дают общую рабочую длину L

Если полученное значение L примерно соответствует разме­рам печи, определенным ранее из условий протекания процесса обжига, то расчет размеров печи может считаться законченным. Если же полученная длина L значительно отличается от ранее определенной величины, то за окончательные размеры должно приниматься большее значение. Иногда бывает рационально произвести полный перерасчет размеров по несколько изменен­ным характеристикам печи с целью сближения результатов рас­четов.

9) Окончательная потребность в тепле за счет топлива

По окончательным размерам печи составляют развернутый тепловой баланс печи, учитывающий все стадии расхода и при­хода тепла. На основании этого баланса уточняют величину Q_T и расход топлива. Если величина Q_T значительно отличается от определенной в начале расчета, приходится производить пере­расчет печи по новому значению Q_T.