Обжиг молибденового концентрата на заводе (стр. 14 из 25)

В интервале 550-620°С кажущаяся энергия активации окисления молибденита в кипящем слое равна 180 кДж/моль. Скорость окисления не зависит от концентрации кислорода в газовом потоке, т.е. реакция имеет нулевой порядок по кислороду. Из этих данных следует, что процесс окисления в кипящем слое протекает в кинетической области.

4.2. Технологические особенности обжига молибденитового концентрата в печи КС

Печь КС – непрерывно действующий реактор почти идеального перемешивания. В таких реакторах обновление материала в слое замедляется пропорционально степени обновления. Теоретически полное обновление материала в слое невозможно. В промышленных печах КС период обновления материала исчисляется часами, тогда как сгорание зёрен концентрата быстротечно. Благодаря такому массообмену средний состав материала в КС близок к составу готового огарка.

Обжиг ведётся в печах КС в одну стадию. Реакции, протекающие при обжиге, необратимы во всём интервале температур (от комнатной до максимальной в условиях промышленного обжига).

Для поддержания нормального режима обжига в печи КС необходимы следующие условия:

а) постоянство минералогического и дисперсного состава шихты и скорости загрузки её в слой;

б) равномерное распределение дутья по площади подины;

в) постоянство заданного давления в воздушной коробке под подиной;

г) постоянство тягового режима в пылегазовом тракте для отвода технологических газов.

Материал в кипящем слое текуч, интенсивно перемешивается, что обеспечивает однородность слоя по составу и температуре.

Аппаратурно-технологическая схема обжига в КС представлена на Рис.5.1.

Для получения сухой шихты концентраты смешивают для однородности материала. Далее шихту подсушивают до остаточной влажности 6-8%. Если концентраты достаточно сухие, то подсушки не требуется. Подсушенную шихту измельчают и отсеивают крупные комки.

Шихта через бункер подачи IV загружается в загрузочную камеру (форкамеру) V с помощью ленточного питателя III, откуда она поступает в печь. На подине форкамеры расположены специальные сопла для подачи воздуха, необходимые для предотвращения залегания загруженной шихты. Слой шихты в печи КС, пронизываемый восходящим потоком воздуха, находится в псевдоожиженном состоянии и напоминает кипящую жидкость. Слишком мелкие фракции огарка выносятся из КС с дутьём (этому способствуют образующиеся газовые пузыри и всплески на поверхности слоя), а слишком крупные фракции оседают на подину. Грубодисперсная часть огарка выгружается из печи через сливной порог и направляется на выщелачивание.

Очень ответственным элементом печи является воздухо-распределительная подина – это подина печи с вставленными в отверстия соплами для распределения дутья равномерно по площади. Дутьё воздуха в печь подают по воздуховодам в воздушную камеру VI, расположенную под воздухораспределительной подиной. А далее воздух через сопла под определённым давлением поступает в КС.

Для стационарного теплового режима обжига необходим тепловой баланс в КС, который обеспечивается отводом тепла из слоя:

- с обжиговыми газами;

- с огарком;

- с пылью;

- через стенки печи;

Остальное тепло надо отводить специальными средствами, чтобы избежать перегрева в слое. Обычно это осуществляют трубчатыми кессонами VIII испарительного охлаждения.

При обжиге молибденитовых концентратов в печах КС степень пылеуноса составляет 25-40%. Запыленность газов высокая (100-200 г/м и выше). Вследствие большого избытка воздуха, используемого для регулирования температуры, концентрация SО₂ в газах печей КС: 2-2,5%). Кроме того, газы содержат серный ангидрид SО₃.

Наша система состоит из циклона X, сухого электрофильтра XI и скруббера Вентури XII. В циклонах улавливается 80-85% пыли, остальное количество – в электрофильтре и скруббере.

В связи с усилением внимания к защите окружающей среды, созданы установки для очистки обжиговых газов от сернистого газа.

Газы, направляемые на производство серной кислоты, содержат 3% SО₂. Для нашего случая применяют очистку обжиговых газов орошением их известковым молоком в скрубберах. Известковое молоко мы получаем подачей в смеситель XIII Са и Н₂О, откуда оно поступает в отстойник XIV. Улавливание SО₂ основано на образовании малорастворимого сульфита CaSО₃, который сбрасывают в хвостохранилище, где он окисляется постепенно кислородом до CaSО₄:

SО₂ + СаСОз + Н₂О

Ca(HSО₃)₂ + СО₂

Для получения товарного двуводного гипса орошающую пульпу готовят из чистого известняка мелкого помола (сетка 04 по ГОСТ 3584-53). В процессе сорбции для достижения степени очистки 90-95% необходимо поддерживать рН в пределах 5,6-5,8 и высокую степень орошения.

Содержание SО₂ в газах после скрубберов составляет 0,05-0,1%. Отходящие газы, пройдя всю систему аппаратов газоочистки, став наименее вредными для ОС, поступают в трубу через дымосос XV и, следовательно, в окружающую среду.

Вывод: Для обеспечения протекания данного процесса в оптимальных условиях необходимо стабилизировать температуру в КС, разрежение под сводом печи и уровень известкового молока в отстойнике. Так же необходимо контролировать расход шихты; расход воздуха на форкамеру; расход воздуха на подину; расход воды на кессоны; температуру воды на выходе из кессонов; температуру перед циклоном, сухим электрофильтром, скруббером Вентури, дымососом; разрежение перед дымососом.

Характеристика перечисленных контролируемых и регулируемых параметров приведена в Табл. 5.1.

Рис. 5.1. Аппаратурно-технологическая схема обжига в КС

I - Двигатель; II - Редуктор; III - Ленточный питатель; IV - Бункер подачи шихты; V - Форкамера; VI - Воздушная камера; VII - Печь кипящего слоя; VIII - Кессоны; IX - Сливной порог; X - Циклон; XI - Электрофильтр сухой; XII - скруббер Вентури; XIII – Смеситель; XIV - Отстойник; XV - Дымосос.

Характеристика параметров процесса

Таблица 5.1.

п/п	Наименование параметра	Условные обозначения	Единицы измерения	Диапазон измерения
				min	max
1	Температура в кипящем слое	Tкс	°С	550	580
2	Температура отходящих газов перед циклоном	Тп.ц	°С	510	530
3	Температура отходящих газов перед электрофильтром	Тп.э.	°С	430	460
4	Температура отходящих газов перед Скруббером Вентури	Тп.с.в.	°С	320	400
5	Температура отходящих газов перед дымососом	Тп.д	°С	150	200
6	Разряжение под сводом печи	Рп.св.п	Па	20	30
7	Разряжение перед дымососом	Рп.д.	Па	40	80

4.3. Выбор и обоснование технических средств автоматизации

Для контроля расхода шихты используем Весоизмеритель ВКТ-5. В качестве вторичного прибора выбираем блок обработки информации БОИ-ЗВ.

В качестве датчика расхода воздуха, поступающего в форкамеру и на подину печи, и воды, поступающей в кессоны используем диафрагма ДБС в комплекте с дифманометром Метран 100ДД, предназначенная для измерения расхода жидкости, паров и газов методом переменного перепада давления.

Для контроля температуры в кипящем слое, температуры воды на выходе из кессонов, перед циклоном, сухим электрофильтром, форсуночным скруббером, мокрым электрофильтром и дымососом выбираем термопару ТХА Метран 201.

Для контроля расхода воздуха на подину печи и в форкамеру; расхода воды на кессоны; контроля давления-разрежения под сводом печи и перед дымососом используем преобразователь Метран 100 с различными модификациями.

Для контроля уровня известкового молока в отстойнике используем акустический уровнемер ЭХО-3, предназначенный для бестактного автоматического измерения уровня жидких сред. Принцип действия уровнемера основан на локации уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду, и на явлении отражения этого импульса от границы раздела газ – контролируемая среда. Мера уровня – время распределения звуковых колебаний от источника излучения до контролируемой границы раздела сред и обратно до приемника.

В качестве вторичного прибора для измерения технологических параметров регистрации и преобразования в нужные сигналы выбираем прибор регистрирующий ДИСК-250 соответствующей модификации в зависимости от типа используемого датчика или входного сигнала.