Расчет технологического процесса

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра печных технологий и переработки энергоносителей

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Методические указания по курсовому проектированию

для студентов специальности 220301

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

УДК 662.99:669.013;669.04(075.84)

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: Методические указания по выполнению курсового проектирования для студентов специальности 220301 / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.: О.А. Дубовиков, О.В. Зырянова, С.А. Рубис. СПб, 2012. 27 с.

Изложены цели и задачи дисциплины «Пирометаллургическое оборудование», требования к уровню освоения содержания дисциплины и её завершающего этапа - выполнения курсового проекта.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств(в металлургии)».

Ил. 1 . Библиогр.: 12 назв. Прил. 5.

Научный редактор проф. Н.М.Теляков

ã Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2012 г.

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Пирометаллургическое оборудование» относится к циклу специальных дисциплин, формирующий профессиональный уровень инженера специальности 220301, специализирующегося в области автоматизации процессов и производств металлургии. Целью дисциплины является получение будущим специалистом знаний в области промышленного производства, которая служит объектом автоматизации для данной специализации в металлургии. При этом в дисциплине рассматривается та сторона металлургического производства, которая относится к аппаратурному оформлению технологических производств и их оборудованию. Важность знаний оборудования (его работы и расчетов) для специалиста в области автоматизации технологических процессов и производств определяется прежде всего тем, что именно оборудование выступает в качестве непосредственных объектов управления, через управление осуществляется воздействие на технологический процесс. Завершающим этапом в изучении дисциплины является выполнение курсового проекта.

В результате изучения данной дисциплины и выполнения курсового проекта студент

должен знать:

-процессы, протекающие в печах; конструкцию печей в целом и их отдельных узлов; факторы, определяющие режимы работы и показатели металлургических печей;

-характеристики различных видов топлива, условия и показатели его сжигания, конструкцию топливосжигающих устройств;

-устройство газоотводящих систем пирометаллургических цехов, их показатели, принципы действия, основы конструкции и характеристики газоочистной, газоутилизационной и теплоутилизационной аппаратуры;

должен уметь:

-анализировать условия протекания технологических процессов в пирометаллургической аппаратуре с целью выявления параметров, определяющих результаты процесса, и определения каналов управления процессом;

-производить расчеты горения топлива, аэромеханических и теплообменных процессов в металлургических печах, рассчитывать энергетические балансы в этих агрегатах;

-производить выбор газоочистной аппаратуры, рассчитывать газоходные системы металлургических печей.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Порядок оформления студентами курсовых проектов (работ) определен приказом № 287 адм от 21.10.98г. ректора Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технического университета) проф. В.С.Литвиненко, согласно которого было введено компьютерное выполнение и оформление курсовых проектов (работ) студентами с осеннего семестра 1998-99 учебного года в соответствии с «Правилами оформления пояснительной записки аттестационных работ (курсовых проектов и работ)», разработанными Учебно-методическим кабинетом УМУ. Правила представлены в Приложении 1.

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Курсовой проект печи выполняется на основании выданного задания и состоит из 1-2 листов чертежей, выполненных на листах формата А1, и расчетно-пояснительной записки

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту состоит из следующих основных разделов.

Общие сведения

В этом разделе приводятся основы теории технологического процесса, типовые аппаратурно- технологические схемы и.т.д.

Образец

Кальцинация – это процесс обжига гидроксида алюминия при температуре выше 1000ºС с получением технического оксида алюминия – металлургического глинозема для электролитического производства алюминия и неметаллургического глинозема для различных отраслей промышленности: электротехнической, электровакуумной, автомобильной, керамической и т.д.

Топливом для печей кальцинации служит природный газ или мазут. Перед подачей в печь мазут нагревают до 90 - 100°С и подают под давлением 20ат. Использование природного газа в печах кальцинации дает некоторые преимущества перед мазутом: лучше условия труда; меньшая загрязненность глинозема; точное регулирование формы и длины факела, более благоприятный тепловой режим в печи.

Печь по длине, в соответствии с протеканием физико-химических процессов, условно можно разбить на пять зон: сушки; дегидратации (обезвоживания); подготовки; прокалки и охлаждения. Длина этих зон зависит от производительности и размеров печи.

Расчет технологического процесса

Расчет технологического процесса состоит из расчета шихты, определения времени отдельных операций, установления режима отдельных стадий процесса.

В свою очередь расчет шихты, являясь основой расчета технологического процесса, включает расчеты количества флюсов и реагентов, количества и состава продуктов процесса, показателей процесса и т. д.

В итоге технологических расчетов составляют материальный баланс технологического процесса.

Образец

Исходные данные:

1). На передел кальцинации поступает гидроксид алюминия следующего состава (мас. %): 58,55 Al₂O₃; 0,17 Na₂O_общ; 0,05 SiO₂; 0,01 Fe₂O₃; 31,14 H₂O_связ; 10,08 H₂O (данные ОАО “Бокситогорский глинозем”).

2). Механические потери Al₂O₃ составляют 3%. Потери Na₂O_общ из-за испарения составляют 50%. Из-за разрушения футеровки и истирания металлических частей печной установки содержание Fe₂O₃ и SiO₂ увеличивается соответственно на 0,001% и 0,5%.

3). Конечный продукт по ГОСТ 6912-74 – глинозем марки Г-1, используемый для производства первичного алюминия электролитическим методом состава (мас. %) не более: 0,05 SiO₂; 0,05 Fe₂O₃; 0,5 Na₂O_общ;0,9 п.п.п. и не менее 30% a-Al₂O₃.

Примем следующие обозначения:

содержание Al₂O₃ в гидроксиде алюминия и глиноземе соответственно;

содержание внешней влаги в гидроксиде алюминия и количество удаляющейся внешней влаги;

содержание кристаллизационной влаги в гидроксиде алюминия, глиноземе и количество удаляющейся влаги соответственно;

содержание Na₂O_общ в гидроксиде алюминия и глиноземе соответственно;

содержание SiO₂ в гидроксиде алюминия и глиноземе соответственно;

содержание Fe₂O₃ в гидроксиде алюминия и глиноземе соответственно.

При принятых механических потерях Al₂O₃:

При принятых потерях Na₂O_общ из-за испарения:

Из-за разрушения футеровки и истирания металлических частей печной установки содержание Fe₂O₃ и SiO₂ увеличивается:

Внешняя влага полностью переходит в газообразное состояние:

Приняв, что

и учитывая содержание в товарном глиноземе 0,4 %, найдём:

Потери H₂O составят:

Количество газов от кальцинации гидроксида алюминия:

Следовательно, количество получаемого глинозема:

Материальный баланс без учета горения топлива, рассчитанный при условии, что в печь кальцинации поступила одна тонна исходного материала, сводится в таблицу (см. Приложение 5, таблица 1).

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 337; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!