论文总字数：23014字

摘 要

本课题目的就在于针对现有处理工艺过程处理量少、重金属回收效率低、处理量小、处理效率低等问题，设计一个完善的以悬浮煅烧为核心的含铜含镍污泥处理回收系统，极大程度上提高产量，简化工艺流程，使得一个污泥处理厂能集中处理一个地区内的污泥，减轻本地区污泥排放企业的环保负担，且能最大效率上回收贵金属资源，创造经济效益。运用悬浮态气固相反应来设计污泥还原煅烧生产线。相较于其他污泥处理方法，悬浮煅烧法主体反应是在悬浮态气固相流状态下完成，具有更高的反应效率以及更好的连续生产能力。该生产线的处理量远远领先于其他同类处理生产线，按照我国电镀行业的发展情况，该生产线可以满足一个或者数个地级市的电镀企业的污泥处理需求，降低一个地区的电镀行业的环保压力。同时从污泥中回收的铜镍单质也能产生客观的经济效益，且能解决重金属元素对环境、人体的伤害。

关键词：悬浮煅烧 污泥干燥 铜镍回收

Suspension Calcining and Smelting Production Line Design for 500t/d Nickel-containing Sludge Containing Copper

Abstract

The purpose of this project is to design a complete copper-containing and nickel-containing sludge treatment and recovery system with suspension calcination as the core, aiming at the problems of less processing capacity, low heavy metal recovery efficiency, low processing volume, and low processing efficiency in the existing treatment process. To a great extent, it can increase production and simplify process flow, so that a sludge treatment plant can centralize sludge in an area, reduce the environmental burden of sludge discharge enterprises in the area, and maximize the efficiency of recovery of precious metal resources and create economic benefits. . The sludge-reduction and calcination production line was designed using suspended gas-solid reaction. Compared with other sludge treatment methods, the main reaction of suspension calcination is completed in the state of suspended gas-solid flow, with higher reaction efficiency and better continuous production capacity. The processing capacity of this production line is far ahead of other similar processing production lines. According to the development of the electroplating industry in China, the production line can meet the sludge treatment needs of electroplating companies in one or several prefecture-level cities and reduce the environmental protection of electroplating industry in one area. pressure. Simultaneously, the copper-nickel single substance recovered from the sludge can also produce objective economic benefits, and can solve the harm of heavy metals on the environment and the human body.

Key Words:Suspension calcination; Sludge drying; Copper and nickel recyclin

目录

摘 要

Abstract

绪 论

第一章 设计任务及工艺选择

1.1 设计任务及其依据

1.1.1 设计任务：

1.1.2 设计背景、条件

1.1.3 原料特性

1.2 总平面布置与工艺流程设计

1.2.1总平面图设计

1.3工艺流程对比确定

1.3.1污泥干燥方式确定

1.3.2反应器中预期反应控制

1.3.3最终铜镍单质的提取与分离

第二章 污泥干燥车间

2.1旋转闪蒸干燥器工作原理

2.2干燥条件计算

第三章 悬浮煅烧系统工艺平衡计算

3.1物料平衡计算

3.2污泥与煤的储存

3.2.1 燃料原煤堆场

3.2.2 污泥储存库

3.3破碎设备选型

3.3.1煤的破碎

3.3.2初始含水污泥的破碎

第四章 悬浮煅烧系统设计

4.1 设定参数

4.1.1 处理单位质量干污泥所需热值估算

4.2 冶炼回转窑设计

4.2.1 窑型选择

4.2.2 计算回转窑物料流通能力

4.2.3 计算回转窑长度

4.3 五级旋风筒的物料平衡

4.3.1 窑、炉两处煤灰掺入量的计算

4.3.2 反应炉基本参数的确定

4.3.3 C5物料平衡计算

4.2 四级旋风筒的物料平衡

4.3 三级旋风筒的物料平衡

4.4 二级旋风筒的物料平衡

4.5 一级旋风筒的物料平衡

第五章 悬浮煅烧系统风量计算

5.1 回转窑尾风量计算

5.2 反应炉风量计算

5.3五级旋风筒的风量计算

5.4 四级旋风筒的风量计算

5.5 三级旋风筒的风量计算

5.6 二级旋风筒的风量计算

5.7 一级旋风筒的风量计算

5.8 排风机入口的风量计算

第六章 悬浮煅烧系统热平衡

6.1收入项

6.2支出项

6.3热平衡汇总

第七章 悬浮煅烧系统主要设备尺寸计算

7.1 悬浮煅烧反应炉尺寸计算

7.1.1 悬浮态反应炉的类型及功能

7.1.2 反应炉的选择

7.1.3 悬浮煅烧反应炉基本尺寸计算

7.2 各级旋风筒尺寸的计算

7.2.1 旋风筒尺寸的计算

7.2.2预热器进风口形式、尺寸及方式

7.2.3排气管的尺寸与内筒的插入深度

7.2.4旋风筒高度计算

7.2.5导流板参数的选型计算

第八章 附属设备选型

8.1电收尘选型

8.3送料系统

8.3.1输送物料量

8.3.2立式气力提升泵

8.3.4 斗式提升机

参考文献

致谢

绪 论

铜和镍是现代社会中重要工业原材料，在电气、材料等行业举足轻重。随着世界科技进步与各个国家经济发展，在世界范围内对铜与镍的需求，而量在很长一段时间里将会不断增长。为了供应社会需求，故世界范围内铜矿、镍矿被不断开采，以致铜矿、镍矿出产的矿石品位有下降趋势。现代以来，现代工业开始普遍重视从工业废料中回收二次资源以减少消耗降低成本^[1]。如果对这种污泥不闻不问，任意丢弃，则会产生对环境、人体的极大危害。重金属污泥如果长期堆放，将会使得当地土壤与地下水发生严重污染，重金属元素被动植物吸收和聚集，人类则通过直接和间接的方式从环境和食物中摄入重金属元素，人体健康将受到严重损害。同时，我国电镀行业的急速发展而污泥处理行业无法相应跟上，导致环境污染的同时更造成重金属资源的极大浪费。因此要重视对重金属污泥的科学处理，促进污泥处理行业的发展，减少重金属污泥对自然环境与人类的污染与伤害，并且从中回收镍、铜等重金属，减少资源的浪费^[2]。

悬浮煅烧系统的主要优势在于能改变现行常规的固相反应为近似于流体的气固相反应。这种反应模式大大提升了反应物之间的接触面积，使得反应效率与传热效率极大程度上提高。从三传一反的角度分析，这种反应模式从传动、传质、传热、化学反应速率四个角度全面提高了工业化需求的反应。另外，这种生产方式还可以连续进行，使得生产效率大大提高，让一条处理量远远高于同类处理厂的生产线的建设成为可能。

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