(一)沸腾焙烧
硫铁矿的焙烧在焙烧炉内进行。焙烧炉的炉型有固定床焙烧炉、机械炉和流化床沸腾炉。采用沸腾焙烧具有以下优点。
(1)操作连续,便于自动控制。
(2)固体颗粒较小,气固相间的传热和传质面积大。
(3)固体颗粒在气流中剧烈运动,固体表面更新快,从而使化学反应速率、传热和传质效率大为提高。
硫铁矿的沸腾焙烧,是流态化技术在硫酸制造工业的具体应用。流体通过一定粒度的颗粒床层,随着流体流速的逐渐加大,床层会呈现固定床、流化床及流体输送三种状态,硫铁矿焙烧,是在流化床状态下进行的。沸腾炉的正常操作,取决于矿料的物理性质、硫铁矿颗粒平均直径大小及气流速度。沸腾焙烧的气流速度要保持在临界速度与吹出速度之间,既使最大颗粒能够流化,又使最小颗粒不被气流带走,保证大颗粒流化,并使最小颗粒在炉内保持一定的停留时间,以便达到规定的烧出率。对于不均匀粒径的硫铁矿,通常用床层内粒子的平均粒径来计算临界流态化速度和吹出速度。
(二)沸腾焙烧炉的结构(www.xing528.com)
沸腾焙烧炉炉体为钢壳,内衬保温砖再衬耐火砖。为防止冷凝酸腐蚀,钢壳外面有保温层。炉内空间分为空气室、沸腾层、上部燃烧空间,如图10-4所示。
空气室也称为风室,一般为圆锥形。内装空气分布板,分布板为钢制花板,上安装许多风帽,其作用是使空气均匀分布,并有足够的流体阻力,以利于稳定操作。风帽的作用是使空气均匀进入炉膛,保证截面上无死角,防止矿粒进入空气室。鼓风机将空气鼓入炉内,先经风室,再经空气分布板上的风帽均匀分布到沸腾层。
沸腾层是焙烧的主要空间,下部有加料口,矿料由此进入炉膛空间。通常在炉膛或炉壁周围安装水箱或冷却器以带走热量,避免因温度过高导致炉料熔结。炉后设有废热锅炉,用于产生蒸汽。沸腾层高度一般以矿渣溢出口高度为准。
为了降低气体流速,减少矿尘的吹出量和除尘的负荷,上部燃烧空间为扩大段。为了确保一定的烧出率,在燃烧空间通入二次空气,以使吹起的矿料充分燃烧。
图10-4 沸腾焙烧炉
1-空气入口;2-空气分布板;3-沸腾层;4-焙烧空间;5-出渣口
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