沸腾焙烧炉

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国内亚硫酸盐制浆厂已普遍采用沸腾焙烧炉来焙烧硫铁矿。国内(包括硫酸工业)沸腾炉已烧过含硫10～50%、水分0，1～13%(或水分更高如泥浆加料)的矿。工业规模的实践数据可作为沸腾炉设计的依据。

1．结构型式和工艺条件

沸腾炉的结构型式有直筒型、扩大型(分一次扩大和二次扩大)、锥型床以及在床层中置放多个锥体等。目前采用较多的为一次扩大型。沸腾焙烧炉多采用钢板作外壳，内砌耐火砖(也有浇铸耐热混凝土)，在砖层和钢板外壳之间填有石棉灰保温层。保温层的厚度应使钢板外壳不要承受太高的操作温度，但温度也不要太低，因低温形成酸雾腐蚀。

国内一些硫铁矿沸腾焙烧炉的设备特征和工艺条件列于表6－2－28。

表6－2－28 硫铁矿沸腾焙烧炉设备特征和工艺条件实例

(1)全烧尾砂时，焙烧强度一般选用8～14吨(35%s)／米²·日。

(2)全烧粉碎的块矿，例如粉碎后通过3毫米筛网的矿粒，焙烧强度取25～30吨(35%S)／米²·日。

表6－2－30 通过3毫米筛网的粉碎块矿的粒析数据

由炉气带出的矿尘粒度一般小于0．25～0．18毫米，因此炉子上部的焙烧空间应保证气体停留时间不少于7～8秒，一般设计时取8～12秒。

炉的容积强度U_容(吨／米³·日)是衡量炉子生产能力的指标之

(1)炉床的直径D₁根据所需的日烧矿量和选择的炉床焙烧强度而定。

炉床面积F_床：

1－颗粒平均直径0．2毫米

2－颗粒平均直径0．3毫米

3－颗粒平均直径0．4毫米

由于风帽及进气箱的压力降一般约占ΔP_沸的10～15%，故总压力降为：

ΔP=(1．10～1．15)h_沸γ_沸

风帽压力降与通过小孔的风速有关(图6－2－20)。

固定层空隙率：

式中 γ_假——颗粒的假重度；

γ_粒——颗粒的真重度。

床层膨胀率：

固定层高度：

颗粒平均直径：

式中 x_i——某一尺寸颗粒成分，%；

d_i——该成分的颗粒直径，其值为相邻筛孔孔径d₁与d₂的乘积的开方值，即，毫米。

颗粒的形状系数：球形颗粒的形状系数Φ_p=1，其他各种固体的形状愈不规则，Φ_p愈小。Φ_p与固定层的空隙率的关系由下式计算：

当ε_固=0．5时，Φ_p=0．6。

矿在沸腾层内停留时间

式中 G_层——沸腾层内颗粒重量，公斤；

G——每小时加料量，公斤，

F_床——沸腾床面积，米²；

h_固——固定层高度，米；

γ_假——颗粒的假重度，公斤／米³。

11．沸腾层内冷却设施的传热系数

沸腾层内冷却设施的传热系数根据实测的经验数据分别为：用冷却水箱或冷却水夹套时，传热系数约在150～200千卡／米²·时·℃，水流速度不应低于0．3米／秒；管式冷却器由于水流速度较大，可达250千卡／米²·时·℃；采用中压废热锅炉时，沸腾层内蒸发管束的传热系数一般取250千卡／米²·时·℃。

表6－2－32 有关沸腾层工艺参数的计算结果

12．烟尘率

由炉气带出的炉灰(即烟尘)量，基本上取决于矿石的颗粒径级及炉气的线速度。炉气中的烟尘含量由下式计算：

式中 β——由炉气带出的炉灰占矿渣总量的百分数(即烟尘率)，一般取70～90%；

x——矿渣产率，分数；

V_气——焙烧1公斤干矿产生的湿炉气容积，米³。

某试验炉对烟尘率β的实测结果为：