沸腾炉的结构原理
硫酸厂的沸腾炉多采用圆筒炉身一次扩大型,炉体一般为钢壳,内衬耐火材料,它的内部结构批为四个主要部分:风室、分布板和风帽、沸腾层及其上部的燃烧空间,这几部分的构造和作用如下。
1、风室
它由钢板焊制成圆锥形或圆筒形,鼓入沸腾炉的空气先经过它然后均匀地通过分布板上升至沸腾层。
风室的主要作用是均匀分布气体,因此要有足够的容积,特别是空气进口位置与分布板之间要有足够的距离。
2、分布板和风帽
分布板是带有圆孔的钢制花板,其上插有风帽。
它具有一定的流体阻力,使空气在进入沸腾层时均匀地分布。
为了保证在整个炉子截面上没有风吹不到的死角,风帽的排列要均匀,一般为六角形排列,最外两层可采用同心圆排列,间距为140-170毫米,风帽小孔必须仔细加工。
3、沸腾层
沸腾层是矿石焙烧的主要空间,矿石从炉一侧加料口落下,进入沸腾层激烈燃烧,焙烧后得到的矿渣从另一侧排出炉外。
通常把排渣口的高度看作是沸腾层的高度,一般为0.9-1.5米。
加料口的高低与炉子是否容易冒烟有关,沸腾炉一般以加料口下端比溢流口高600-700毫米为合适。
过低,当炉子的负压不足时容易冒烟,恶化环境;过高,会造成一部分细矿在沸腾层以上悬浮焙烧,降低烧出率。
为了保证沸腾层内的温度条件,矿石焙烧所放出的反应热,除了一部分被炉气和矿渣带出外,多余的热量必须在焙烧过程中随时除去。
在硫酸厂生产中,通常在相应沸腾层高度的炉壁上设置冷却水箱,以除去余热。
4、沸腾层上部燃烧空间
在沸腾层上部有一段燃烧空间,其主要作用是延长炉气的停留时间,使从沸腾层内来不及燃烧的单质硫也在此空间进一步燃烧。
在上部空间还设有二次、三次风装置,其目的是向炉内补充空气而使矿灰和单质硫在空间加速燃烧。
主要方程式:4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 790.52千卡(1)
3FeS2 + 8O2 = Fe3O4 + 6SO2 +566千卡(2)
出气口温度在900℃左右。