用于处理赤铁矿磁化焙烧的沸腾炉焙烧亦称“流态化”焙烧,烘干炉的焙烧拉度为3---0 mm(有时达5-0 mm)。这样可以解决竖炉不能解决的细粒级焙烧问题。这种炉我国已作了很多试验.有十几年的历史;由于目前还存在一些问题.设备还没有定型。但其优点是肯定的,特别是无介质干式自磨的成功,为沸腾焙烧创造了很好的条件。沸腾焙烧的结构有很多种,下面介绍我国曾作半工业性试验的炉子.其沸腾焙烧过程和炉子结构示意图如图7-13所示,其焙烧过程分述如下。
A焙烧物料的还原和气流的运行过程
矿粉经板式给矿机给人炉顶矿仓,再经砂石生产线上的给矿机进布料器以分散状态均匀加人主炉内.并靠自重下落。矿粉与加热段来的高温加热气流在稀相段(指固一气两相混合物中固体体积小于0.01%)内进行换热。矿粉加热至还原所需温度,进入浓相沸腾床中与还原煤气流接触,发生还原反应。沸腾炉的作用是一种两相作用过程,所谓两相,即指稀相加热,浓相还原。还原出的粗粒.在沸腾床下经星轮排料器排人矿池。主炉中上升气流(速度与最大颗粒有关,一般为1一2 m/s)对给人的矿粉进行分级.其粗粒部分进人浓相沸腾床还原、细粒部分则被上升气流带人副炉,在副炉中与气流同向运行,即所谓半载流。载流气体保持还原气氛(其中CO+H2占4%左右)和还原所需要温度(500℃以上),使细粒矿石在半载流过程中,完成还原焙烧。其一部分由沉降斗排入矿浆池一部分由废烟气带走,经除尘器回收、收不住的作为吹损。
冷却矿浆池的矿浆经砂泵送至选别车间进行处理,还原煤气经加热机送至沸腾床下。加热煤气在主炉部分分两段给入,副炉内有一备用加热煤气管道,如炉温低可以补充加热。
B沸腾的基本概念
当上升气流穿过料层时,由于料层对气流的阻力而产生压力降。压力降的大小与固体颗粒的大小、形状、堆积状态、料层厚度等有关。当气流速度不大时,料层是稳定的,颗粒之间的接触关系不变。气流速度增加到一定程度后,气流流过料层的压力降等于单位面积上料层的重量时,料层的稳定性受到破坏,颗粒之间的接触关系发生变化,料层开始沸腾(也叫流态化),所有固体颗粒,全部由摩擦力支持,悬浮于上升气流中。
沸腾层的性质与液体沸腾的现象相似,其密度远小于固体的假密度。正常状态下,气体是以微小的气泡均匀地穿过料层,使全部矿粒产生强烈搅动。沸腾层内温度.固体预粒粒度,基本上是均匀的。
料层开始沸腾时,所需要的最低气流速度.称为临界速度。若气流速度等于固体颐粒的自由沉落速度时,固体颗粒被气流带走,这时的气流速度为极限速度。
C沸腾炉的优缺点
沸腾炉与竖炉相比其优缺点如下:
优点:沸腾焙烧处理物料细(3-0 mm),气流与固体颗粒接触面大,传热效果好。沸腾层中物料温度和气流分布容易维持均匀。气流通过矿粒的扩散阻力小,有利于加速还原反应。温度波动小,矿石在炉内停留时间容易控制。焙烧质量高,能够实现自动化。
缺点:设备耗电量大。采用稀相换热体积较大,排烟温度高,热损失大,燃料消耗高。产量低,附属设施多。这些缺点正在研究改进中。