焙燒崗位生產(chǎn)操作規(guī)程遼寧省營(yíng)口久源實(shí)業(yè)硫鐵礦的沸騰焙燒焙燒的目的和意義本崗位生產(chǎn)的目的是將原料工段處理后得到的成品硫鐵礦參加沸騰爐內(nèi)，與自然空氣混合進(jìn)展沸騰焙燒，制取含肯定SO濃度的爐氣，降溫后送往凈化崗位。2沸騰爐是否穩(wěn)定運(yùn)行，是整個(gè)制酸系統(tǒng)能否正常操作的關(guān)鍵。因此人們常說沸騰爐規(guī)律，以保證沸騰爐能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，使?fàn)t氣中的SO濃度高而穩(wěn)，SO低，不出硫蒸汽，2 3氣量不波動(dòng)，出爐灰渣殘硫低?？梢詺w納成為一句話來要求，就是：爐氣質(zhì)量一高SO濃2度高，二穩(wěn)定SO濃度和爐氣量穩(wěn)定，三低〔SO和硫蒸汽含量低。2 3沸騰焙燒過程的原理硫鐵礦，其主要化學(xué)成分是FeS，來源主要有三個(gè)：1，一般硫鐵礦；2，與有色金屬2SO，2通常稱為爐氣，鐵與空氣中的氧化合生成氧化鐵，通常稱為礦渣。一．硫鐵礦焙燒的主要化學(xué)反響：硫鐵礦的焙燒過程由假設(shè)干化學(xué)反響構(gòu)成。第一步：二硫化鐵受熱分解為一硫化鐵和單質(zhì)硫：2FeS(固)=2FeS(固)+S+Q (2—1)2 2其次步：?jiǎn)钨|(zhì)硫和一硫化鐵的燃燒，硫被氧化成二氧化硫，一硫化鐵被氧化成二氧化硫和三氧化二鐵(或四氧化三鐵)：S(氣)+2O(氣)=2SO(氣)+Q(2---2)2 2 24FeS(固)+7O

(氣)=4SO(氣)+2FeO

(固)+591.41千卡〔2—3〕2 2 2 33FeS(固)+SO(氣)=3SO(氣)+FeO

(固)+416.65千卡〔2—4〕2 2 3 4當(dāng)爐內(nèi)過?？諝廨^多時(shí)，F(xiàn)eS的燃燒反響式按式〔2—3〕進(jìn)展，所得礦渣主要成份的FeO,呈紅色；當(dāng)爐內(nèi)過?？諝廨^少時(shí)，反響式則按〔2—4〕進(jìn)展，所得礦渣主要成份是2 3FeO,呈黑色。3 4綜合以上四個(gè)反響式便得到下面兩個(gè)總的反響式：4FeS+11O=2FeO+8SO+790.52千卡〔2—5〕2 2 2 3 23FeS+8O=FeO+6SO+566千卡〔2—6〕2 2 3 4 2全部，硫鐵礦焙燒是放熱反響，一般靠本身的反響熱維持焙燒溫度。二，沸騰爐固體流態(tài)化的根本原理〔一〕抱負(fù)沸騰床〔固體流態(tài)化：抱負(fù)沸騰床有平衡清楚的膨脹界面，而且固體顆粒很均勻地分布在流體中，因而稱為“散式流態(tài)化”“散式流態(tài)化”的礦粒群與氣流運(yùn)動(dòng)的相對(duì)過程分為三個(gè)階段：第一階段：靜止階段。這時(shí)的礦粒群稱為固定床。在這個(gè)階段中，通過床層的氣體與床層顆粒間的摩擦力〔也就是氣體所受到的阻力壓力降到達(dá)最大值。其次階段：膨脹床階段當(dāng)氣速連續(xù)增大時(shí)。床層內(nèi)的顆粒體積隨著氣速的增加而膨脹。從顆粒開頭進(jìn)入膨脹床階段后，整個(gè)粒子群像河流一樣可以自由流淌，全部稱之為流態(tài)化。開頭流化時(shí)的空床氣速稱為臨界流態(tài)化氣速。第三階段：吹出階段。隨著氣速的連續(xù)增大，床層膨脹，顆粒在容器上部不斷溢出。度。超過這一速度，床層顆粒被吹走，流化床的正常操作被破壞?！捕乘ж?fù)狀況有較大的差異，其主要緣由是顆粒聚合體的生成，而且實(shí)際承受礦的粒度，大小，外形和密度都不行能均勻全都，但是形成流態(tài)化的本質(zhì)道理是一樣的。實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)我們看到爐內(nèi)鼓入空氣時(shí)，床層外表鼓起一個(gè)個(gè)小氣泡，隨著風(fēng)量的增加，爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)劇烈起來，并變的很不均勻，一局部粒層中氣體少，而且一局部氣體多，并形成大氣泡，這種氣體不均勻分布在氣流中，或分散或聚合，稱“聚式硫化床隨著空床氣速的增加，固定床壓降上升，固定床消滅預(yù)膨脹現(xiàn)象。由于顆粒間空隙增大，全部壓降上升較緩慢，當(dāng)壓降超出臨界流化時(shí)的壓降，說明為了抑制固定床中相互靠緊的顆粒間的念著力，使床層松動(dòng)，需要抑制大的推力。床層內(nèi)部完全松動(dòng)后，壓降便下降。沸騰床壓降與抱負(fù)狀態(tài)不同，它不是水平支線，呈略微傾斜的曲線狀態(tài)說明床層構(gòu)造不均勻，不同直徑顆粒的逐級(jí)流態(tài)化，即流態(tài)化狀態(tài)與局部固定床狀態(tài)同時(shí)存在。床層局部重量為風(fēng)板所承托。隨著空床氣速的增加。未被流化的大顆粒越來越少，床層壓降逐級(jí)上升。空床氣速到達(dá)肯定值以后。不同粒徑的顆粒逐步被帶走，床層壓降逐步下降。當(dāng)床層流化后，逐步降低氣速回到固定床階段時(shí)，此時(shí)的固定床已處于最松散的原因?！踩秤绊懕簾错懰俣鹊囊蛩胤序v爐生產(chǎn)力量的大小，取決于硫鐵礦反響的速度。反響速度越快，在肯定殘硫指標(biāo)下，單位時(shí)間內(nèi)焙燒硫鐵礦就越多。假設(shè)硫鐵礦焙燒數(shù)量肯定。單位時(shí)間內(nèi)硫鐵礦焙燒的就越完全，礦渣就殘硫就越低，即燒出率就越高。影響硫鐵礦焙燒速度的因素有很多，有溫度，粒度，氧含量，及氣固相之間的接觸等。溫度的影響：快，溫度到達(dá)著火點(diǎn)時(shí)，硫鐵礦開頭燃燒。硫鐵礦的燃燒如前所述，首先是硫鐵礦受熱分解，脫出的硫不到硫鐵礦含量的50%。這個(gè)分解速度隨著溫度的上升而增大并且與一硫化鐵的燃燒同時(shí)進(jìn)展。硫鐵礦粒度的影響：當(dāng)粒度小時(shí)，空氣中的氧能充分和硫鐵礦外表接觸，并易于到達(dá)被焙燒的顆粒內(nèi)部，則在硫鐵礦外表上反響以后生成一層氧化鐵薄膜化硫也不能很快地集中開來，導(dǎo)致反響速度減慢，反響過程不能完全進(jìn)展下去。氧含量的影響由于一硫化鐵的焙燒速度，取決于氧通過遮在礦石粒度外表的氧化鐵薄膜向內(nèi)集中的速礦的焙燒速度就慢些?！踩吃狭６葘?duì)沸騰過程的影響：沸騰爐內(nèi)料層開頭沸騰〔流化〕首先與原料狀況有關(guān)，小顆粒開頭沸騰時(shí)臨界流速較低，簡(jiǎn)潔流化，而較大顆粒只有在風(fēng)量開的足夠大時(shí)才流化。實(shí)際生產(chǎn)中，原料粒度是不均勻的0.1—0.2mm3mm的大顆粒，因而具有相當(dāng)寬粒徑范圍，這些們便可在動(dòng)能傳遞作用下，帶動(dòng)起來隨料層一起運(yùn)動(dòng)。一般在生產(chǎn)中通過篩分，可引用“顆粒平均半徑”的概念來描繪整個(gè)原料粒度的狀況。用它代表入爐原料大小顆粒統(tǒng)計(jì)平均值。著粒度分布范圍的增大而增粗。全部要想得到肯定范圍穩(wěn)定的沸騰狀況。掌握原料粒度的穩(wěn)定是格外重要的。氣流速度對(duì)沸騰過程的影響：打算固定床將變成沸騰床的主要因素是氣流速度，這里指的是爐內(nèi)線速度，或者也可以用風(fēng)量大小來說明，實(shí)際工作中都期望搞清楚起始沸騰床形成的條件。即不同進(jìn)料狀態(tài)下，到底用多大風(fēng)速能使固定床開頭沸騰。多大風(fēng)速能形成固定的沸騰層，從而使沸騰爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。先搞清楚幾個(gè)根本概念：量。定。極限風(fēng)速：也稱“終端速度限風(fēng)速”操作速度：已經(jīng)知道顆粒有臨界流速和極限風(fēng)速，它只是給出了操作風(fēng)速應(yīng)處的范圍。但是確定具體的操作速度還是要通過工藝上很多因素分析比較。才能作出適中選擇。由于進(jìn)爐礦料的粒度差異，在爐內(nèi)沸騰時(shí)會(huì)產(chǎn)生細(xì)顆粒在爐上部，中顆粒在爐中部，直至死爐。如果礦石粒度很均勻，風(fēng)速過大，則爐內(nèi)物料會(huì)全部被吹走，根本不能形成穩(wěn)定的沸騰層。有的單位還設(shè)置了二次風(fēng)裝置，其目的是要保證爐子上部爐氣中的硫分充分燃燒，因細(xì)塵中的硫分，以及焙燒過程中產(chǎn)生的升華硫。焙燒強(qiáng)度沸騰爐的焙燒強(qiáng)度是衡量生產(chǎn)力量的一個(gè)重要指標(biāo)，它的定義是指沸騰爐每平方米爐床截35%標(biāo)準(zhǔn)礦的噸數(shù)，它的單位是〔噸標(biāo)礦/平方米.日〕它隨爐內(nèi)礦石粒度的增粗而增大，相應(yīng)操作風(fēng)速也跟著增大。床層的高度：沸騰床的高度實(shí)際上也包括了沸騰層高度和分別空間高度或者稱“濃相流化區(qū)”和“稀相流化區(qū)”兩局部。爐內(nèi)沸騰層的高度也就是“濃相流化區(qū)”的范圍，它取決于靜止料層〔固定層〕高度和料層的膨脹比。一般狀況下，氣速越大，顆粒越小，則床層膨脹越大，它是描述固體顆粒運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和攪拌強(qiáng)度的主要性質(zhì)之一，無論固定床，還是流化床在固定顆粒間都有空隙，據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得，膨脹比隨氣速的增大而增大。在操作氣速較高的狀況下，沸騰層上下起伏較厲害，因此在確定沸騰層高度，并設(shè)溢流口時(shí)，都要考慮起伏比的影響。所謂的起伏比，是指在肯定的操作氣速下，沸騰層占據(jù)在最大高度和最小高度的比值，它在某種意義來說，是對(duì)氣體流化的聚式床不穩(wěn)定性的一種直觀反響。氣體通過沸騰層時(shí)，氣泡在其外表裂開，并將顆粒拋向高空，因此沸騰層上面的空間就有局部被氣體帶走的顆粒存在。局部顆粒在到達(dá)肯定高度后，又回流到沸騰層，所有離開沸騰層的距離越大，帶出的顆粒量就越少，當(dāng)?shù)娇隙ǜ叨群髱С龅牧烤蛶缀醪辉俜謩e空間高度除了考慮顆粒夾帶外，還要考慮礦塵中硫分的完全燃燒。以保持適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間。氣體分布裝置對(duì)沸騰過程的影響。一是支承爐內(nèi)物料：二是均勻分布?xì)怏w并制造一個(gè)良好的起始流化條件：三是抑制聚式流化原生穩(wěn)定性的惡性引發(fā)。也就是要考慮氣體出分布器那一瞬間的流型和湍流程度，要制造一個(gè)良好的氣固接觸條件。沸騰爐焙燒的操作掌握硫鐵礦焙燒的工藝流程一．固體流程塵，電收塵除下來的礦塵，也經(jīng)除渣系統(tǒng)運(yùn)往紅渣庫。二．氣體流程空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)送入沸騰爐，與硫鐵礦焙燒反響后生成肯定SO2濃度的爐氣，經(jīng)余熱鍋爐，旋風(fēng)除塵，電收塵初步除塵，降溫后送往凈化崗位。正常操作〔一〕沸騰爐的工藝操作并不簡(jiǎn)單，只要把握了它的根本規(guī)律，操作掌握便可運(yùn)行自如。條件下的特性，調(diào)整的作用及這些指標(biāo)彼此之間的關(guān)系。 溫度：沸騰爐溫度的特點(diǎn)就是所謂床層溫度的均勻性。由于沸騰層內(nèi)各點(diǎn)的溫度差異很大，而且只要局部條件轉(zhuǎn)變，就可以起到調(diào)整整個(gè)床層溫度的作用。以下因素 是爐內(nèi)的熱量都來自硫分的燃燒反響，所以硫分的操作調(diào)整上的重要一環(huán)。一般來講，投入爐內(nèi)原料硫分增多，它的焙燒反響熱量就增加，爐溫會(huì)上升，但在爐內(nèi)常常會(huì)有兩種反響過程：一種是過?？諝獬湓５臈l件下，生成FeO2 3

紅色渣反響，這一反響完全，當(dāng)增加硫分時(shí)，爐溫會(huì)上升，符合上面談的規(guī)律。另一種是過剩FeO黑渣反響，這一反響常伴有一局部FeS生成，這時(shí)候多3 4投礦，增加爐內(nèi)硫分，燃燒反響不完全，一局部FeS2

FeS吸取熱量，因而爐溫不僅不會(huì)上升反而會(huì)下降。在這種狀況下，一旦遇到原料供給中斷，爐內(nèi)氧過剩，大量FeO,FeS被氧化，將可使溫度急劇上升，如掌握不當(dāng)，便能造3 4成高溫結(jié)巴事故。全部硫分變化對(duì)溫度影響的很大的，這時(shí)可實(shí)行加減礦量的方法進(jìn)展掌握，方法簡(jiǎn)潔，而且靈敏牢靠。 風(fēng)量的影響：風(fēng)量的轉(zhuǎn)變也影響爐床溫度的轉(zhuǎn)變。正如前面所說，爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生兩種化學(xué)反響過程。因此風(fēng)量的轉(zhuǎn)變有時(shí)能使溫度起變化。尤其是在爐內(nèi)焙燒反響不完全，爐渣大局部呈FeO狀態(tài)時(shí)。增加風(fēng)量，會(huì)使反響熱增加，溫度3 4顯著上升。假設(shè)爐內(nèi)物料大局部已燃燒成FeO反響較完全，這時(shí)增加風(fēng)量，爐2 3溫不僅不會(huì)上升反而會(huì)下降，可是為了保證爐內(nèi)良好的沸騰條件，一般風(fēng)量變化的范圍不是很大，尋常操作中有三種狀況的必需避開的：第一點(diǎn)：在爐內(nèi)反響不完全時(shí)，大局部渣呈FeO黑渣時(shí)，不要任憑減風(fēng)。3 4其次點(diǎn)：當(dāng)爐渣呈FeO紅渣狀態(tài)時(shí)，就不宜在加風(fēng)量。2 3減風(fēng)后，爐內(nèi)物料會(huì)結(jié)團(tuán)，粒度增粗，嚴(yán)峻時(shí)造成結(jié)疤事故。冷卻介質(zhì)的影響：冷卻介質(zhì)對(duì)爐內(nèi)水箱〔預(yù)熱器〕而言。單位時(shí)間移走的熱量是肯定的，因此，尋常不能用它來調(diào)整爐溫。當(dāng)原料品種及質(zhì)量一旦確定，即可選擇適宜的水箱換熱面積，確保爐溫在安全范圍內(nèi)。當(dāng)原料中含水較多時(shí)，也會(huì)顯著的影響爐溫。在焙燒低含硫高水分礦時(shí)，當(dāng)送風(fēng)量肯定狀況下，爐溫會(huì)隨著投礦量的增加而降低。爐底壓力且在肯定風(fēng)量下是不變的。所以爐底壓力的變化可以說是反映了沸騰層的厚度和同爐內(nèi)流速無關(guān)，因此爐底壓力由以下幾方面來調(diào)整：將使排渣量削減，爐底壓力上升，實(shí)際操作中也是依照這個(gè)原則調(diào)整的。會(huì)使?fàn)t底壓力上升。把握爐底壓力的凹凸。SO2

濃度:沸騰爐出口SO2

濃度的凹凸，取決于進(jìn)入爐內(nèi)的硫量和空氣量。SO2

2 3 2空氣量，進(jìn)展高負(fù)荷運(yùn)行，那么原則上可以接近理論最高的SO2

濃度值。由于沸騰爐的焙燒反響，承受的是含氧21%的一般空氣，因此爐子出口氣體SO2

含量多少來測(cè)算和掌握SO2

濃度也是有效的。在焙燒反響中，大局部硫分轉(zhuǎn)變成SO,但由于爐氣中少量過剩氧的存在，加2上礦渣所起的催化作用，會(huì)產(chǎn)生少量的SO 其化學(xué)反響式如下：3，SO+(1/2)O SO+熱量2 2 3這局部SO3

到凈化系統(tǒng)變成酸霧，習(xí)慣稱為“原始酸霧有很大的腐蝕破壞作用。SO2

的轉(zhuǎn)化，這個(gè)轉(zhuǎn)化反響能夠進(jìn)展到什么程度，與溫度，爐氣成分〔SO2

O含量〕和催化物有關(guān)。2再之，爐內(nèi)溫度是影響爐氣中SO 含量的一個(gè)重要因素，由于溫度與FeO3 2 36500C以上時(shí)FeO2 3

7500C9000C以上時(shí)，其催化作用就很輕微了。FeOSO

就多，而且爐氣經(jīng)2 3 3FeO的活性溫度范圍〔650—8000C〕的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)SO

的生成越有利。2 3 3SO3

SO2

濃度要高，F(xiàn)eO

13—13.5%為2 3 29000C左右。隨著爐內(nèi)的SO2

SO3

了避開它的生成，SO2

12.5—13.5%最為宜。這樣既做到了降低原始酸霧又避開了升華硫的生成。在掌握SO2

濃度上有的廠承受的調(diào)整二次風(fēng)的方法?，F(xiàn)就二次風(fēng)使用總結(jié)如下：灰紅渣黑又細(xì)，說明底風(fēng)缺乏，應(yīng)加底風(fēng)減二次風(fēng)。灰渣均黑，說明爐子的負(fù)荷重，風(fēng)缺乏，應(yīng)加底風(fēng)，待渣轉(zhuǎn)紅后，在依據(jù)狀況調(diào)整二次風(fēng)。渣紅細(xì)，灰黑，系二次風(fēng)缺乏，應(yīng)開大二次風(fēng)，但假設(shè)渣紅又細(xì)，則應(yīng)減底風(fēng)。一般狀況，爐氣中SO2

濃度的凹凸，靠投礦量的調(diào)整方式是最靈敏的。上面談了操作上幾個(gè)主要指標(biāo)的掌握和調(diào)整的關(guān)系。總的來講就是把握風(fēng)量和投礦量?jī)杉?，但?shí)際操作中格外簡(jiǎn)單，有時(shí)可能同時(shí)消滅幾種沖突，這時(shí)應(yīng)當(dāng)這是操作調(diào)整中必需留意的。二，排渣狀況與操作條件的關(guān)系。沸騰爐的排渣狀況是把握好操作的一個(gè)重要因素。一般狀況下，排渣狀況反映了爐內(nèi)的焙燒變化狀況。排渣粒度和沸騰層的粒騰狀況及沸騰層凹凸。通常風(fēng)量大小同焙燒效果關(guān)系親熱，當(dāng)風(fēng)量大，氧氣足，礦渣含硫低，礦渣

O;反之，風(fēng)量過小時(shí)，主要是FeO,呈黑所色，因此風(fēng)過大或過小可2 3 3 4以從排渣粒度上表現(xiàn)出來。Fe2O3Fe3O4的比例變化。也顯示爐內(nèi)氧硫比關(guān)系〔風(fēng)料比〕的差異。一般當(dāng)爐負(fù)荷大，即肯定風(fēng)量下爐膛單位面積投硫量較多時(shí)，渣呈黑色，其主要成分是FeO,由于氧硫比較低，因此還3 4FeS存在，灰渣殘留較高。反之，當(dāng)爐負(fù)荷小，氧硫比較高，燃燒反應(yīng)比較完全，灰渣殘留較低。礦渣殘留低，燒出率高，且不會(huì)產(chǎn)生升華硫