Файл: Амелин, А. Г. Производство серной кислоты учебник.pdf

^бывают провального и непровального типа. Решетки непровального типа применяют чаще. На рис. 30 показаны дутьевые сопла печей КС, размещаемые в подовой плите. Сопло типа а применяется в

СССР в печах КС, предназначенных для сжигания колчедана. Чис­ ло сопел в плите на 1 м2 поперечного сечения печи колеблется от 30 до 50. Выходные отверстия их составляют примерно 2% площади ллиты. Скорость воздуха на выходе из сопел 8—10 м/с.

/ — распределительное сопло; 2 — решетка (подовая плита); 3 — резьба; 4 — жароупор­ ный бетон; 5 — теплоизоляционный кирпич; 6 — огнеупорный кирпич; 7 — отверстие для выхода воздуха

На рис. 31 изображена схема установки для обжига колчедана в кипящем слое. Дробленый (рядовой или флотационный) колче­ дан из бункера для колчедана 2 равномерно поступает в загрузоч­ ную камеру печи 5 кипящего слоя, где смешивается с «кипящим» материалом и сгорает. Воздух, необходимый для горения, нагнетает­ ся вентилятором 1. Он приводит в состояние кипения смесь огарка и горящего колчедана. Для отвода тепла и поддержания требуемой температуры кипящего слоя в нем размещают охлаждающие эле­ менты 6 (змеевики).

Из пени КС обжиговый газ поступает в котел-утилизатор 8, где охлаждается до 400—450° С. Все избыточное тепло здесь исполь­

серы 45%). По выходе из котла обжиговый газ очищается от круп­ ных частиц пыли в циклонах 9, а затем тщательно очищается от более мелких частиц в электрофильтре 10. После этого' газ посту­ пает для переработки в серную кислоту. Огарок из печи КС и пыль из бункеров котла-утилизатора, циклонов и электрофильтра пода­ ются на скребковый транспортер 14, увлажняются, охлаждаются в холодильном барабане и удаляются из цеха ленточным транспор­ тером.

$ 8

Присутствие S 0 3 в обжиговом газе нежелательно, так как сер­ ный ангидрид способствует образованию плотных корок пыли на электродах в электрофильтрах, что выводит их из строя. Обжиго­ вый газ печей КС содержит незначительное количество S 03. Одна­ ко по мере охлаждения газа в последующей аппаратуре происхо­ дит дополнительное образование S 0 3 в результате окисления SO2; катализатором окисления служит огарковая пыль.

Рис. 31. Схема установки для обжига колчедана в печи КС:

время нахождения газа при температуре, способствующей окисле­ нию SO2 до S 0 3, очень мало, поэтому S 0 3 практически не обра­ зуется.

Для обжига руд цветных металлов применяют печи, несколько отличающиеся от печей для обжига колчедана. Это объясняется тем, что главной целью обжига сырья в печах цветной металлургии является получение высококачественного огарка, из которого потом получают цветные металлы. В этих печах и несколько другой ре­ жим. В табл. 7 приведен режим различных печей КС.

Ниже приведены значения максимальной интенсивности различ­ ных печей, в которых производят обжиг флотационного колчедана

(в пересчете на стандартный колчедан):

59

Большой практический интерес представляет печь КС с двумя кипящими слоями ДКСМ (разработана под руководством А. М. М а­ льца). На рис. 32 показана печь-котел ДКСМ с естественной цирку­ ляцией. Она представляет собой стальной аппарат, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. В отличие от печи с одним кипя­ щим слоем она имеет нижний и верхний кипящие слои, в нижний слой подается воздух. Газовая смесь поступает из нижнего слоя в верхний слой, где происходит дальнейшее выгорание серы из колче­ дана (огарка). Наиболее крупная пыль (огарок) по выходе из печи

осаждается в циклоне возвра­ та 4 и поступает опять в верх­ ний слой. Питательная вода подогревается в барабане кот­ ла 5, перегрев пара происходит непосредственно в нижнем слое печи в пароперегревателе 14.

Рис. 32. Печь-котел ДКСМ:

циклон возврата огарка; 5 — барабан котла; 6 — подогреватель питательной воды; 7, 10 —

воды; 12 — беспровальная решетка нижнего кипящего слоя; 14 — пароперегреватель

60

Во втором слое печи происходит сульфатизация огарка, в ре­ зультате которой содержащиеся в огарке медь, цинк и некоторые другие цветные металлы переходят в соли, растворимые в разбав­ ленных растворах серной кислоты.

Содержание серного ангидрида и мышьяка в сернистом газе по­ сле печей ДКСМ меньше, чем после печей КС. Так, при содержа­ нии в колчедане 0,1% мышьяка в газе после печей содержится:

или газообразное топливо. При этом дутьевая решетка должна быть покрыта слоем колчеданного огарка, а холодильные элементы за­ полнены водой. Температуру в печи повышают медленно, а горячие газы направляют далее по схеме печного отделения с печью КС, одновременно просушивая аппараты, следующие по схеме. При до­ стижении 500° С начинают подавать под решетку с огарком воздух, который перемешивает огарок. Когда температура достигнет 650° С, в печь начинают загружать колчедан и увеличивают количество воз­ духа, подаваемого на дутье, и подачу воды в охлаждающие элемен­ ты. После достижения в печи 800° С растопочные форсунки выклю­ чают; печь введена в эксплуатацию.

Производительность печи КС от 200 до 500 т/сут при интенсив­ ности до 20 т/сут на 1 м2 решетки. В настоящее время проектиру­ ются печи КС более высокой производительности.

Ведутся опыты по обжигу колчедана в циклонных печах, в кото­ рых подогретый воздух со взвешенным тонкоизмельченным колче­ даном подается по касательной (тангенциально) с большой ско­ ростью. Колчедан при этом сгорает при очень высокой температуре (1000—1200°С), сера быстро выгорает, а огарок в расплавленном виде выводится из печи.

Подача колчедана к печам и удаление огарка. Подача колчеда­ на к печам производится в зависимости от конструкции печей и их мощности. Обычно колчедан подают в несколько бункеров ленточ­ ным транспортером или ленточным элеватором. Из бункера кол­ чедан насыпают в подвесные вагонетки, взвешивают и перевозят к печам. Это делают вручную или при помощи электротяги. Из ва­ гонетки колчедан выгружают в бункер печи.

Удаление огарка является трудоемкой операцией. Огарок при обжиге колчедана составляет до 70% его массы, он имеет высокую температуру и выделяет SO2, так как в нем происходит догорание серы.

Применяются различные системы механического удаления и охлаждения огарка.

На рис. 33 приведена схема удаления огарка из печей ВХЗ при помощи холодильных шнеков. Из течек печей 1 огарок ссыпается в шнек-гаситель 2, куда впрыскивается охлаждающая вода. Ох­ лаждение ведется до 70—80° С. Из нескольких шнеков-гасителей

61