2.2.2.10. Печь ДКСМ для обжига колчедана

Печь ДКСМ (печь с двумя кипящими слоями Малеца) предназначена для сжигания колчедана в нижнем  слое   и охлаждения   обжиговых газов Сернистый в верхнем слое (рис. 6).

Преимуществом печи ДКСМ перед печами КС является интенсификация процесса утилизации избыточного тепла горения колчедана, а также охлаждения обжиговых газов на втором слое, созданном огарковой пылью до 450 °С, с целью снижения образования серного ангидрида.

Присутствие серного ангидрида в больших количествах ведет к сульфатизации огарковой пыли и затрудняет электростатическую очистку обжигового газа. Верхний кипящий слой создается при условии, что скорость газового потока в отверстиях газораспределительной решетки создает динамический напор больше, чем давление кипящего слоя на площадь этих отверстий. Для образования верхнего кипящего слоя необходимо также осаждение частиц огарка, поступающих из нижней зоны, что достигается резким снижением линейной скорости потока газа в верхней зоне печи.

Увеличением поперечного сечения реакционной камеры в зоне верхнего кипящего слоя, а также возвратом огарка в верхний кипящий слой из пылеулавливающего циклона, расположенного над печью.

Принцип работы печи ДКСМ следующий: флотационный колчедан и воздух подаются в нижнюю зону печи, где происходит обжиг колчедана в кипящем слое при 700—800 °С. Обжиговые газы, содержащие огарок, через отверстия газораспределительной решетки поступают в кипящий слой верхней зоны. Запыленный поток газов из верхней зоны печи направляется в циклон возврата огарка. Огарок, уловленный в циклоне, возвращается в верхний кипящий слой. Очищенный от крупных частиц огарка обжиговый газ из циклона направляется для дальнейшей тонкой очистки в электрофильтр ОГ-4-16 и далее направляется для получения серной кислоты. Основное количество огарка (~80%) удаляется из верхнего кипящего слоя через специальное переливное окно. Поддержание требуемых температур в нижней зоне (700—800 °С) и в верхней зоне (450 °С) осуществляется с помощью тепловоспринимающих элементов, устанавливаемых в нижней и в верхних кипящих слоях. Наиболее крупные частицы огарка колчедана, уносимого потоком газа в верхнюю зону печи, выделяются из потока газа из-за снижения скорости в расширенной части печи и создает кипящий слой под верхней газораспределительной решеткой, которую пополняет возвращаемая из циклона мелкая фракция огарка.

При контакте огарка с поверхностью установленных в верхнем слое тепловоспринимающих элементов начинается постепенное падение температуры частиц огарка и обжиговых газов до заданного значения. Понижение температуры в верхней зоне приводит к уменьшению линейной скорости газов и их запыленности.

Основные конструктивные параметры печи     ДКСМ   производительностью     130 т/сутки приведены ниже.

Основные технологические показатели процесса обжига флотационного колчедана в  печах  ДКСМ приведены ниже.

Определение скоростей устойчивости слоя и витания частиц  огарка.

Порозность слоя:

где у» — насыпная масса неподвижного слоя, кг/м3; укаж — кажущаяся удельная масса частиц огарка, кг/м3.

Удельная масса обжигового газа (в кг/м3):

Критерий Архимеда для частиц d4 (в м):

Критерий Рейнольдса, соответствующий скорости предела устойчивости

[здесь фф — коэффициент формы (для огарка флотационного колчедана равен 44,0)].

Скорость предела устойчивости слоя (в м/с):

Критерий   Рейнольдса,   соответствующий   скорости   витания частицы:

Скорость витания частицы (в м/с):

где v — кинематическая вязкость, м2/с.