2.7.3.1. Печь шахтная для получения плава сульфида натрия

Общие сведения. В промышленности сульфид натрия в основном получают восстановлением сульфата натрия при 1250 °С. При плавке его протекают следующие основные реакции:

Состав плава, получающегося в шахтной печи, может быть следующим (в %):

Восстановление сульфата натрия можно проводить с переводом или без перевода шихты в расплавленное состояние. Процесс проводится при 800 °С, в качестве восстановителей берут газообразные вещества. Применение в качестве восстановителя окиси углерода или водяного газа значительно замедляет восстановление, несмотря на наличие катализаторов. Восстановление можно вести в подовых (отражательных), вращающихся и шахтных печах.

1) периодичность процесса;

2) высокая температура отходящих газов, вследствие чего повышается расход топлива;

3) применение ручного труда и вредные условия работы обслуживающего персонала.

В шахтных печах устойчивее футеровка; они проще по конструкции и имеют большую интенсивность рабочего пространства. В них теплообмен осуществлен по принципу противотока; холодная шихта опускается вниз, постепенно нагреваясь, горячие газы между кусками шихты движутся вверх, охлаждаясь. Это увеличивает использование тепла дымовых газов на нагревание шихты и эндотермические процессы, идущие в печи. Здесь происходит непрерывный процесс, и это облегчает управление им с технологической стороны и создает ряд удобств в выполнении производственных операций. Процесс легко регулируется по производительности в широких пределах изменением количества подаваемого воздуха для горения топлива и реакций окисления. Основные преимущества этих печей следующие:

1)        непрерывность процесса;

2)        более полное использование топлива и восстановителя;

3)        совмещение топлива и восстановителя в одном материале и отопления и восстановления в одном процессе;

4)        непрерывный выход плава из горна самотеком;

5)        отсутствие ручного труда для перегребания шихты и выгрузки плава;

6)        высокая интенсивность процесса.

Наряду с этим плавка в шахтной печи имеет и некоторые особенности.

Непременное условие — хорошая газопроницаемость шихты, загружаемой в печь. Поэтому материал шихты должен быть в кусках с ограниченным количеством мелочи и пыли величиной кусков не менее 10—15 мм (не более 15—20%) или брикетирован.

Шахтная печь работает под разрежением, поэтому вся шахта печи от фурменного пояса до кол шника и загрузочного устройства тщательно герметизирована. Над слоем шихты поддерживается разрежение 6—8 кПа. В фурменном поясе и в горне имеются отверстия, сообщающие внутреннее пространство печи с наружным воздухом. Благодаря тому, что шахта печи находится под разрежением, через фурменные отверстия и летки для выпуска плава в печь из помещения цеха непрерывно засасывается воздух, необходимый для горения кокса.