硫酸沸腾炉发生塔灰后应当怎样处理

在工业制硫酸的沸腾炉中，为什么要在炉底通入强大空气流：送进沸腾炉的矿石已经粉碎成细小的矿粒，在炉底通入强大空气流，增大了矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧。（依据的原理是增大廉价易得的反应物浓度，提高另外较贵重原料的转化率，使贵重原料得到充分利用。）

沸腾炉：温度440度，通入热空气：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

接触室：温度500度，常压，催化剂为五氧化二钒：2SO2+O2=2SO3

吸收塔：用百分之98的硫酸吸收SO3：SO3+H2SO4=H2S2O7

因为接触室是SO2的催化氧化，里面有催化剂，而沸腾炉直接过来的气体中含有杂质，会使催化剂失活中毒，起不到催化作用，所以必须先净化、干燥

沸腾炉(fluidized bed combustion boiler)是一种燃煤锅炉，是近年发展起来的一种新的燃烧技术之一。现代沸腾炉是利用“聚式流态化床”技术的热工设备。流体从下而上流过静止的粒状物料层时，若流速超过一定限度，则散料层开始膨胀、蠕动而具有流动性，变成假流体状态，这一过程称为散料层的流化。流化后的粒料上下翻动与流体的沸腾相似，故又称沸腾层，用此方法处理物料的热工设备称为沸腾炉。

中文名

沸腾炉

外文名

fluidized bed combustion boiler

简介 听语音

沸腾炉主要用于处理矿石粒度为3~0毫米的一种炉型。

沸腾焙烧以流态化技术为基础。固体颗粒在气流的作用下，构成流态化床层似沸腾状态，被称作流态化床或沸腾床。这样矿石可在沸腾状态下进行加热还原，有利于提高焙烧矿质量。

焙烧炉由主炉和副炉组成。主、副炉中间设有隔板，上部连通，炉膛为方形断面，主炉下部还原带为圆形筒体，底部设有气体分布板。副炉内有10层档料板。炉体为砌砖结构，金属外壳。主、副炉在不同高度上，设有三排煤气烧嘴，供燃烧用。此外，还有测温和测压装置。

沸腾锅炉的工作原理是将破碎到一定粒度的煤末，用风吹起，在炉膛的一定高度上成沸腾状燃烧。煤在沸腾炉中的燃烧，既不是在炉排上进行的，也不是像煤粉炉那样悬浮在空间燃烧，而是在沸腾炉料床上进行的。沸腾炉的突出优点是，对煤种适应性广，可燃烧烟煤、无烟煤、褐煤和煤矸石。它的另一个好处在于使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率。沸腾料层的平均温度一般在850一1050℃，料层很厚，相当于一个大蓄热池，其中燃料仅占5%左右，新加入的煤粒进入料层后就和温度高几十倍的灼热颗粒混合，因此能很快燃烧，故可应用煤矸石代替。生产实践表明，利用含灰分高达70%、发热量仅7．54MJ/Kg的煤矸石，锅炉运行正常．40%一50%的热可直接从床层接收。

沸腾炉

工作原理 听语音

固体燃料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高度范围内作上下翻滚运动，并以流态化(或称沸腾)状态进行燃烧的炉膛，又称流化床燃烧炉。沸腾燃烧方式也用于其他的炉窑中。沸腾燃烧方式的特点既不像在层燃炉中那样将固体燃料静止地放在炉排上燃烧；也不像在室燃炉中那样将液体、气体或磨成细粉状的固体燃料悬浮在炉膛空间中燃烧，而是把固体燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在炉内以类似沸腾的状态燃烧。在中国，沸腾炉用煤的粒度一般为8毫米以下。

相关历史 听语音

固体物料流态化技术在1921年由德国的F·温克勒尔提出，首先用在化学和冶金工业中。50年代开始，它被移植到锅炉的燃烧领域，并获得了发展。炉内一般为常压，称为常压沸腾炉。各国发展的沸腾炉各有不同。英国的沸腾炉主要燃用高热值烟煤，目的在于缩小锅炉体积。美国的沸腾炉燃用高硫分高热值烟煤，目的在于减少排烟中 SOX和NOX等污染物质。中国、捷克斯洛伐克和波兰等国着重研究燃用劣质燃料的沸腾炉。增压沸腾炉的燃烧室内压力大于大气压力。一些国家正在试验将增压沸腾炉用于燃气轮机联合循环，这种系统可以提高发电的循环效率。

工作过程 听语音

常用沸腾炉燃烧室的典型结构包括布风系统、沸腾床、进料和排渣系统3个部分。

①布风系统。燃烧室底部为布风板，板上直接开孔或装许多带通风小孔的风帽。布风板的作用是承载料层并使空气上升速度沿炉内截面分布均匀。

②沸腾床。布风板上放置一定量的床料（包括固体燃料和大量的灰渣或石灰石颗粒）。运行时，当料层中的空气达到一定上升速度时，沸腾床上的床料便从静止状态转入沸腾状态，这一风速称为临界沸腾风速。为了保持剧烈的沸腾燃烧工况，沸腾炉正常运行时的风速要比临界沸腾风速大，使料层膨胀到一定高度。床料沸腾高度约为静止料层的两倍，在此容积的燃料呈沸腾状态，故称为沸腾床，小颗粒则被气流带出炉外。布置在料层中的管子称为埋管，可以垂直、水平或倾斜放置。管内可通以水、蒸汽或空气以吸收燃料在床中燃烧所释放出来的热量，使床温保持在800～1000℃。

③进料和排渣系统。一定粒度范围的燃煤从煤仓经给煤机送入料层内，燃尽的煤渣一般从溢流口排出。

特点 听语音

沸腾炉的优点是：①不但能烧优质煤，也能烧一般炉排炉和室燃炉不能烧的各类劣质煤；②床内埋管的传热效果很好，约为普通锅炉管子的5～10倍；③由于沸腾床燃烧温度低，烟气中NOX的生成量少，如在进料中适量加入石灰石或白云石，即可将煤中硫分脱除，使排烟中SO2的含量下降。

沸腾炉的缺点是：①沸腾床中细颗粒燃料容易被烟气带出，所以未燃尽损失大，燃烧效率比室燃炉低；②烟气中飞灰较多，锅炉受热面容易发生磨损；③鼓风所需的送风机风压高，故耗电量大；④沸腾床内给煤和布置埋管难以均匀。⑤烧高灰分劣质煤时，为了不使大量飞灰污染环境，必须配备高效率大容量的除灰装置。由于以上原因，发展大容量的沸腾炉锅炉尚有困难。

工业应用

主要应用于接触法制硫酸，作为FeS2制SO2的发生装置。

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这个反应在室温和没有催化剂存在时，实际上不能进行。

根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。

接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒V2O5作催化剂，将二氧化硫转化成三氧化硫。

硝化法是用氮的氧化物作递氧剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO

根据所采用设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法，现在铅室法已被淘汰；塔式法生产的硫酸浓度只有76％；而接触法可以生产浓度98％以上的硫酸；采用最多。

主要方程式:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

FeS2中：铁元素上升1价，硫元素上升5价×2，则总共上升11价，

O2中：氧元素降低2价×2，则总共降低4价．所以FeS2前计量数为4，O2前计量数为11，再根据原子守恒，配出Fe2O3前计量数为2，SO2前计量数为8，

则方程式为4FeS2+11O2

（2）在装置乙中二氧化硫和氧气发生催化氧化，所以装置乙相当于接触室；丙在实验中是用来吸收二氧化硫的，所以相当于吸收塔；故答案为：接触室、吸收塔；

（3）SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O═H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾；所以丙中无酸雾，丁中有酸雾；故答案为：无酸雾、有酸雾；

（4）根据方程式2SO2+O2?2SO3判断，增大压强对平衡向正方向移动，二氧化硫的转化率增大；常压下SO2的转化率已经很大，增大压强转化率变化不大；故答案为：增大、常压下SO2的转化率已经很大．