什么是多膛炉? 多膛炉的工作原理

一、 什么是多膛炉?

您可以把它想象成一栋“工业版的圆形多层停车楼”,但里面停的不是车,而是需要被处理的物料。

多膛炉是一种立式圆筒形、内部包含多层水平炉床(炉膛) 的连续作业式高温处理设备。物料从顶部进入,在炉内逐层下落,并在每一层都受到机械耙动和高温处理,最终从底部排出。


主要组成部分:

炉体: 一个高大的圆筒形钢壳,内部砌有耐火砖。

炉床: 炉体内一层层水平的“地板”,将炉内空间分成多层。中心有下料孔,周边有下料孔,或两者交替布置。

中心轴: 一根从顶部贯穿到底部的巨大中空钢轴,由驱动装置带动旋转。这根轴通常用空气或水进行冷却,以保护其不受高温损坏。

耙臂与耙齿: 每层炉床上都安装有与中心轴连接的耙臂,耙臂上装有耐热的耙齿。当中心轴旋转时,耙齿会翻动、推移物料。

燃烧器: 安装在特定的炉层上(通常在中间层),用于提供热量。

进料与出料装置: 顶部有连续的进料系统,底部有密封的出料系统。

烟道: 位于顶部或侧部,用于排出工艺产生的废气。


主要特点:

结构紧凑: 充分利用垂直空间,占地面积小。

热效率高: 物料与热风通常以逆流方式运动,换热充分。

处理均匀: 连续的耙动使物料受热和反应更均匀。

停留时间长: 物料在炉内停留数小时,适合需要长时间反应的工艺。


二、 多膛炉的工作原理

工作原理可以概括为:“自上而下,逐层耙动,逆流换热”。

整个过程就像让物料进行一场“高温迷宫闯关游戏”,它必须经过每一层的翻动和加热,才能最终到达出口。


工作流程分解:


1. 进料:待处理的物料(如湿的锌精矿、市政污泥、石灰石等)从炉顶的加料口连续、均匀地加入到第一层(最顶层) 炉床。

2. 耙动与下落:中心轴带动所有楼层的耙臂一起旋转。每层耙臂上的耙齿具有特定的角度,在旋转时,会像小耙子一样:

翻动物料:使物料受热均匀,防止结块。

推移物料:将物料从中心推向周边(或从周边推向中心),这取决于落料孔的设计。

物料被耙到该层的落料孔后,便掉落到下一层炉床上。

如此反复,物料在机械力的作用下,自上而下地穿过所有炉层。


3. 热交换与反应(核心阶段):

炉内根据不同高度,形成了三个功能段,物料与气流逆流接触,高效换热:

a. 干燥段(上部层数):

物料状态: 刚进入的冷、湿物料。

热源: 来自下方燃烧段上升的热废气。

过程: 热废气与冷物料相遇,将其中的水分蒸发掉,实现预热和干燥。废气本身则被冷却后从烟道排出。


b. 反应/燃烧段(中部层数):

物料状态: 已经干燥的物料。

热源: 此处安装了燃烧器,直接喷入燃料(如天然气、燃油)和空气,产生高温。

过程: 物料在此区域被加热到工艺要求的最高温度(例如,800°C - 1000°C),发生化学反应。例如:

焙烧: 锌精矿中的硫化物与空气中的氧气反应,生成氧化物和二氧化硫。

焚烧: 污泥中的有机物被彻底分解燃烧。


c. 冷却段(下部层数):

物料状态: 已经完成反应的炽热成品(如焙砂、灰渣)。

热源: 没有燃烧器。

过程: 从炉底鼓入的冷空气向上流动,与向下运动的热物料相遇。冷空气吸收物料的热量被预热,然后上升至反应段作为助燃风;同时,热物料被冷却,便于后续储存和运输。这一步极大地回收了余热,提高了整体热效率。


4. 出料:

被冷却后的最终产品从最底层炉床的出料口连续排出炉外。