用于煅燒石膏的沸騰爐的基本概念

這里介紹的沸騰爐，是一種應(yīng)用流體化技術(shù)煅燒石膏的高效專用設(shè)備。其加熱介質(zhì)是蒸汽或載熱油。這種沸騰爐為我國所，并已獲得國家實用，現(xiàn)已在工廠中實際應(yīng)用。

要了解沸騰爐，需要對固體流態(tài)化的基本概念有所了解。物體可分為固體和流體(液體、氣體)兩類。固體和流體其物理性狀有很大的不同。所謂固體流態(tài)化，就是讓固體顆粒通過與流體接觸而轉(zhuǎn)變成類似流體狀態(tài)的操作。固體流態(tài)化以后可使某些工藝過程簡化和強化，甚至使原來不可能的事情變成可能。例如，發(fā)熱量很低的煤矸石，在一般的鍋爐中無法燃燒，但在流化床鍋爐中就能穩(wěn)定地燃燒。因此，流態(tài)化技術(shù)已被El益廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中。在這里只介紹一些與石膏沸騰煅燒有關(guān)的基本概念。在一個圓筒形容器的底部，裝有一個多孔板，多孔板上方裝有一定高度的石膏粉層。

氣體通過多孔板進人料層并穿過料層向上流出。當氣流速度較低時，石膏加工顆粒層是靜止不動的，氣體從顆粒之間的問隙通過．這種狀態(tài)的顆粒層稱為固定床。當氣流逐漸增加到某個臨界速度，氣流對固體顆粒的向上推力與顆粒的重量相等時，石膏固體顆粒被氣體吹起而浮動于氣體中，在一定的空氣內(nèi)無規(guī)律的飛翔運動，床層開始膨脹和變松，空隙率比固定床增大許多，但床層仍有一個明顯的上界面，整個床層具有了類似液體性質(zhì)，這種床層就稱為流化床。

如果氣流速度繼續(xù)增大，流化床就出現(xiàn)很大的不穩(wěn)定性，石膏粉磨機床內(nèi)固體的顆粒成團地湍動，氣體主要以氣泡形式通過床層上升。床層內(nèi)分為兩種聚集狀態(tài)：一種是大體上處于臨界流化狀態(tài)的低孔隙率的區(qū)域，稱為密相區(qū)；另一種是只有稀散固體顆粒高孔隙率區(qū)域(即氣泡)，稱為稀相區(qū)。高于臨界流速的氣體以氣泡形式沿著床層上升，在上升過程中互相合并長大，到達床層上界面時氣泡破裂，因此床層上界面很不穩(wěn)定，上下波動，整個流化床看起來就像一鍋激烈沸騰的液體，這種性狀的床層叫做鼓泡床。繼續(xù)增大氣流速度，直至氣流速度大于固體顆粒的懸浮速度時，流化床上界面消失，顆粒將被氣體帶出容器，這就不再存在什么流化床，則成為氣流輸送了。固體顆粒實現(xiàn)流態(tài)化后，流化床就具有了類似液體的性狀，例如它可以浮起大而輕的物體；床層具有了液體那樣的流動性；當容器傾斜時，床層上界面保持水平；物料可在容器壁上的小孔噴出；如果將兩個流化床容器底部相連通，物料自動由高位床層流向低位床層，直至上下兩個床層上界面平衡為止；床層中任意兩點的壓差大致等于兩點間的靜壓力。

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