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1. 研究目的与意义
工业生产硫酸的过程中释放大量热量（包含从高到低各种品味的热能），可回收进行利用的余热废热大体可以分为三部分：沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收、二氧化硫炉气余热回收以及沸腾焙烧炉矿渣余热回收。余热利用的最佳方式是发电，可以大大降低工业生产成本。
其中沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收的目的是维持沸腾床内沸腾层的温度在800~900℃之间，必须从床层中导走大量多余的热量。每生产1吨硫酸（浓度100%）从沸腾层中导出的热量可达1.5mj，折合蒸汽约为0.55吨。年产10万吨硫铁矿制酸的生产线，从沸腾炉中回收的蒸汽量约为5.5万吨/年，可发电价值约260 万元。
本课题重点调研沸腾炉内的余热回收装置的核心技术。解决现有技术的余热回收装置中存在的热转换效率低、结构复杂、安装不便，成本较高、限制大规模应用等问题。
2. 国内外研究现状分析
国内研究状况：
国内最早提出余热回收这一概念的是陈植桑（1963）《硫酸工业废热利用的意义》[j]。文中指出以含硫原料制取二氧化硫时,所产生的热量是相当大的。尤其在采用沸腾焙烧过程作为原料的焙烧作业时,由于沸腾层中含硫原料的颗粒与空气接触面积很大,反应速度很快,温度就很高,必需设有冷却装置来除掉焙烧过程放出的余热,否则炉温就会很高,甚至超过矿渣的熔点,将导至炉内的结疤、结块等烧结现象,以至影响正常生产。因此焙烧过程的温度是否适合,对焙烧作业来说自然是十分重要的。通常沸腾焙烧炉沸腾层的温度为800900℃,但硫在燃烧时的温度可以比这个温度高得多。为了保证含硫原料充分焙烧，需要利用余热再次回炉。
缪德林（1964）《硫铁矿沸腾焙烧炉用废热锅炉的设计》[j]，硫铁矿沸腾焙烧炉用废热锅炉系接触法硫酸生产过程中的新型设备,其功用在于充分利用硫铁矿焙烧反应的生成热,产生蒸汽用于发电,把废热转变成有效的能,以代替现行无功能的冷却装置,达到降低硫酸生产的消耗定额和生产成本的目的。该文根据近几年来对有关企业二次能的利用与废热锅炉设计工作的一些体会,将着重阐述:沸腾焙烧炉用废热锅炉的热工特性,设备设计中的问题和难关解决方法,以及废热锅炉运行维护方面的若干问题。文中对华中工学院所拟废热锅炉各种设计方案作了扼要的分析,并附有计算成果表。而对废热锅炉重要组成部分之一的沸腾层内冷却装置及沸腾焙烧炉用废热锅炉的世界动态亦作了必要的介绍。
3. 研究的基本内容与计划
本课题主要根据过程装备与控制工程专业基础知识，熟练使用计算机进行相关软件操作。调研沸腾炉内的余热回收装置的主要核心技术，并且提出创新的结构机理，完成沸腾炉内的余热回收传热性能研究论文。
1~2周：查阅文献并了解沸腾炉内的余热回收装置，准备好相关资料；
3~4周：熟悉ansys软件的使用，并用pro/e软件练习绘制装置模型；
4. 研究创新点
在不影响运行安全和生产效益的前提下，坚持技术节能，科学改进锅炉性能和操作技术。合理选择运行方式，择优选定最佳参数，降低各项热损失，提高沸腾炉热效率，以取得沸腾炉安全运行、节能减排的综合效益为最终目标。实现综合利用废气、废水、排污治理和清洁生产，对源头预防污染和减少末端治理有着重要意义。所以，沸腾焙烧炉发展的基本方向必然是高效节能，低污染，即沸腾炉的节能减排。
