冶金设备复习资料

冶金设备复习课
火法冶金设备
1耐火及保温材料
耐火材料定义：耐火材料是指耐火度≥1580℃的无机非金属材料，它在一定程度上可以抵抗温度骤变和炉渣侵蚀，并能承受高温荷重。

耐火材料的作用：第一、防止工业窑炉周围环境温度过高，保证周边环境正常；第二、阻碍热能的散失，保证窑炉的运营效率。

冶金炉对耐火材料的要求：①耐火度高；≥1000~1800℃②高温结构强度大；高温下荷重不变形；③热稳定性好：高温下抵抗温度骤变引起破坏的能力；④抗渣侵蚀能力：抵抗炉内高温下熔融炉渣、金属和炉气等的化学腐蚀；⑤高温体积稳定：高温下使用，其内部由于晶型转变会产生不可恢复的体积收缩或膨胀，而造成炉体破坏，因此，要求耐火材料在高温时体积稳定；⑥外形尺寸规整、公差小：筑炉时砌体要规整、砖缝小，以防止炉体从砖缝处破损，这就要求耐火材料制品不能有大的扭曲、缺损、熔洞和裂缝等；尺寸公差合乎规定的要求。

耐火材料的分类：根据耐火材料的耐火度高低可分为：
⑴普通耐火材料耐火度为1580~1770℃；
⑵高级耐火材料耐火度为1770~2000℃；
⑶特级耐火材料耐火度为2000℃以上。

耐火材料从重量上分可以分为重质耐火材料、轻质耐火材料和超
轻质耐火材料。

耐火材料的化学矿物组成是决定耐火材料物理性质和工作性质的基本因素。

化学组成：主成分是耐火材料的主体，是影响耐火材料的基本因素。

副成分包括杂质和添加物，其化学成分也是氧化物，它使耐火材料的性能降低，有的具有溶剂作用，即在耐火砖的烧成过程中产生液相实现烧结。

矿物组成：主晶相：是耐火材料中的主体，是熔点较高的结晶体，它在很
大程度上决定耐火材料的性能。

基质：是填充在主晶相之间的其他不同成分的结晶矿物和非结晶玻璃相，它的熔点低，起着溶剂作用。

在耐火材料的使用过程中，往往首先从基质部分开始损坏。

耐火材料的物理性质包括：致密性（显气孔率计算等）、热电性、力学性质和外形尺寸。

耐火材料的工作性能：
①耐火度：耐火材料在无荷重时抵抗高温而不熔化的能力，通常用温度表示。

②荷重软化温度：耐火材料在高温时抵抗荷重的能力，通常耐火材料在高温下其耐火度就显著下降。

③抗渣性：耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的能力称为抗渣性。

④耐急热急冷性：抵抗温度急变而不被破坏的能力。

⑤高温体积稳定性：耐火材料在高温下长期使用，其外形体积保持稳定不发生非可逆变化的能力。

常用耐火材料及其特性：
⑴硅酸铝质耐火材料：按Al2O3的含量可分为半硅砖、高铝砖和粘土砖四大类：①半硅质制品：Al2O3含量为15～30％；②粘土质制品：Al2O3含量为30～46％；③高铝质制品：Al2O3含量为＞46％；④刚玉质制品：Al2O3含量为＞90％的高铝质制品。

⑵硅砖（氧化硅质）：SiO2≥93%
⑶镁质耐火材料：MgO≥80%，以方镁石为主晶相。

⑷含碳耐火材料：碳砖、石墨粘土制品、碳化硅制品等。

⑸不定形耐火材料：耐火混泥土、耐火泥、可塑料、捣打料、喷涂料等。

水冷与挂渣保护：水套、水冷挂渣保护、热挂渣保护。

可延长炉衬的使用寿命。

绝热材料：
绝热材料的分类（1）低温绝热材料：使用温度＜900℃。

（2）中温绝热材料：使用温度900~1200℃。

（3）高温绝热材料：使用温度＞1200℃。

绝热材料的特性⑴气孔率高(＞50%)，体积密度小；⑵热容量和导热系数小；⑶机械强度和抗渣性差。

常用绝热材料：隔热砖、蛭石、硅藻土、耐火纤维制品、岩棉和矿渣棉保温
材料、膨胀珍珠岩制品等。

有色冶金炉衬体是在熔融金属、炉渣和炉气的腐蚀渗透和热应力等综合作用下损坏的。

2 燃料与燃烧
燃料的定义：凡是在燃烧时能够放出大量的热，并且此热量能够经济地被利用在工业和其他方面的物质统称为燃料。

分类：燃料物态：气、液、固。

类型：化石燃料、生物燃料、核燃料。

常用燃料的特性：(1)燃料的化学组成:必须分清哪些组成物是发热的，哪些组成物是有害的。

(2)燃料的发热量:这是评价燃料质量的重要指标。

（1）气体燃料：各种简单气体的混合物。

可燃成分：CO 、H 2、CH 4、C n H m 等碳氢化合物，以及H 2S ；不可燃成分：N 2、CO 2、SO 2、O 2、H 2O 等，微量的粉尘。

（2）固、液体燃料：碳、碳氢、氧、氮、硫等可燃化合物：可燃成分：C 、H 、C n H m 、H 2S 等，以及硫化物MeS ；不可燃成分：N 、O 、硫酸盐、灰分和水分等。

作为工业燃料应满足以下要求：燃烧时能放出大量的热量，能满足生产工艺对热量的需要；燃烧过程便于控制和调节；燃烧产物主要是气体，且对人、动物和设备没有危害；蕴藏量大，便于开采和运输，成本底。

燃料的组成与换算
气体燃料的化学组成与换算：⑴ 化学组成：通常是以体积百分含量表示。

有干成分和湿成分之分。

⑵ 气体燃料组成的表示方法和换算：
固体和液体燃料的化学组成与换算：⑴ 化学成分：固、液燃料的化学元素共有七种：C 、H 、O 、N 、S 、灰分和水分。

⑵ 表示方法及换算：其成分常用各化学组成的质量百分含量表示：实用成分、干燥成分、可燃成分、有机成分。

①实用成分：包括水分和灰分 C y +H y +O y +N y +S y +A y +W y =100%
O H g g
s 2g 0.124100100+⨯=R R
②干燥成分：不含水分C g+H g+O g+N g+S g+A g=100%
③可燃成分：不含水分和灰分C r+H r+O r+N r+S r=100%
④有机成分：除去水分、灰分和硫C j+H j+O j+N j=100%
换算的原则是：各化学组成的质量绝对值不变。

固液体燃料的工业成分表示方法：
工业分析法是测定固液体燃料的水分（W）、灰分（A）、挥发分产率（V）和固定碳（F）的含量并表示成这些成分在燃料中的质量百分数。

W+A+V+F=100%
工业分析结果能反映燃料的许多特性，挥发物和固定碳的含量愈多，则燃料的质量愈好；挥发物愈多，燃料燃烧的火焰长，可作为焰火炉的燃料；焦炭的性质、颜色、气孔、强度等，能初步判断煤的结焦性的好坏；灰分和水分愈多，说明煤的质量愈差。

燃料发热量及计算：
燃料发热量:单位质量（或单位体积）燃料在完全燃烧时放出的热量，用“Q”表示，单位是“kJ.m-3”或“kJ.kg-1”。

高发热量：单位质量（或单位体积）燃料在完全燃烧后，燃烧产物冷却至20℃，产物中的水则冷凝为0℃（液态水）时，所放出的热量；用“Q GW”表示。

低发热量：单位质量（或单位体积）燃料在完全燃烧后，燃烧产物冷却至20℃，产物中的水也为20℃（水 标准燃料：规定发热量为
29308kJ ·kg-1 的燃料为公斤标准燃料。

蒸气）时，所放出的热量；用“Q DW ” 表示。

Q GW 与Q DW 的关系： Q GW = Q DW +25.12（W y +9H y ） KJ/kg
=Q DW +6(W y +9H y ) Kcal/kg
气体燃料高低发热值之间的关系：
标准燃料的概念： 规定发热量为29308kJ ·kg -1 的燃料为公斤标准燃料。

发热量的计算：（1）气体燃料：kJ ·m -3（标准状态） ；（2）固、液体燃料：kJ ·kg-1 ，门捷列夫公式。

常用燃料：①燃气：冶金生产常用的燃气有高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、重油裂化气和天然气等。

钢铁联合企业广泛采用高炉煤气和焦炉煤气；有色冶金企业往往使用发生炉煤气或石油裂化气。

②液体燃料：用于冶金的液体燃料主要有重油、重柴油和轻柴油。

③固体燃料：冶金生产使用的固体燃料主要是煤及其加工产品焦炭和粉煤。

燃烧计算：
燃料燃烧计算是根据燃料在燃烧过程中的物质平衡的原理进行的。

它是炉子热工计算的重要组成部分。

燃料燃烧计算的内容有：燃烧需要的空气量、燃烧产物的生成量，成分和密度以及燃烧的温度。

四个假设条件
燃气燃烧空气需要量的计算
⑴ 理论空气需要量的计算：L 0（燃料中可燃成分完全燃烧反应的需氧量） 燃烧1m 3（标）的煤气所需要的氧气量为
O 2 = ½(CO S + H 2S ) +∑(n + m/4 )C n H m S +3/2H 2S S –O 2S (m 3)
∴空气需要量为（m 3）
L 0 = 4.762 O 2
=4.762[1/2（CO S + H 2S ）+ ∑（n + m/4 ）C n H m S
)22(1.20)2
2(4.2218122.2524222422s s m n s s s s s m n s s s DW GW O H H C m CH S H H O H H C m CH S H H Q Q ++++=++++⨯=-
+ 3/2 H 2S S - O 2S ]
⑵实际空气需要量的计算：L n =nL 0 式中n 为空气消耗系数
固液体燃料燃烧空气需要量的计算
⑴理论空气需要量的计算：L 0
固、液体燃料中的可燃成分C 、H 、S 完全燃烧所需的氧量为：
⑵实际空气需要量的计算：L n =nL 0 m 3/kg n 为空气消耗系数
⑶燃料燃烧产物的计算
①燃烧产物量的计算：V n
②燃烧产物成分的计算：M ＇
③燃烧产物密度的计算：ρ0 1
3-⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⨯=⨯⨯=∑kg m 32O 32S 4H 12C 1004.76222.4O 4.76222.4L y y y y 20
12g 00124.0-⋅+⎪⎭⎫ ⎝
⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=++++=kg L n O H 3g 0n y y y y y O N SO O H CO n m L 10021L 18W 28N 2H 32S 12C 10022.4V V V V V V 2
2222()%L L V 21V V O %V 79L V 22.4N V V N %18W 2H V 22.4V V O H %32V 22.4S V V SO %12V 22.4C V V CO 0n n n O '2n n n y n N '2y y n n O H '2n y n SO '2n y n CO '222222⨯-==⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==⨯==⨯==3
'2'2'2'2'204
.221003228641844-⋅⨯++++=m kg O N SO O H CO ρ
燃烧温度的计算：
理论温度：
实际燃烧温度：t c.p=η·t thη为炉温系数
提高燃烧温度的途径：①燃料的发热量Q DW:选择发热量高的优质燃料；
②空气与燃气的预热温度：炉子废气预热；③使燃料完全燃烧；④空气消耗系数n：在保证完全燃烧的前提下，尽可能减小空气消耗系数n；⑤助燃空气的富氧浓度:27%~30% ⑥减少燃烧产物传给周围物体的散热量Qt.c；⑦提高燃烧强度。

着火温度是指燃料与空气的混合物进行化学反应自动加速而达到自燃着火的最低温度。

完全燃烧与不完全燃烧
燃气燃烧过程：分为三个过程⑴燃气与空气混合物的混合：即二者是互相扩散掺混的过程⑵燃气和空气混合气物的加热与着火（自然着火和强迫着火）⑶燃烧反应：燃烧反应机理为支链反应。

重油燃烧过程：雾化、油雾与空气混合、油雾的加热着火及着火燃烧反应四个过程。

固体燃料燃烧的方法有层状燃烧、喷流燃烧、旋转燃烧和流态化燃烧。

3 气固分离
目的：回收有用成分；净化气体、控制污染。

除尘的效果取决于粉尘的性质和除尘器的性能
收尘器的性能与类型：
评定除尘器性能的主要指标:流量、除尘效率、阻力等。

收尘器通常有三种分类法：⑴按收尘效率分低效除尘器(50～80%), 中效除尘器(80～95%)和高效除尘器(95%以上).⑵按收尘机理分类①重力收尘:利用重力作用（自然沉降）。

如烟室、沉降室等。

适用于分离50～100μm的粒子，作初步净化。

②惯性收尘：利用固体微粒的惯性进行分离。

如设置折流板—惯性收尘器，适用于分离大于20μm的粒子。

③离心收尘：利用离心力作用，如
旋风收尘器。

通常对5～10μm 以上的粒子收尘效率较高，常作为中等净化。

④过滤收尘：通过多孔层过滤介质，粉尘被截留下来。

如袋式收尘器和颗粒层收尘器。

对大于1μm 的粒子，收尘效率很高，适用于粒子很细、分离要求较高的场合。

⑤水收尘：利用水与粉尘颗粒接触，使粉尘被湿润、团聚而收集下来，如水膜收尘器。

它适用于分离大于0.1μm 的粒子。

⑥电收尘：利用高压电场，使粉尘荷电，如电收尘器。

它适用于分离大于0.01μm 的粒子。

⑶ 按捕集烟尘的干湿情况分类为干式收尘、湿式收尘。

重力收尘器特点：结构简单、阻力小、操作方便，除尘效率低（40~70%）；一般用于分离较大颗粒（50μm ）；多层颗粒沉降距离短因而效率高；作为预收尘器。

惯性收尘器是利用粉尘在运动中的惯性力大于气体的惯性力，而将粉尘从含尘气体中分离的操作。

种类：冲击式、弯管式和反转式；
特性：结构简单、阻力小、除尘效率低，一般用作预收尘器。

特点：结构简单、设备阻力小，但占地面积大，只能捕集粗颗粒烟尘，属于低效率设备，重有色金属冶炼厂较少选用。

带灰斗的大型烟道亦能起到惯性收尘的作用，且能耐较高烟气温度。

旋风收尘器：结构与原理: 旋风除尘器的结构由进气口, 圆筒体, 圆锥体, 排气管, 排尘装置组成. 其原理为: 当含尘气流由切线进口进入除尘器后, 气流在除尘器内作旋转运动, 气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动, 到达壁面, 并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的。

旋风收尘器使用条件及技术经济指标
μ
ρ
=t et du R
旋风收尘器可以分为两大类：一是返转式旋风收尘器，其进气口与排气口都在收尘器上部，气体进入后旋转向下，到达底部后又返转向上，由排气管排出；二是直通式旋风收尘器，其进气口和排气口分别在收尘器的两头，气流从收尘器的一头进入，通过收尘器由另一端排出。

应当注意：旋风除尘器并联使用时，其所能处理的风量为各个旋风除尘器风量之和，而阻力则为单个旋风除尘器在处理它所承担的那部分风量时的阻力。

而当多个旋风除尘器串联使用时 ，它所能处理的风量即为单个旋风除尘器所能处理的风量，而阻力则为多个旋风除尘器阻力之和，但它的除尘效率一般提高不多，所以两个旋风除尘器串联起来使用需要尽量避免。

过滤式收尘器
过滤速度：布袋收尘器处理的烟气流量被滤布的总面积除得的速度称为过滤速度，可用下式表示： 式中 u f ——过滤速度，m ·s -1；
Q ——处理的烟气流量，m 3·s -1；
A ——有效滤布总面积，m 2。

袋式收尘器的优点：
1．除尘效率高，可捕集0.1μm 以上的粉尘，使含尘气体净化到15mg.m-3甚至以下。

2．结构简单，附属设备少，技术要求没有电除尘器那样高。

3．能捕集电除尘难以回收的粉尘；并且在一定程度上能收集硝化物、硫化物等化合物。

4．对负荷变化适应性好，特别适宜捕集细微而干燥的粉尘，所收的干尘便于处理和回收利用。

5．收集含有爆炸危险或带有火花的含尘气体时安全性较高。

6.．对粉尘的特性不敏感，不受粉尘比电阻的影响。

袋式收尘器的缺点：
f Q
u A =2
dlm n na A π⨯==
1．对于不同类型气体，应选用相应类型的布袋；且需要经常更换布袋，布袋消耗量较大。

2．收集湿度高的含尘气体时，应采取保湿措施，以免因结露而造成“糊袋”，因此布袋除尘气对气体的湿度有一定的要求。

3．阻力较大，一般压力损失为1000～1500pa。

4．对于高温气体，必须采用降温措施。

5．接收粒径大的含尘气体时，布袋较易磨损。

投资及运行费用较高！
电收尘器
电收尘是使含尘气体通过高压直流静电场，利用静电分离烟尘和气体的过程；电收尘一般分为四个过程：气体电离、颗粒荷电、荷电烟尘运动和荷电颗粒放电。

电收尘器最常用的分类按清灰方式:干式电收尘器；湿式电收尘器。

电收尘器的优点:
1.能处理温度高(300~400℃)、有腐蚀性的烟气；
2.处理烟气量大(高达2×106m
3.h-1)；3.设备阻力小(100~200Pa，袋式的1/5)、能耗低、运行费用低；
4.收尘效率高(>99%，收尘出口30~50mg.m-3)、能捕集＜0 .10μm的烟尘；
5.劳动条件好、自动化程度较高；
6.能富集有价金属。

电收尘器的缺点:
1.设备结构复杂、投资高；
2.对烟尘的比电阻有一定的要求(104~1010⋅Ωcm)；
3.管理水平要求高；
4.可燃、易爆烟尘的气体须加强防爆措施；
5.其工作过程较复杂（电离、荷电、放电及清灰四个过程）。

在一次投资、运行费用方面，袋式收尘器比电收尘器高，但袋式收尘器排放浓度能够＜10mg.Nm-3，几乎为零排放。

而电收尘器需只能达到＜50mg.Nm-3。

湿式收尘器
湿式收尘是以水与烟尘直接接触，利用液滴或液膜粘附烟尘而净化烟气的一种收尘方式。

对于亲水性好、有毒、有刺激性的烟尘，采用这种收尘方式，对提高收尘效率和改善劳动条件都具有很大的意义。

这类收尘设备的类型较多，常用的有文氏管式、离心式、冲击式及筛板式等。

收尘设备的选择
在设计中选择除尘器时应考虑以下匹配问题:
1. 除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配。

设计时应根据处理气体的粉尘浓度，处理量和环保规定的排放要求确定所要求除尘器的除尘效率， 然后选择合适的除尘器类型。

在运行中,，还应注意由于运动工况不稳定对除尘效率的影响。

2. 除尘器的收尘方法要与除下粉尘的处理方法相匹配。

例如直接丢弃， 应考虑对环境的二次污染问题。

3. 除尘器的性能要与处理的气体特性和粉尘性质相匹配。

气体的温度，湿度，腐蚀性，可燃与爆炸性等都直接制约除尘器的使用。

如袋式除尘器不能用于处理高温，高湿的气体。

粉尘的粒径及其分布，粘结性，湿润性，比电阻， 可燃性和浓度等性质直接决定了除尘器的除尘效果和应用。

不同的除尘器所能去除的粉尘粒径范围也不同；对于粘结性粉尘不宜采用袋式除尘器；比电阻大的粉尘电除尘效果差；疏水性粉尘不宜采用湿式除尘器；粉尘浓度高时应考虑采用双级除尘。

4. 除尘器的费用要与企业的经济实力相匹配。

对于小型生产厂应选用结构简单的，设备费和运动费少的除尘设备。

优点缺点1.设备简单,制造容易2.收尘效率高，能捕集0.10m 的烟尘99%以上;3.具有收尘、降温、赠湿、除雾沫及吸收等效果4.劳动条件好，可以减少有害烟尘对人体的伤害5.能富集有价金属 1.泥浆处理复杂,需增加浓缩及过滤2.用水量多3.污水需处理4.处理含腐蚀性的烟气时,设备和管路需防腐5.在寒冷地区使用时需要保温
4 干燥工程基础
通常使用的干燥介质是空气，被除去的湿分是水分。

空气既是载热体又是载湿体。

干燥过程是属于传热和传质相结合的过程。

干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。

所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水的推动力。

特点：炉料中不产生液相，物料呈散状固体，不产生化学反应，产生大量水蒸汽；温度较低，炉温均匀，炉气与物料接触良好。

回转窑、流态化焙烧炉、各种干燥器。

焓湿图
①等湿含量线（等X线）：等湿度线是一系列平行于纵轴的直线。

在同一条等X线上，湿空气的露点td.p不变。

②等焓线（等Ｉ线）：等焓线是一系列平行于斜轴的直线。

一组与横轴平行的直线。

在同一条等I线上，湿空气的温度t随湿度X的增大而下降，但其焓值不变。

③等干球温度线（等ｔ线）：在一定温度t下，X与I呈线性关系。

t越高，等t线的斜率越大，故各等t线是不平行。

④等相对湿度线（等φ线）：当湿空气的湿度X为一定值时，温度愈高，其相对湿度φ值愈低，即其作为干燥介质时，吸收水汽的能力愈强，故湿空气进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度，目的除了提高湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。

⑤蒸气分压线：当总压P一定时，p w随X而变化，又因X<<0.622，pw与X近似为直线关系。

表征湿空气的主要参数有热含量、湿含量、干球温度及相对湿度。

根据湿空气任意两个独立的参数，就可以在I-X图上确定该空气的状态点，然后查出空气的其他性质。

干燥计算p104图2-1-5。

（1）水分蒸发量；（2）新鲜湿空气消耗量；（3）干燥产品量。

5 回转窑
回转窑的分类：5种
回转窑是对散状或浆状物料进行干燥、焙烧和煅烧的热工设备。

它广泛应用于有色冶炼、钢铁冶金、化工、水泥和耐火材料等工业部门；尤其是在有色冶炼和耐火材料工业中占有重要地位。

回转窑的结构：筒体与窑衬，滚圈，支承装置，传动装置，窑头罩和窑尾罩，燃烧器，热交换器，喂料设备。

回转窑的热交换
1.回转窑是典型的火焰炉。

在炉内窑气、窑壁及物料之间彼此进行热交换。

2.回转窑是按逆流原理工作的，即在炉内窑气与物料的走向相反，其窑内传热过程比较复杂。

3.燃料燃烧产生的高温气体是窑内的热源。

窑气从窑头(高温端)向窑尾(低温端)流动的过程中，窑气以辐射和对流的方式将热传给窑壁和敞开表面的物料(弦上的物料)；窑壁获得的热量以辐射和传导的方式传给封盖面上的物料(窑壁弦上的物料)同时还由窑的外表损失于外界。

由于填充率低、传热条件差，窑的热效率仅30~40%
回转窑的优缺点：
优点：①生产能力可大可小，温度可高可低；适应范围较广；②机械化程度较高，可以实现自动控制；③产品质量容易控制；④燃料的利用率比较高。

缺点：设备笨重，结构复杂，钢材消耗量多、投资大、制造安装、检修麻烦。

回转窑的改进方向：①适当加大炉窑的直径及长度；②以减少倾斜度加大转速的办法，加强炉内物料的翻动增大活性表面；③在炉内安装耐火材料及耐热合金的耙齿板，同时在尾端安装孔式及链幕式热交换装置，以强化气流与物料之间的传热及传质过程；④在炉衬与外壳间砌以良好的隔热层，加强炉子的隔热；⑤用强制空气来冷却冷却器，并将冷却器出来的热空气引入窑头作二次空气；⑥进行自动化操作，即对炉子的进料量、炉尾的负压、燃料量、空气量以及燃料与空气的比例等参数实行自动控制。

往流态化发展！
6 流态化焙烧（干燥）炉
用来熔炼的炉窑称为熔炼设备(熔炉)，根据熔炼的特点（在熔炼过程中，炉料至少产生一种液相，不存在或很少存在固相，当然也可存在多种液相及气相。

）炉料在炉子的运行过程中不产生液相的炉窑称为焙烧及干燥设备（根据炉料的特点，可分为干燥设备、焙烧设备、烧结设备、煅烧设备等）。

焙烧及干燥设备的共同工艺及热工特点：1. 不产生液相、炉温较低、且均匀；2. 两相（气、固）之间接触良好，传质、传热强烈。

常见炉子有：沸腾炉、回转窑、多膛炉、带式烧结机；干燥类的设备还有气流干燥器、喷雾干燥器、旋转干燥器、盘式干燥器等。

流态化焙烧（干燥）炉是利用流态化技术的热工设备（习惯称沸腾炉）。

它具有气—固之间热质交换速度快、层内温度均匀、产品质量好、流态化层与冷却（或加热）器壁间的传热系数大、生产率高、操作简单、便于实现生产连续化和自动化等一系列优点。

广泛地应用在有色金属矿物的氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化、还原、硫化、离解、挥发、干燥以及某些物料的烧结焙烧。

流态化焙烧（干燥）炉：物料在流化状态下与气体的热交换最强烈；流态化炉没有运转部件，可用较厚的保温层来减少散热损失。

流态化焙烧（干燥）炉的优点（与回转窑比）：①热耗低；热效率75~80%，热损失为回转窑的30%；②产品质量好，炉衬磨损少；③投资少。

机电设备重量为回转窑的1/2，占地仅1/3，投资低40~60%。

④寿命长，维修费用低。

为回转窑的35%⑤环境污染轻。

燃烧充分，空气过剩系数低。

从临界速度开始流态化，到带出速度下流化床开始破坏这一速度范围称为流态化范围。

这一范围大小可以用带出速度v out与临界流态化速度v c的比（流化数v out/v c）来表征。

流态化焙烧炉的设备系统及一般构造：包括以下几个组成部分：流态化焙烧炉体及空气分布板、给料设备、供风设备、收尘设备、排除余热或燃烧供热装置。

炉体及主要部件：包括砖砌体、气体分布板、进风箱、排热装置、加料、排料及排烟等装置。

排热装置：⑴排热方式：有直接排热和间接排热两种；⑵冷却元件：常用
的冷却元件有箱式水套和管式水套。

流态化焙烧的改进方向：①预先将粉料制成大小较均匀的细料；②改进加料方法，使物料在炉子上部形成旋流；③改进空气分布板及进风系统的设计，从而减少电能的消耗；④利用高沸点载热体（有机物）代替循环水进行冷却，以提高冷却效率，防止金属被炉气所腐蚀；⑤利用富氧鼓风；⑥炉子操作过程全面实现自动化：即自动进料、自动控制并调整温度和风量。

流态化焙烧炉的发展趋势是向大型化、自动化方向发展，例如，循环流态化焙烧炉用于氧化铝的焙烧，已被几乎所有国家采用，总生产能力已超过60000kt/a，它具有能耗低、成本低、高效率、易操作，产品质量高而稳定，低NOX排放量等优点；单台最大生产能力已超过600kt/a氧化铝.另外，不断地扩大其应用范围也是流态化焙烧炉发展的另一大特色。

多膛炉优点：多膛炉外形结构简单、散热量少、热效率高，如果依次进行不同的焙烧反应，该炉使用却很方便。

缺点：该炉缺点是温度难以控制、物料停留时间长、生产能力低。

有韦氏焙烧炉和赫氏焙烧炉两种形式。

烧结设备包括烧结锅、烧结盘及烧结机。

与烧结锅及烧结盘比较，带式烧结机具有生产能力大、机械化、自动化操作、劳动条件好、劳动强度低等明显优点。

但它投资大，生产能力太大，不适于小型炼铅厂采用。

烧结盘是克服烧结锅的缺点而设计的吸风烧结设备。

其他干燥设备：在冶金及化工生产中,由于被干燥物料的形状(块度、粒状、溶液、浆状及糊膏状等)和性质（耐热性、含水量、分散性、粘性、酸碱性、防爆性及湿态等）都各不相同；生产规模或生产能力差别悬殊。

因此，需要的干燥设备种类较多，如，有箱式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、沸腾干燥器和喷雾干燥器等。

通常，对干燥器的要求为：1.能保证干燥产品的质量要求，如含水量、强度、形状等；2.要求干燥速度快、时间短，以减少干燥设备的尺寸，降低能耗等，同时还要考虑干燥器的辅助设备的规格和成本；3.操作控制方便、劳动条件好。

干燥器选型考虑因素：产品质量；物料特性；生产能力；劳动环境；经济性等。