ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Печи кипящего слоя (Дементьев В. М., Нехлебаев из "Производство извести" Вращающиеся трубчатые печи стали применяться для обжига извести сравнительно недавно (примерно 45 лет тому назад). Отличительной особенностью их является способ транспортирования материала и в связи с этим — специфика теплообменных процессов. [c.164] Частица, находящаяся у стенки барабана, поднимается вместе с ним на высоту, которая при данной степени заполнения соответствует углу, превышающему угол естественного откоса. При этом за счет гравитационных сил происходит скалывание поверхностного слоя материала к его основанию, т. е. частицы движутся под некоторым углом к оси печи за счет наклона поверхности слоя к горизонтальной плоскости. [c.164] Зависимости /(ф , ф , р ) от ф , ф и р,, приведены на рис. 64. [c.164] Для печей с подпорными кольцами необходимо учитывать их тормозящее действие. В соответствии с данными работы [1] тормозящее действие уменьшается с приближением высоты слоя Н к высоте подпорного кольца Лпод- При Н /г д подпорное кольцо не оказывает влияния на скорость движения материала. [c.166] Степень заполнения барабана обычно составляет 10%. [c.166] Особенностью движения материала во вращающейся печи является его сегрегация по размерам кусков наиболее крупные куски располагаются на поверхности и в прилегающем к стенкам слое, а в центральном участке слоя концентрируются наиболее мелкие фракции. В результате этого при обжиге мелкие фракции обжигаются не полностью, а крупные даже дают перепал. Это явление отмечено во многих статьях [3—9]. Поэтому для обжига во вращающихся печах рекомендуют применять узкие фракции сырья, например 20—50 мм [8] или 13—35 мм и 35—60 мм, обжигаемого в двух различных печах [9]. [c.166] При движении известняка и извести в печи происходит значительное истирание кусков, в результате чего продукт измельчается. Так, неоднЬкратно наблюдалось, что известняк, хорошо обжигаемый и не измельчающийся в шахтных печах, при обжиге во вращающейся печи превращался в порошок [3], поэтому перед выбором типа печи для обработки сырье должно быть испытано на макетах различных печей. [c.166] Измельчение извести и высокие скорости греющего газа приводят к значительному пылеуносу, который составляет 10—11% [91. Унос происходит, когда давление газов на частицу превышает силу трения ее о поверхность слоя, в результате чего частица может перемещаться по поверхности слоя либо может быть поднята над этой поверхностью. Более крупные из поднятых частиц осаждаются по длине печи (за счет снижения скорости газа), остальные уносятся газами. Содержание пыли на входе в пылеосадительную камеру составляло 8,4 г/м , причем в пылеосадительной камере отделялись преимущественно частички сырья, а в циклоне — обожженная известь [9]. [c.166] Таким образом, скорость газов во вращающихся печах, а следовательно, и их удельная производительность ограничиваются выносом материала из печей. [c.166] Тепло в основном передается лучеиспусканием на поверхность слоя материала при температуре газов выше 900—1000 °С. При более низких температурах теплообмен происходит неинтенсивно, поэтому зоны подсушки и подогрева стремятся вынести за пределы вращающейся печи путем установки специальных подогревателей. Аналогично решают вопрос и с охлаждением полученного продукта. При этом следует иметь в виду, что подогрев воздуха, идущего на горение, приводит к повышению температуры факела, что, в свою очередь, повышает температуру поверхности кусков извести или, другими словами, способствует образованию перепала извести. [c.167] Именно поэтому в работе [3] отмечается, что в отношении получения извести без пережога вращающаяся печь не оправдала возлагавшихся на нее надежд. В этом заключается одно из существеннейших отличий применения вращающейся печи для получения извести от применения ее для получения цементного клинкера, где высокая температура факела не только не вредна, но даже необходима для завершения основного технологического процесса. [c.167] Математическое описание теплообмена во вращающейся среде еще не разработано в достаточной мере, поэтому предложен [10] метод расчета на основе опытных зависимостей. [c.167] Однако более подробный анализ связи фактических полей температур газового потока, материала и футеровки с их средними температурами показал, что определяющей в процессе теплообмена является только степень неравномерности температуры материала. [c.168] Потери тепла с газом и пылью, выделяющимися из материала, а также в окружающую среду выражаются общеизвестными уравнениями. Приход тепла (от сгорания того или иного топлива) следует определять по соответствующим специальным методикам. [c.168] Тепловой поток, проходящий через первое торцовое сечение, можно найти из теплового баланса части печи, предшествующей участку й1, считая по ходу газов. Тепловой поток, проходящий через второе торцовое сечение, следует рассматривать как опытную функцию процесса теплообмена на участке .1. Уравнение теплового баланса (IX, 3) определяет изменение температуры газов, а уравнение теплообмена (IX,4) — изменение температуры материала на участке й1. [c.168] Расчет теплообмена во вращающейся печи должен быть позонным. Это позволяет наиболее полно учитывать различные условия работы каждой зоны. [c.168] Диаметр зон, а также наклон и скорость вращения печи определяют по допустимой скорости газов и оптимальному коэффициенту заполнения материалом. [c.168] Последовательный позонный расчет теплообмена рекомендуется начинать от горячего конца печи, так как температура, достигаемая в зоне горения, определяет температурный уровень всего процесса. Тогда для каждой зоны в уравнениях (IX, 3) и (IX, 4) оказываются заданными начальная энтальпия (и температура) газового потока и общее количество тепла, получаемого или отдаваемого материалом (его начальная и конечная температуры) известны конечная энтальпия (температура) газового потока и поверхность (длина) зоны. Из расчета теплообмена находят общую длину печи, а также кривые изменения температуры газового потока и материала по длине печи. Длина и температура реакционной зоны при выбранной скорости движения материала должны обеспечить необходимую длительность пребывания материала в реакционной зоне. [c.168] На рис. 65 приведена зависимость коэффициента А от начальной температуры газового потока. Значения А увеличиваются с уменьшением температуры газового потока от максимума к холодному и горячему концам печи, так как в этих направлениях растут концентрация твердых частиц и коэффициенты излучения углекислоты и водяного пара, которые содержатся в газовом потоке. [c.169] Для вращающихся печей характерны очень высокие потери тепла в окружающую среду. Так, на каждый джоуль затраченного высокотемпературного тепла (при t 850 °С) во вращающихся цементных печах потери в окружающую среду составляют 0,37—0,47 Дж, в то время как в шахтных печах они составляют всего 0,02—0,03 Дж [10]. Столь значительные потери тепла в окружающую среду вызваны главным образом увеличением поверхности печи в зоне обжига на единицу продукта и худшей теплоизоляцией вращающихся печей. [c.169] Вернуться к основной статье