ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловой режим известково-обжигательных печей кипящего слоя из "Производство извести" Псевдоожиженный, или кипящий, слой представляет собой совокупность частиц мелкозернистого материала, стесненно витающих в восходящем газовом или жидком потоке. Такая двухфазная система образуется, например, в вертикальном сосуде (рис. 68) с перфорированной перегородкой, в который насыпан материал и снизу вверх вводится поток газа или жидкости. [c.178] Когда скорость потока становится равной ы д, равновесие плотного слоя нарушается. Частицы материала приобретают подвижность, а высота и порозность слоя увеличиваются по сравнению с неподвижным. В этом случае считается, что двухфазная система находится в псевдоожиженном состоянии. Скорость потока, соответствующая переходу в данное состояние, называется скоростью начала псевдоожижения. [c.178] Увеличение скорости потока не приводит к росту сопротивления слоя, но вызывает дальнейшее изменение его высоты и порозности. Их значения изменяются таким образом, чтобы произведение (1—е) Н осталось постоянным. Когда скорость потока станет равной и превысит ее, слой будет вынесен из сосуда. Скорость, при которой наступает унос частиц слоя, называется скоростью уноса. [c.178] Перечисленные недостатки не являются определяющими в вопросе применения метода, но разработанные способы их устранения усложняют агрегат. [c.179] В кипящем слое возможно сжигание газообразного, жидкого и твердого топлив. При сжигании топлива каждого вида предъявляются специфические требования к организации процесса горения. [c.179] Особенности сжигания газообразного топлива. В кипящем слое радиальное перемешивание ожижающей среды незначительно. Поэтому при организации горения газо- и воздухопроводы должны быть выполнены таким образом, чтобы топливо и воздух равномерно распределялись по площади решетки. Это требование может быть осуществлено двумя способами. [c.180] При подаче в слой газовоздушной смеси молекулярного перемешивания горение газа протекает следующим образом. Выходящая из горелки 2 (рис. 69, б) газовоздушная смесь интенсивно подогревается частицами слоя. Дополнительное повышение температуры смеси будет происходить за счет сгорания газа в пограничном слое, окружающем частицы. Когда приход тепла в этом слое превысит его расход в окружающую среду, произойдет зажигание газовоздушной смеси (уровень А А, рис. 69, б). Высота этого уровня над срезом горелок определяется интенсивностью теплообмена частицы — ожи-жающая среда и кинетикой реакции. Выше уровня АЛ происходит горение газа с одновременным поглощением тепла частицами слоя-Процесс горения заканчивается на уровне ББ. Выше него находится зона теплообмена ожижающая среда — частицы слоя. [c.181] Описываемый способ характерен вынесением процесса перемешивания топлива и воздуха за пределы слоя. Это обстоятельство существенно ускоряет процесс выгорания, вследствие чего сокращается высота зоны подготовки к горению и зоны горения и, следовательно, повышается максимальная температура, развивающаяся при горении. [c.181] Способ позволяет организовать процесс горения при минимально возможных высотах слоя. Однако при его применении следует учитывать то обстоятельство, что зона повышенной температуры располагается в непосредственной близости у решетки. Конструкция горелочных устройств, применяемых при использовании этого способа, описана в работе [201. [c.181] При подаче в кипящий слой частично перемешанной смеси на скорость горения значительное влияние оказывают параллельно идущие процессы смешения. Это выражается в увеличении высоты слоя, на которой происходит подготовка к горению и само горение. Реализация этого способа осуществляется с помощью горелки, представленной на рис. 70. Изменение степени перемешивания достигается путем изменения заглубления газовой трубки, а также числа и расположения газовьшускных отверстий в ней. [c.181] Графически изображение этого требования представлено на рис. 69, б. [c.182] Особенности сжигания жидкого топлива. Организация процесса горения жидкого топлива, в частности мазутов, должна производиться с учетом механизма горения, который в настоящее время представляется следующим образом. [c.182] введенный в слой тем или другим способом, попадает на частицы обрабатываемого материала и вследствие их интенсивного перемешивания разносится по всему объему слоя. В процессе переноса происходит выделение и сжигание в объеме между частицами летучих и выгорание коксового остатка на самой частице. В связи с этим равномерное распределение топлива по площади решетки теряет свой смысл, и для промышленных известково-обжигательных печей получил распространение метод ввода топлива сбоку при равномерном распределении воздуха по площади решетки. [c.182] Конструкция форсунок, подающих мазут в слой, может быть весьма разнообразной. В промышленной известково-обжигательной печи диаметром 7035 мм [4 — 8] мазутные форсунки представляют собой трубки из нержавеющей стали диаметром 12,5 мм, установленные на высоте 305 мм от верхнего среза колпачков зоны обжига. Подача топлива осуществляется индивидуальным для каждой горелки шестеренчатым насосом. Распыл производится сжатым воздухом давлением 68,6 кПа. На полупромышленной печи кипящего слоя [9], предназначенной для магнетизирующего обжига руд, применена форсунка Шухова. Общим требованием при применении того или иного типа форсунок является создание условий, обеспечивающих одинаковый расход мазута по всем форсункам. [c.182] Промышленный опыт сжигания твердого топлива отсутствует. Однако эксперименты по обжигу мела фракции 0,5—5 мм с использованием антрацитового штыба размером 0,8—2 мм показывают [10] принципиальную возможность применения этого вида топлива для получения извести удовлетворительного качества. [c.182] При сжигании топлива в выносной топке и подаче в кипящий слой продуктов сгорания температура твердых частиц постоянна по всей его высоте. Этот факт подтвержден многочисленными прямыми измерениями температуры частиц по объему слоя после прекращения загрузки материала и отключения дутья. [c.183] Температура ожижающей среды практически постоянна по всей высоте слоя и только возле решетки наблюдается зона значительных градиентов температуры. На этом участке, называемом зоной стабилизации, температура ожижающей среды изменяется от величины, соответствующей температуре входа в слой, до своего постоянного значения, приблизительно равного температуре частиц. Ход температурной кривой в зоне стабилизации описывается следующими зависимостями, полученными из уравнения теплового баланса элементарного объема слоя. [c.183] Эти зависимости приведены в монографиях [1], [11] и др. [c.184] Анализ зависимости (Х,3) показывает, что лимитирующим условием в процессе теплообмена является низкая разность температур между обрабатываемым материалом и ожижающей средой. Ее повышение позволяет увеличить количество тепла, поглощаемого слоем, а следовательно, и степень утилизации тепла газа (или материала). Для увеличения разности необходимо уменьшать перемешивание материала, являющееся основной причиной снижения температурного напора. С этой целью кипящий слой делят на секции горизонтальными сетками или вертикальными перегородками, имеющими отверстия для перетока материала. [c.185] Радикальным средством интенсификации является секционирование агрегата путем устройства ряда кипящих слоев, через которые последовательно проходит обрабатываемый материал и движущийся противоточно ожижающнй агент. Совокупность таких слоев и образует многозонный агрегат кипящего слоя. При достаточном числе слоев указанный агрегат работает в режиме противотока и по своим теплотехническим показателям соответствует шахтным печам. [c.185] Вернуться к основной статье