ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплопроводность и теплопередача шихты из "Общая химическая технология топлива Издание 2" Для того чтобы яснее представить ка ртину развивающихся при этом процессов теплопередачи, можно мысленно разделить всю загруженную шихту на тонкие вертикальные слои, параллельные стенам камеры. При равной толщине таких слоев количество тепла, которое необходимо сообщить каждому слою, чтобы закончить коксование заключенной в нем шихты, можно принять одинаковым. [c.146] Первый слой получает тепло непосредственно от стен камеры, все остальные — через посредство слоев, расположенных между ними й стенкой. Через каждый слой, за исключением последнего, расположенного. в середине загрузки, должно пройти все количество тепла, необходимое для коксования последующих слоев. Таким образом, всегда существует равенство тепло, притекающее к слою, равно теплу, расходуемому на нагревание и коксование слоя, плюс тепло, передаваемое следующим слоям. Скорость передачи тепла зависит от температурного перепада между слоями и от их теплопроводности. В свою очередь, температурный перепад зависит от количества тепла, поглощаемого слоем. [c.146] Тепло расходуется в слое на повышение его температуры в соответствии с истинной теплоемкостью вещества слоя при данной температуре (шихта — кокс), на испарение влаги и смолы и на химические реакции. [c.146] Реакции могут быть как эндотермическими, так и экзотермическими,, в предела х от —20 до +50 кал на 1 кг шихты. Обычно чем выше содержание кислорода в органической массе угля, тем более тепла выделяет уголь при термическом разложении. [c.146] Теплопроводность шихты зависит как от состава, так и от насыпного веса шихты и изменяется в пределах от 0,20 до 0,35 ккал/м час °С,. т. е. при температурах до пластического состояния в 6—8 раз меньше теплопроводности кладки стен камеры. Теплопроводность пластической массы и полукокса также невелика. Кокс обладает лучшей теплопр о-водностью, значительно возрастающей с температурой и при 1000—1100° почти равной теплопроводности кладки. [c.146] Заметное количество тепла, особенно в верхней части загрузки, передается конвекцией вследствие движения через загрузку выделяющихся паров и газа. Температура стен камеры около верха загрузки несколько ниже, чем у пода. Это обстоятельство, компенсируя влияние конвекции, действует выравнивающим образом. [c.146] На рис. 64 показаны кривые подъема температуры загрузки в камере шириной 400 мм при средней температуре вертикалов около 1300 . Кривая I дает температуру слоя, непосредственно прилегающего к стене камеры, кривая II — слоя, расположенного на расстоянии 100 мм от стены, и кривая /// — слоя на оси камеры. [c.146] На рис. 65 показаны кривые распределения температур по направлению от стен камеры к середине, последовательно через промежутки времени 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 16 час. после загрузки (изохроны). [c.146] Все кривые на рис. 64 и 65 составлены для точек, находящихся в средней зоне печи по высоте загрузки. [c.147] Из рассмотрения кривых видно, что в данном случае коксование заканчивается через 14 час., так как температура среднего слоя, наиболее отдаленного от стен (кривая III на рис. 64 иизохрона для 14 час. на рис. 65), к этому времени достигает 900°. Температура всех слоев, за исключением ближайших к стене, задерживается на уровне около 100°, за счет испарения влаги шихты, и затем быстро растет. Рост температуры среднего слоя (от 100°) начинается примерно а половине периода коксования и идет медленнее, но более равномерно, чем в остальных слоях (кривая III, рис. 64). [c.147] образом, процесс коксования слоев загрузки, непосредственно соприкасающихся со стенами камеры, бурно развиваясь, проходит в течение нескольких минут стадии подсушки и пластического состояния. Образовавшиеся у стен камеры так называемые пластические слои передвигаются внутрь загрузки со скоростью, вначале быстро замедляющейся, а затем снова увеличивающейся при приближении к оси камеры. [c.147] На рис. 66 показана кривая, характеризующая скорость перемеще-ния пластического слоя на разном расстоянии от стен камеры, составленная в соответствии с кривыми роста и распределения температур, рассмотренными выше. Температурный интервал и ширина пластического слоя зависят от индивидуальных качеств шихты. Ширина слоя уменьшается с повышением температуры в вертикалах печи и увеличивается по мере удаления пластического слоя от стен камеры. [c.148] Схематический разрез массива загрузки в процессе коксования представлен иа рис. 67. В середине массива видна сырая шихта 5, около стен—готовый кокс /, разделенный на куски продольными трещинами. Меяаду шихтой и коксом последовательно расположены зоны сухой и подогретой шихты 4, е которой частично конденсируются смоляные пары, выделяющиеся из пластического слоя 5, за которым следует зона полукокса 2 с начинающими развиваться в нем продольными трещинами. У пода камеры и в верхней части загрузки куски кокса имеют изогнутую форму, разделяясь трещинами, нормальными к изотермическим поверхностям. [c.148] Вернуться к основной статье