ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплопередача из "Основы общей теории печей Изд.2" Как уже отмечалось, процессы в псевдоожиженном слое (как теплотехнические, так и технологические) вследствие большой активной поверхности частиц и интенсивного их перемешивания протекают с большой скоростью. Поэтому температуры во всем слое практически одинаковы и их легко регулировать с точностью до 10°. Непрерывная подача сырых материалов и происходящий вследствие этого автоматический выпуск продукции позволяют данный режим применять в условиях непрерывного процесса. [c.502] Режим кипящего слоя конструктивно может быть осуществлен как в одноподовом, так и в многоподовом вариантах. В последнем случае материал перетекает с одного пода на другой и, таким образом, последовательно проходит несколько стадий тепловой обработки. [c.502] Наиболее часто рассматриваемый режим применяют в печах-теплогенераторах, т. е. в тепловых устройствах, в которых тепловая энергия получается за счет химической энергии самого материала, подвергаемого тепловой обработке (обжиг концентратов, никелевого файнштейна, пиритных хвостов и т. д.). Топливо в этом случае затрачивается только на разогрев камеры, где осуществляется кипящий слой, а расход топлива на собственно процесс отсутствует, в некоторых случаях даже требуется отбор тепла при помощи холодильников различных конструкций. Температурный уровень процесса определяется исключительно технологическими требованиями, но он должен быть таким, чтобы жидкая фаза не образовывалась. [c.503] В печах-тепловых аппаратах, т. е. тепловых устройствах, где определяющим является процеос теплопередачи от теплоносителя к материалу и где неизбежно расходуется топливо, слоевой режим в кипящем слое в принципе применим во всех тех случаях, когда возможно дробление сырых материалов до необходимых ра змеров и когда тесный контакт с газовой атмосферой допустим по условням технологии. [c.503] Практически данный вид слоевого режима применяется в нагревательных печах для тепловой обработки нерудных ископаемых (обжиг известняка, магнезита, доломита) и в других аналогичных случаях (окислительный обжиг мелких железных руд, колчедана, концентратов, возгонка свинца из окисленных руд, сульфидов, прямое восстановление металла из руд и т. п.). [c.503] В последнее время кипящий слой начинают применять в нагревательных печах для нагрева и охлаждения изделий из стали и цветных металлов. Для образования кипящего слоя берется материал, инертный по отношению к нагреваемому изделию, например кварцевый или глиноземистый песок. [c.503] Основным их недостатком является вынос твердой фазы за пределы теплообменника. Однако этот недостаток можно в значительной степени компенсировать использованием однородного по размерам материала и выбором рациональных скоростей теплоносителей. [c.505] Если в печах-теплогенераторах с кипящим слоем основным элементом расчета должен быть процесс выделения тепла, то в печах-тепловых аппаратах, работающих по принципу кипящего слоя, основным элементом расчета является теплопередача от газообразного теплоносителя к частицам обрабатываемого материала. [c.505] Достаточно точный теоретический расчет этого процесса пока затруднителен, и поэтому приходится пользоваться обобщенными эмпирическими формулами. Что касается расчета нагрева металлических изделий в кипящем слое, а также теплообменников с кипящим слоем, то имеющийся экспериментальный материал для определения позволяет уже сейчас подобные расчеты проводить с большой точностью. [c.505] Псевдогазовый, или взвешенный, слой представляет собой разновидность слоевого процесса, при котором частицы твердого вещества, попадая в газовый поток, увлекаются последним. При ЭТОМ они приобретают те или иные относительные скорости, в некоторых случаях приближающиеся к скоростям в соответствующем месте газового потока, и в известной мере подчиняются законам движения последнего. По сравнению с псевдоожиженным слоем в этом случае происходит дальнейшее разуплотнение, частицы разобщены друг от друга газовой прослойкой большей толщины, и поэтому трение частиц друг о друга еще меньше. Поскольку объем и вес частиц уменьшаются пропорционально а внешняя поверхность пропорционально сР, то по мере уменьшения диаметра частиц их относительная реакционная способность увеличивается пропорционально уменьшению их диаметра, что позволяет в желаемых пределах интенсифицировать химические и физические процессы. Процессы, протекающие во взвешенном слое, в конечном счете — процессы, характерные для гетерогенного факела (см. гл. IV), в котором наряду с газовой фазой присутствует твердая фаза, воспринимающая тепло. [c.505] Как отмечалось ранее, в разделении непло гаого слоя на кипящий и взвешенный с практической точки зрения имеется из- вестная условность, так как в аппаратах оба эти режима зачастую сочетаются, т. е. при относительно плотной фазе (кипящий слой) имеется относительно неплотная фаза (взвешенный слой), где продолжаются процессы тепловой обработки. Такое положение может возникнуть естественным путем, если в слое присутствуют частицы, сильно отличающиеся по размерам, или может быть вызвана путем соответствующего конструктивного оформления рабочего пространства, рещетки или другого дутьевого устройства. В качестве примера можно привести способы взвешенно-фонтанирующего слоя и так называемый фонтанный [331] слой, представляющие собой ту или иную комбинацию кипящего и взвешенного режимов. [c.506] Разделение на взвешенно-фонтанирующий и фонтанный способы имеет значение с точки зрения конструкции теплового устройства, тогда как деление на кипящий и взвешенный имеет принципиальное значение, так как отражает принципиальные особенности происходящих в слое процессов. Четкое разделение кипящего и взвешенного слоев имеет место только при использовании для образования слоя частиц шаровой формы одного размера. [c.506] В практических условиях режим взвешенного слоя начинается при значениях числа псевдоожижения W = 50—100, что, с одной стороны, свидетельствует о возможности регулирования кипящего слоя в широком диапазоне скоростей ) псевдоожижения, с другой —широкие пределы колебания для начала режима взвешенного слоя свидетельствуют о нечетности в практических условиях границы между состоянием кипящего и взвешенного слоев. [c.506] В табл. 14 приведены данные о размерах, числе и общей поверхности частиц, содержащихся в 1 кГ материала, удельный вес 7 которого равен 4 [330]. [c.507] Как видно из таблицы, движение большинства ча Стиц обычно встречающихся размеров при ш, 10 м/сек не подчиняетая закону тo к a, и поэтому практически наиболее часто может быть применен обычный квадр атичный закон сопротивления [уравнение (130)]. [c.507] Взаимное расположение кривых на графике позволяет сделать вывод, что частицы неправильной формы при прочих равных условиях, хотя и создают большее сопротивление, характеризуются меньшими скоростями витания, поскольку одному и тому же значению критерия Аг соответст(вует меньшее значение критерия Яе. [c.508] Вернуться к основной статье