Печные процессы

Впервые изложена системная теория промышленных печей. Рассмотрены принципы исследования, вопросы проектирования, конструирования и эксплуатации печных комплексов. Даны методики расчетов печных процессов н прочностных расчетов конструктивных элементов печей. Освещены вопросы экономической и экологической эффективности печных комплексов, пути оптимизации печных процессов н нспользования вторичных энергоресурсов. Приведены рекомендации по защите окружающей среды. [c.2]

Современная функционирующая печь представляет собой синхронно работающий печной комплекс, т. е. упорядоченную совокупность, состоящую из непосредственно печи, средств обеспечения печного процесса, а также систем автоматизированного регулирования и управления печным процессом и средствами его обеспечения. [c.5]

Сущностью системного метода научного познания печного процесса является совместное рассмотрение всех элементов химикотермической печной системы материал—среда—футеровка как находящихся между собой в теснейших химических, термических и механических взаимоотношениях и взаимодействиях. [c.7]

Сущность печного способа получения целевых продуктов основана на различных превращениях исходных материалов, которые представляют собой определенные химические вещества. В процессе превращения исходные материалы и полученные из них продукты окружены печной средой, представляющей собой специально создаваемые или полученные при осуществлении печного процесса химические вещества (см. гл. 4). Исходные материалы, полученные продукты и печная среда заключены в футеровку печи, которая также представляет собой различные огнеупорные химические вещества или гарнисаж из исходных материалов либо целевых продуктов (см. гл. 5). [c.8]

Назначение футеровки рабочей камеры печи — обеспечение возможности осуществления высокотемпературных и химически активных печных процессов и защита исходных материалов, полученных продуктов и печной среды от химического и термического взаимодействия со средой, окружающей печь. Основное требование к футеровке — обеспечение необходимого режима переработки исходных материалов в целевые продукты при минимальном взаимодействии с ними и печной средой. [c.9]

Любая из величин, служащих для характеристики состояния печной системы, является параметром состояния (температура, давление, объем, плотность, внутренняя энергия, энтропия, концентрация веществ и т. д.). Параметры элементов печной системы по своему значению в теории и практике печей подразделяются на исходные, процессные и управляющие. Процессные параметры системы являются необходимыми для протекания печных процессов, обеспечивающих получение целевых продуктов требуемого количества и качества. Эти параметры создаются при регулируемом изменении управляющих параметров, к которым относятся температура, давление, время и скорость движения. [c.11]

Системный метод рассмотрения протекающих в печи процессов позволяет 1) точнее предопределять процессы и явления, которые будут протекать, полнее раскрывать их сущность и глубже обобщать научные знания 2) управлять ходом протекания печных процессов, а также оперативно влиять на количество и качество получаемых продуктов 3) полностью автоматизировать работу печных комплексов 4) создать научную классификацию печей. [c.12]

Совокупность всех видов процессов, протекающих в рабочей камере печей и приводящих исходные материалы, печную среду и футеровку к закономерным изменениям и к возникновению в них новых свойств, называется печными процессами. По значимости печные процессы подразделяются на основные и сопутствующие. [c.15]

Основные печные процессы — это те, которые протекают между элементами печной системы и внутри каждого из них и предназначены для получения целевого продукта. К ним относятся только те процессы, из перечисленных выше, которые осуществляются целенаправленно. В зависимости от выполняемых функций основные печные процессы можно объединить в три группы термотехнологические, теплотехнические и механические. [c.15]

К сопутствующим печным процессам относятся некоторые виды физических, химических, теплообменных и механических процессов внутри элементов печной системы и между ними. Эти процессы сопровождают осуществление основных печных процессов, являясь нецеленаправленными, а вынужденными и неизбежными, в большинстве случаев нежелательными. К ним относятся расширение и расплавление футеровки, аккумуляция ею теплоты, тепловые потери с отходящими продуктами и печной средой, химические взаимодействия между исходными материалами, печной средой и футеровкой и т. д. Подавление или сведение до минимума сопутствующих печных процессов — одна из основных задач при разработке печных систем и печных комплексов. [c.15]

Закономерности протекания химических реакций подробно изложены в монографиях по физической химии и кинетике ниже рассматриваются только некоторые из этих закономерностей применительно к реальным печным процессам. [c.20]

Теплота в печах потребляется для 1) нагрева печной среды, футеровки и различных устройств в печи, а также исходных материалов до температуры начала термотехнологических процессов и для целенаправленного охлаждения полученных продуктов с заданной скоростью 2) осуществления термотехнологических процессов, протекающих с потреблением теплоты 3) компенсации разницы количества теплоты, между выделяющейся и потребляемой, при осуществлении экзотермических реакций и физических превращений печных процессов 4) компенсации потерь теплоты с выгружаемыми нз печи готовыми продуктами, отводимой печ юй средой, через футеровку, охладителями печи и ее элементов, открытыми окнами и т. д. [c.51]

Механические процессы в рабочих камерах печей создаются с помощью различных устройств, конструктивных и аэродинамических приемов или возникают как неизбежное явление, сопровождающее протекание печных процессов. [c.67]

Твердая фаза печной среды перемещается внутри печи самостоятельно совместно с крупными фракциями исходных материалов и получаемых продуктов. Она может быть также в виде взвешенных частиц в газовой фазе печной среды, которые существенно ухудшают качество получаемого продукта, загрязняя его и увеличивая выход шламов (желтый фосфор,- серная кислота и т. д.), снижают стойкость футеровки, ухудшают гидродинамику печного процесса. [c.84]

Футеровка печей выполняет термотехнологические, теплотехнические и механические функции при осуществлении печных процессов. [c.87]

Так как температурный режим является совокупностью только температуры и времени, то необходимо рассмотрение как раздельного, так и совместного влияния их на печные процессы. [c.115]

Оптимизация печных процессов [c.119]

Оптимизация печных процессов — это целенаправленная деятельность по созданию между элементами печной системы и внутри каждого из них наилучших условий для протекания основных печных процессов с получением целевых продуктов заданного количества, качества и свойства, с минимальными материальными и энергетическими затратами, при высокой экономической и экологической эффективности, со сведением до минимума протекания нежелательных сопутствующих печных процессов. [c.119]

Оптимизация предполагает глубокое понимание сущности печного процесса и его экономики. Теоретической базой оптимизации печных процессов является рассмотрение их осуществления в строгом соответствии с принципами системной теории печей. [c.119]

Оптимизация печных процессов должна осуществляться в три этапа 1) проектирование оптимальных печных систем 2) разработка оптимальных конструкций печей и всего печного комплекса [c.119]

Проектирование оптимальных печных систем включает в себя оптимизацию осуществления термотехнологических процессов, средств обеспечения протекания печных процессов, управления осуществлением печных процессов и средствами их обеспечения. [c.119]

Оптимизация средств обеспечения осуществления печных процессов — это бесперебойное, полное, надежное регулирование и автоматизированное снабжение всем необходимым для протекания термотехнологических процессов и удаления из печи полученных продуктов и отходов. [c.120]

Оптимизация управления осуществлением печных процессов и средствами обеспечения их — это возможность оптимального управления протеканием основных печных процессов при нарушении режимов работы или изменении отдельных ее параметров. [c.120]

Для решения задач оптимизации основных печных процессов необходимо располагать свободой выбора значений некоторых их параметров, а печная система должна обладать определенными степенями свободы — управляющими воздействиями,которые позволят изменить ее состояние в соответствии с возникшими требованиями. Необходима также количественная оценка интересующего показателя печного процесса для сравнения эффекта от выбора тех или иных управляющих воздействий. [c.120]

Для этих целей необходимы критерии оценки оптимальных печных процессов и комплексов. [c.120]

В соответствии с системной теорией печей может быть рекомендовано два критерия термотехнологический критерий оценки оптимальности печного процесса Кт и энергетический критерий К . [c.120]

Термотехнологический критерий оценки оптимальности печного процесса может быть выражен уравнением [c.120]

Энергетический критерий оценки оптимальности печного процесса учитывает затраты энергии только на его непосредственное осуществление. Критерий не учитывает потребление энергии средствами обеспечения печного процесса, а также использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). Наиболее показательным может быть применение суммарного энергетического критерия оценки оптимальности всего печного комплекса, учитывающего все потребители энергии и уровень использования ВЭР. [c.120]

Пути оптимизации основных печных процессов различны в зависимости от вида осуществляемых термотехнологических, теплотехнических, механических процессов и конструктивного типа печи. Некоторые рекомендации, которые могут быть реализованы для повышения критериев оптимальности, приводятся ниже. [c.120]

Отходы печных процессов, которые могут быть использованы как ВЭР, можно разделить на два вида горючие материалы и материалы-теплоносители. [c.124]

Исследование печей — это процесс получения новых научных знаний о закономерностях термотехнологического метода получения продуктов и обезвреживания отходов, загрязняющих окружающую среду, а также возникающих при этом взаимосвязях, взаимозависимостях между элементами печной системы и внутри них, необходимых для разработки и эксплуатации печей. Такие исследования должны проводиться в строгом соответствии с методом системной теории, которая рассматривает протекание печных процессов в совокупности, единстве и взаимозависимости. [c.126]

Целями исследования печей являются 1) получение исходных данных, необходимых для разработки новых опытно-промышленных печных комплексов 2) получение объективных данных о функционировании вновь созданных печных комплексов в условиях промышленного производства 3) выявление путей интенсификации действующих печных 1 комплексов за счет совершенствования их конструкций или печных процессов. [c.126]

Печной процесс получения сажи основывается на том, что газ или легкий газойль непрерывно сжигается в печп в условиях точно регулируемого недостатка воздуха (рис. 82). Выделяющейся тепловой энергии достаточно для термического расщепления оставшихся углеводородов на углерод и водород. Полученная таким путем сало отделяется от газообразных продуктов на установках Котрелля и в циклонах. [c.148]

Системная теория печей считает, что изучение кинетики физических, химических и коллоидных превращений исходных материалов и физической сущности изменения их энергетического состояния при теплообмене на микроуровне является предметом специальных базовых научных дисциплин. Она рассматривает эти изменения с учетом сопутствующих процессов на макроуровне, обеспечивающем получение информации, необходимой для проведения исследований, проектирования, конструирования и эксплуатации печей, для создания в них необходимых и оптимальных условий осуществления печных процессов и управления ими. Осуществление термотехнологических процессов для получения заданных продуктов является целью, смыслом и назначением печей, а осуществление теплотехнических и механических процессов и создание необходимой печной среды в рабочей камере футеровки печи—это средства, обеспечивающие возможность полного и успешного протекаиия термотехнологических процессов. Термотехнологические процессы определяют необходимый профиль температур в печи, ее тепловую мощность, место теплогенерации, вид, фазу, химический состав, температуру, плотность печной среды, геометрию рабочей камеры, вид материала, конструкцию футеровки и т. д. [c.6]

Обобщенное термохимическое уравнение печного процесса при системном методе ИлМеет следующий вид [c.10]

Футеровка печей—это конструкция из огнеупорных, кислотоупорных, теплоизоляционных и облицовочных материалов и изделий, ограждаюшая рабочую камеру, в которой протекают печные процессы, от взаимодействия с окружающей средой. [c.84]

Температурный режим печной среды определяется тепловыми состояниями ее газовой, жидкой и твердой фаз, зависящими от режима сжигания топлива, теплопередачи через футеровку муфельных печей. Им характеризуется протекание печных процессов. Печная среда может быть как теплоносителем (эпергетпческой базой термотехнологических процессов), так и охладителем. [c.114]