Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Нагрівання перегрітою водою. Як теплоносій перегріта вода використовується при тисках, що досягають критичного 122,1 МН/м2 (225 • 105 Па), якому відповідає температура 374° C Тому з допомогою перегрітої води можна нагрівати матеріали до температури близько 350° C Однак таке нагрівання пов'язане з застосуванням високих тисків, що значно ускладнює і підвищує вартість нагрівальних установок.
Нагрівання мінеральними маслами. Мінеральні масла (циліндрове, компресорне, важке циліндрове та ін.) використовують для рівномірного нагрівання різних продуктів. Для цього застосовують масла, які мають найвищу температуру спалаху — до 31O0C Верхня межа нагрівання маслами становить 250—300° C Масла є найдешевшими органічними високотемпературними теплоносіями, проте мають ряд істотних недоліків, що обмежують застосування їх: невисокі температури нагрівання, малі коефіцієнти тепловіддачі, окислення і забруднення поверхні апаратури та ін.
Нагрівання висококиплячими органічними рідинами та їх парою. До високотемпературних органічних теплоносіїв належать гліцерин, етиленгліколь, нафталін, дифеніл, дифеніловий ефір, дифенілметан, арохлори, дифенільна суміш та ін. Найбільше в промисловості застосовується дифенільна суміш, до складу якої входить 26,5% дифенілу і 73,5% дифенілового ефіру. Дифенільна суміш має велику термічну стійкість, температура плавлення її 12,3° С, тобто нижчу ніж температура плавлення її складових компонентів. Температура кипіння її при атмосферному тиску дорівнює 258° С. Тому в рідкому стані нею можна нагрівати не вище за 250° С, а при тиску до 0,8 • 105 Па — 280° C Перевагою дифенільної суміші є те, що нею можна нагрівати до високих температур (до 380—400° C) без застосування високих тисків завдяки низьким тискам її насиченої пари. Для нагрівання до 300° C використовують також кремнійорганічні рідини, які мають високу температуру кипіння, проте легко гідролізуються вологою.
Нагрівання розплавленими солями. З різних неорганічних солей і їхніх сплавів для нагрівання до високих температур найчастіше застосовують нітрит-нітратну суміш — потрійну евтектичну суміш, до складу якої входить 40% нітриту натрію, 7% нітрату натрію і 53% нітрату калію. Температура плавлення її 142,3° C Нітрит-ьіт-ратна суміш при атмосферному тиску може нагріватись до 500— 540° C Небезпечним є її контакт при високих температурах з органічними речовинами, а також з стружками і ошурками чорних металів, магнію та алюмінію.
Нагрівання за допомогою ртуті і рідких металів. При нагріванні до 400—800° C і вище можна використовувати як високотемпературний носій ртуть, а також натрій, калій, свинець та інші легкоплавкі метали та їх сплави. Ці теплоносії мають велику густину, термічну стійкість, добру теплопровідність і високий коефіцієнт тепловіддачі.
Легкоплавкі метали, крім ртуті, натрію і кадмію, використовуються в основному як проміжні теплоносії для нагрівальних бань. Ртуть, крім того, використовується у вигляді пари. Однак пари металічних теплоносіїв дуже отруйні, тому нагрівальні установки з застосуван-
ням їх повинні бути абсолютно герметичні і мати потужну приточно-витяжну вентиляцію.
Нагрівання топковими газами. За допомогою топкових газів можна нагрівати до високих температур (1000—1100°С). Топкові гази найчастіше використовують для нагрівання через стінку інших нагрівальних агентів — проміжних теплоносіїв. Недоліками топкових газів є: нерівномірне нагрівання, складність регулювання температури нагрівання, низькі коефіцієнти тепловіддачі від газу до стінки, можливість забруднення продуктів при безпосередньому нагріванні газами, значні перепади температур між топковими газами і об'єктами нагрівання, що може призвести до їх перегрівання. Проте завдяки можливості здійснити нагрівання до високих температур при незначному надлишковому тиску в теплообміннику з боку газів, економічним міркуванням, доступності джерел сировини для утворення топкових газів вони не втратили свого значення й досі.
Топкові гази дістають, спалюючи в топках печей тверде, рідке або газоподібне паливо. Крім того, економічно доцільно використовувати у вигляді нагрівальних агентів газоподібні відходи багатьох хімічних виробництв, температура яких досягає 500—600° C
§ з. ПРОМИСЛОВІ ПЕЧІ
Прош^лова jni4_^i_ue апарат, в якому виробляється тепло, що використовується для обробки матеріалів теплом в самій печі. Тепло в печі може утворюватись внаслідок спалювання палива, перебігу екзотермічних реакцій, або завдяки перетворенню електричної енергії в теплову. Особливістю промислових печей є поєднання в одному агрегаті реакційного апарата й енергетичного устаткування. В зв'язку з цим сучасні промислові ТТечі повинні забезпечити найбільш інтенсивну передачу тепла від джерела тепла до об'єкта нагрівання; найвищий коефіцієнт використання тепла; максимальний вихід продукції високої якості. Конструкція їх повинна бути проста і міцна, а також придатна для механізації й автоматизації роботи печі.
Промислові печі класифікують за галузями виробництва, джерелами теплової енергії, способом нагрівання, за технологічним призначенням та ін. ,