Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
_3а джерелами теплової енергії віярізняють:/лаливні печі, в яких використовують тверде,"1їїдке"~і газоподібне паливодкдшцшшиа?ЯІ, в яких джерелом тепла є електрична енергія; печі/в яких потрібна температура досягається «Завдяки теплу реакції процесу (випалення сульфідних руд, колчедану, доменні печі, конвертори тощо).
,За способом нагрівання відрізняють печїіррямого. іЗДепрямого нагрівання. В печах прямого'нагріву джерело теплової енёрпГбез-посередньо стикається з матеріалом, що нагрівається (цементні печі, печі киплячого шару, домни, конвертори, електродугові та шахтні печі, печі для випалювання сульфідних руд), або тепло передається до матеріалу через нагріте повітря чи топкові гази (печі для виплавлення металів, тунельні печі). В печах прямого нагрівання також
теплова енергія передається випромінюванням розжарених твердих тіл (відбивні та панельні печі).
В печах непрямого нагріву тепло від джерела теплової енергії передається матеріалу, що нагрівається, через стінку (коксові, реторт-ні, муфельні, тигельні, трубчасті та інші печі).
Загальне рівняння теплопередачі для паливних печей прямого нагріву має такий вигляд:
Q = aFAt, (111)
де Q — кількість теплоти, що передається за одиницю часу; At — середня різниця температур теплоносія і матеріалу, що нагрівається; F — поверхня нагрівання матеріалу; а — коефіцієнт тепловіддачі, який залежить від природи матеріалу, характеру роботи, конструкції печі та ін.
Для інтенсифікації процесів теплопередачі в цих печах треба збільшувати рушійну силу теплопередачі, поверхню теплообміну та коефіцієнт тепловіддачі використання випромінювання стінками і стелею печі.
Для паливних печей непрямого нагріву
Q = K1FAt, (112)
де K1 — коефіцієнт теплопередачі, який в загальному випадку дорівнює:
*і = —-^-г—- <113>
Тут K1 — коефіцієнт тепловіддачі від теплоносія до стінки, що відділяє матеріал; а2 — коефіцієнт тепловіддачі від стінки до матеріалу; ^ — товщина стінки; % — теплопровідність стінки.
У печах непрямого нагріву використовують також різні методи для збільшення Af, F та ос, подібні до методів, які запроваджуються в печах прямого нагріву.
Щ_ахтні___печі — це печі прямого нагрівання з виділенням тепла в самому матеріалі, що підлягає переробці. Робочий простір шахтних печей витягнутий вздовж вертикальної осі. Шахта заповнюється матеріалом так, щоб утворився високий фільтруючий шар. Твердий матеріал рухається вниз протитоком дуттю — газам, які реагують з твердим матеріалом на поверхні і в порах кусків. Іноді шахтні печі опалюються газоподібним паливом, для чого на периферії та в центрі печі встановлюються пальники.
В шахтних печах виплавляють чавун, випалюють вапняк, сульфідні руди, газифікують тверде паливо та ін. Вони відзначаються великими розмірами і потужністю. Робота шахтних печей безперервна, повністю механізована і автоматизована. Для інтенсифікації процесу сировину збагачують, використовують протиток реагентів і газів, велику швидкість дуття, збагаченого киснем, тощо. В зв'язку з великою висотою печі завантажувати шахтну піч можна тільки кусковим матеріалом, не меншим як 20 мм в перетині, бажано пористим за структурою. Прикладом шахтної печі може бути доменна піч, подана на рис. 42.
Механічні печі належать до печей "прямого нагрівання з виділенням тепла в матеріалі, що переробляється, внаслідок екзотермічних реакцій. У таких печах перемішування реагентів, розвиток і оновлення поверхні взаємодії подрібненого матеріалу і газу відбуваються за допомогою механічних мішалок— гребків, які перегрібають і пересувають твердий матеріал на полицях, а також з полиці на полицю печі, і за допомогою протитоку дуття. Механічні печі застосовують для випалювання колчедану та ін-ших сульфідних руд у кольоровій метаїїутлії, сірчанокислотній і це-
ліндр, футерований усередині вог- Рис. 42. схема доменної печі, нетривкою шамотною цеглою. По висоті печі розміщено сім (І—VII)
робочих склепінь (полиць) для випалення матеріалу і одне (восьме, верхнє склепіння) для його підсушування. Загальна поверхня робочих склепінь — 140 м2. У центрі печі встановлено порожнистий вал З діаметром близько 0,9 м, в отвори якого на кожному склепінні встановлено по два гребки 4 з зубцямг, що легко замінюються на нові. Вал і гребки з зубцями за допомогою приводу 7 повільно обертаються (1 об/хв), внаслідок чого матеріал переміщується на непарних склепіннях печі від центру до периферії, а на парних і на підсушуваль-ному склепіннях — від периферії до центра.
Подрібнений матеріал з бункера через живильник / надходить на підсушувальне склепіння, де підсушується і переміщується до центра. Біля валу матеріал через живильну тарілку 2 пересипається на перше робоче склепіння, пересувається далі і пересипається з склепіння на склепіння через отвори 5 у центрі біля валу або на периферії. З останнього склепіння VII недогарок вигортається гребками через отвір у трубу 6, з якої висипається у вагонетки. Повітря, необхідне для спалювання матеріалу, засмоктується через отвори, розміщені на рівні нижнього склепіння. Порожнистий вал і гребки охолоджуються повітрям, яке подається вентилятором. Поверхня дотику твердого матеріалу з газом у полочних печах умовно дорівнює площі всіх полиць. Продуктивність цих печей досягає 35—40 т на добу.
