Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Высокой эффективностью отличаются трубчатые печи с излучающими стенками. В этих печах боковые стенки составляются из беспламенных панельных горелок, позволяющих сжигать топливо с малым коэффициентом избытка воздуха без дотерь от химической неполноты сгорания и при больших тепловых напряжениях топочного объема (рис. 4.5). Необходимое для горения количество воздуха инжектируется топливным газом непосредственно из атмосферы. Газовоздушная смесь поступает через распределительную камеру горелки в керамические туннели, равномерно расположенные по всей поверхности горелки
259
(рис. 4.6). Полное горение заканчивается в туннеле. Производительность горелок регулируется изменением давления горючего газа перед соплом инжектора.
Высокое значение к. п. д. печей с излучающими стенами связано с работой горелок на малых ат, что способствует снижению потерь с уходящими газами, а также потерь в окружающую среду вследствие малых габаритов печи.
Печи с вращающимся барабаном. На рис. 4.7 показана печь с вра-
Рис. 4.4. Печь конвективного типа Рис. 4.5. Трубчатая
печь беспламенного горения
1
260
Рис. 4.7. Содовая печь: 1 — механизм загрузки; 2 — футеровка; 3 — барабан; 4 — рекуператор; 5 — боров; 6 — горелка
щающимся барабаном производительностью 215 т/сут, предназначенная для кальцинации соды. Барабан, являющийся реакционной камерой печи, сваренный из листовой стали толщиной 32 мм, имеет диаметр 2,8 м, длину цилиндрической части 24,5 м и обогреваемую поверхность 205 м2. Нагрев бикарбоната натрия или смеси (NaHC03 + NaCl -f Н20) осуществляется передачей теплоты от дымовых газов через корпус барабана. В качестве топлива используется природный газ или мазут.
Вращающийся барабан печи заключен в нагревательную камеру. В передней части печи расположена открытая камера горения, рассчитанная на сжигание 800 кг/ч мазута или 900 м3/ч природного газа. Температура уходящих газов за барабаном порядка 500 °С. Теплота уходящих газов используется в трубчатом рекуператоре для подогрева воздуха, идущего на горение, до 150 °С. Качество получаемой кальцинированной соды в значительной мере зависит от температуры, при которой ее выгружают из барабана, она не должна быть выше 140... 190 °С.
Шахтные печи. Печь шахтная (рис. 4.8) предназначена для получения плава сульфида натрия восстановлением сульфата натрия по уравнению
Na2S04 + 2С -»Na2S + 2СО.
Холодная шихта загружается сверху, постепенно опускается вниз и нагревается горячими газами, поднимающимися вверх между кусками шихты. Таким образом, теплообмен осуществляется по принципу противотока. Условие нормальной работы печи — хорошая газопроницаемость шихты, загружаемой в печь. Шахтная печь работает под разрежением.
В нижней части шахты располагается горн, где сгорает кокс. Плав выпускается через летки в жидком состоянии.
Печь представляет собой цилиндрическую шахту высотой 6040 мм. Горн печи представляет самостоятельную конструкцию из стали, футерованную хромомагнезитовым кирпичом. Диаметр кожуха горна 1740 мм, высота 740 мм, внутренний диаметр горна 1200 мм, глубина 450 мм. Три летки для выпуска плава равномерно распределены по окружности. Между нижней частью шахты и верхом горна оставлен зазор, обеспечивающий доступ воздуха из цеха в плавильную зону печи. Нижняя часть шахты снабжена водяной рубашкой. Основными преимуществами шахтных печей являются непрерывность процесса, совмещение теплообмена и восстановления в одном процессе, высокая интенсивность процесса и отсутствие ручного труда для перемешивания шихты и выгрузки плава.
Камерные печи. К типу камерных печей относятся циклонные печи для получения сажи. Печные сажи являются черными углеродсодержа-щими пигментами и используются так же, как активный наполнитель в производстве резинотехнических изделий.
От конструкции печей и режима сжигания горючего и сырья зависит свойство получаемой сажи. Сырьем для получения сажи служит зеленое масло (керосиногазойлевая фракция 190...360°С), коксовый дистиллят
262
Рис. 4.8, Шахтная печь для получения сульфида натрия: / - механизм питателя; 2 — питатель; 5 — кожух; 4 — рубашка охлаждения; 5 - летка; 6 — гори
(остаточная фракция продуктов коксования нефтяных остатков); термогазойль (фракция, кипящая при 200...460°С термического крекинга); тяжелый каталитический газойль; антраценовая фракция и антраценовое масло (продукты переработки каменноугольной смолы).
На рис. 4.9 показана циклонная печь для получения сажи из жидкого сырья. Печь состоит из камеры горения и реакционной камеры. В камере горения в двух точках по касательной к стенкам камеры имеются каналы для горелок. В камере создаются вращающиеся потоки пламени. В эти потоки с помощью форсунок впрыскивается нагретое сырье. В реакцион
263
ной камере происходит разложение сырья и образование сажи. Процесс протекает с большой скоростью. Сажегазовая смесь охлаждается впрыскиванием воды и ее испарением в зоне охлаждения печи.
Механические (подовые) печи. На рис. 4.10 показан один из типов подовых печей — муфельная печь, предназначенная для производства хлористого водорода и попутно сульфата натрия. Эндотермическая реакция протекает по следующему уравнению:
