Ионизация в пламени и электрическое поле - Степанов К.М.
Скачать (прямая ссылка):
Так как в пространстве между форсункой и фурмой температура низкая, то в особых мерах для изоляции этого промежутка необходи-
285
мости нет; если же зазор между форсункой и фурмой мал, то приходится увеличивать диаметр фурмы или заключать форсунку в трубу из электроизоляционного материала.
Надежность электроизоляции форсунки повышает эффективность электрического поля с точки зрения его влияния на процессы, происходящие в рабочем пространстве печи.
Проще организовать электрическое поле при отоплении нечп газом. Для этого в торец газовой головки в пространство, ограниченное водо-охлаждаемым кессоном, через проходной изолятор вводят электрод, заключенный в трубку из электроизоляционного материала; материал электрода и изолирующей трубки должен обладать достаточной прочностью при высоких температурах. Конец электрода должен несколько выступать из газовой головки в зону факела, чтобы электрическое поле создавалось в большей степени между электродом и поверхностью ванны.
Эффективность наложения электрического поля будет тем большей, чем более высокую напряженность поля удастся создать в межэлектродном пространстве электрод — тепловоспринимающая поверхность. В условиях промышленных печей, которые в большинстве случаев характеризуются раздельной подачей топлива и окислителя, т. е. нагрев осуществляется от диффузионного пламени, возможна высокая эффективность электрического поля, получаемая как за счет интенсификации диффузионных процессов в пламени, так и в результате более плотного прилегания пламени к тепловоспринимающей поверхности.
4. Вынос пыли из рабочего пространства печей в условиях электрического поля
Такие технологические процессы, как мартеновская плавка и обжиг концентратов в кипящем слое, сопровождаются интенсивным выносом пыли из рабочего пространства печи.
В условиях мартеновской печи образующаяся плавильная пыль лимитирует продолжительность кампании как по своду (который под действием химического и эрозионного взаимодействия с частицами пыли изнашивается быстрее), так и по шлаковикам и насадкам регенераторов. Кроме того, в какой-то степени вынос плавильной пыли
286
снижает выход металла. Все это заставляет с должной серьезностью относиться к вопросу уменьшения выноса пыли из самого рабочего пространства, так как любые меры по максимальной очистке отходящих продуктов сгорания от шлаковых частиц уже в шлаковике не дают и ощутимых результатов полного решения проблемы.
В условиях печей для обжига концентратов в кипящем слое задача уменьшения выноса концентрата из рабочего пространства стоит еще серьезнее. В современных печах в зависимости от вида концентрата и режима обжига вынос пыли составляет 30—40%, а в некоторых случаях доходит до 70% от загрузки. Для задержки такого количества пыли и возврата ее на повторный обжиг небольшая печь оснащается громоздкой системой циклонов, сухих и мокрых фильтров, электрофильтров. Поэтому радикальным решением явилось бы уменьшение выноса пыли из рабочего пространства печи.
Для этого предлагается создать в рабочем пространстве электрическое поле, параметры которого будут определяться конфигурацией рабочего пространства и технологией процесса. Для мартеновской печи возможные варианты наложения
электрического поля описаны в данной ~~ ¦—¦
главе.
С целью проверки эффективности электрического поля Степановым были поставлены эксперименты по сравнительному выносу частиц пыли в условиях поля и без него.
Мартеновскую ванну в этих экспериментах имитировал слой хромомаг-незитового порошка (массой 15 г) различной фракции, насыпанного на заземленную плоскость и сдуваемого в одном случае воздухом, в другом — пламенем в условиях наложения на горелку высоковольтного потенциала и без него.
Данные, полученные при сдувании пыли воздушной струей, подаваемой — с различной скоростью, доходящей до
45 м/сек, приведены на рис. 175. Эксперимент показал, что если без поля с поверхности «ванны» вынос пыли пропорционален скорости струи воздуха, то при наложении электрического поля некоторой критической напряженности вынос пыли с поверхности в данном диапазоне скоростей вообще не наблюдался.
IBs
15
I-
10
-
20 30 Ц0~ Скорость струи у, м/сен
Рис. 175. Влияние электрического поля на вынос пыли в зависимости от скорости потока и
прилагаемого потенциала: / — без поля: 2 — ( =12 кв. 3 — I = 24 кв; 4 — С - 30 ка: 5 - С — 4Ь кв
287
1
75
х 50
Ч
|
§ 25 I
) /
-
2 -
» Л, 1
О
8
1
1
3 1
10
20 30 НО
Чтобы как-то приблизиться к реальным условиям, были поставлены эксперименты по выносу пыли пламенем в двух вариантах: «статическом», когда хромомагнезптовып порошок, предварительно насыпанный на поверхность, сдувался потоком пламени в условиях
с полем н без пего, и «динамическом», ""•^~~ когда хромомагпезптовыи порошок насыпали сверху через пламя и взвешивали остаток, накапливающийся па поверхности. В обоих вариантах поверхность была заземлена, высоковольтный потенциал подавался на горелку. Зависимость выноса пыли от прилагаемого потенциала в том п другом случае приведена на рис. 176.
