содержание   ..   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99   .. 

Стадии обжига и их характеристики вращающихся печей для обжига известняка

 Во вращающейся известеобжигательной печи различают три основные зоны, отличающиеся режимными параметрами термообработки материала и физико-химическими процессами, происходящими в нем. На рис. 100 изображены кривые распределения по длине печи температуры газового потока (кривая 3), температуры поверхности материала (кривая 2) и содержание в извести активных окислов кальция и магния (кривая 1).

Зона подогрева расположена в холодном конце печи, начиная от места поступления в нее сырья, и занимает до 70% общей длины корпуса длинной печи. Поступающий в зону подогрева материал (пунктирная кривая 2) проходит последовательно сушку (tм до 120° С) и нагрев (tм — 850—900° С). разлагается содержащийся в сырье углекислый магний (MgCО3) и частично углекислый кальций (СаСО3).

Выходящие из зоны обжига с температурой 1100—1250° С печные газы (кривая 3) отдают тепло материалу и их температура снижается до 600—800° С. Температура печных газов на выходе из печи (в начале зоны подогрева) в значительной мере зависит от влажности сырья и от организации теплообмена с сырьем в зоне подогрева.
При отсутствии в зоне подогрева теплообменных устройств
мaтepиaл в результате незначительной поверхности теплообмена забирает меньше тепла, чем он мог бы теоретически принять от газов, и температура газов на выходе из печи (кривая 3 пунктиром) остается высокой (500— 600° С) даже при обжиге влажного мела. При обжиге известняка (влажность 2—4%) температура отходящих газов из печи длиной 75 м составляет 700—800° С.

Применение внутренних теплообменников позволяет интенсифицировать конвективный теплообмен в зоне подогрева, и температура отходящих газов снижается до 350—400° С. Температура материала по длине печи растет при этом значительно быстрее, и длина зоны подогрева сокращается, а длина зоны обжига увеличивается. Поэтому применение внутренних теплообменных устройств позволяет на 10— 15% увеличить производительность печи при одновременном снижении удельного расхода топлива на 20—25% за счет лучшего использования тепла печных газов.

Значительный эффект достигается при установке за короткой вращающейся печью запечного теплообменника, например конвейерной решетки. При этом сушка и подогрев материала до температуры 700—750° С (кривая 2 сплошная) происходит на конвейерной решетке, куда печные газы поступают с температурой 900—1000° С, а после двойного просасывания через слой выходят с температурой 350—380° С. Из-за подсосов холодного воздуха в теплообменнике температура газов обычно равна 200—250°С (кривая 3 сплошная). Дальнейшее нагревание сырья до температуры 900° С происходит на коротком участке зоны подогрева печи (кривая 2 сплошная).

Рис. 100. Распределение температуры газов, материала и активности извести по длине вращающейся печи:
а — зоны обжига и предварительного охлаждения печи, б — зона подогрева, теплообменника; 1 — кривая активности извести, 2—кривая температуры поверхности материала, 3 — кривая температуры газообразных продуктов

В конце зоны подогрева, в температурном интервале 700—900° С, полностью

Выходящие из зоны подогрева печи газы при правильной организаций процесса обжига содержат 26—28% углекислого газа (СО2) и 1,0—1,5% кислорода (О2).

Зона обжига длинной вращающейся печи занимает 25—30%. а короткой — 50—75% общей длины корпуса печи. В зоне обжига происходит сгорание топлива и завершаются основные физико-химические реакции разложения карбонатного сырья.

Ввиду малого времени пребывания материала в зоне обжига (30—45 мин) его нагревают до температуры 1200° С, при которой реакция разложения СаС03 происходит достаточно быстро. В результате сырье успевает почти полностью диссоциировать и содержание активных CaO + MgO в воздушной извести обычно составляет 90—94%.

Для обеспечения быстрого нагрева материала максимальную температуру газов поддерживают на 250—300° С выше температуры материала. Передача тепла материалу происходит от факела и поверхности футеровки печи. От факела тепло передается материалу лучеиспусканием и конвекцией, от футеровки — преимущественно теплопроводностью.

В конце зоны обжига расположен порог высотой 200—500 мм, иногда на расстоянии 16—18 м от него устраивают второй порог. Применение кольцевых порогов (местных сужений внутреннего диаметра печи) улучшает характеристики процесса обжига за счет увеличения времени пребывания материала в зоне высоких температур и уменьшения потерь тепла излучением факела в холодный конец печи. В итоге устройство двух-трех порогов в печи позволяет на 5—10% повысить ее производительность и несколько снизить удельный расход топлива на обжиг.

Длину и расположение зоны обжига регулируют длиной и формой факела. Сжигание топлива в факеле организуют при общем коэффициенте избытка воздуха а от 1,05 до 1,15. Смещение зоны обжига к холодному концу печи увеличивает потери тепла с отходящими газами, а смещение ее к горячему концу приводит к уменьшению длины зоны обжига и появлению в связи с этим «недожога» в извести.

Зона предварительного охлаждения занимает 5% длины печи и расположена непосредственно за зоной обжига. Ввиду незначительной длины зоны материал на выходе из нее имеет температуру 900—1000° С и физическое тепло отдает вторичному воздуху в основном в рекуператорном или барабанном холодильнике. Воздух нагревается в зоне предварительного охлаждения до температуры 600—700° С, что способствует повышению температуры факела и лучшему использованию тепла в целом.

В холодильнике печи известь охлаждается до температуры 250—300°С (рекуператорный) или 120—150°С (барабанный). Холодный воздух, поступающий в холодильник из окружающей среды, нагревается в нем до 400—500° С.

содержание   ..   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99   ..