Меню

Достоинства трубчатой вращающейся печи



Печи для обжига известняка – шахтные или вращающиеся?

Процесс обжига известняка осуществляется в шахтных или вращающихся печах. В шахтных печах следует обжигать только твердые породы, а во вращающихся допустим обжиг как твердых пород, так и шламов мягких пород, например, мела. При повышении температуры обжига реакция разложения карбоната кальция ускоряется, но при излишне высокой температуре возможен так называемый пережог, оказывающий негативное воздействие на качество продукта.

Так какой же тип печей для обжига известняка наиболее правильно применить в том или ином случае?

Для того чтобы это понять, стоит разобрать детали технологического процесса с каждой из печей: шахтной и вращающейся. Поэтому, давайте рассмотрим обжиг (прокаливание) извести и особенности теплообмена во вращающихся печах по сравнению с шахтными печами и устройство печей, достоинства и недостатки их работы.

Вращающиеся печи

Вращающиеся печи длиной 30—100 м, диаметром 2—4 м, с углом наклона 3—4° и частотой вращения 0,5—1,2 об/мин. Удельная суточная производительность их достигает 500—700 кг/м3 в расчете на прямой объем обжигательного барабана. Производительность печей возрастает с увеличением их длины, и при этом расход топлива снижается.

Существуют различные способы для уменьшения расхода топлива на обжиг извести во вращающихся печах. Эти же меры пригодны для утилизации теплоты газов, выходящих из печей с температурой 750—800 °С. В частности, за печами ставят нагреватели, в которые направляют предназначенный для обжига кусковой материал. Отсюда с температурой 500—8000 °С он поступает во вращающуюся печь, а из нее в холодильник. При таком способе работы печи расход теплоты на обжиг снижается до 4600—5030 кДж/кг извести.

В качестве топлива сжигаемого непосредственно в барабане печи факелом, применяют мазут или газ. Для обжига извести не рекомендуется применять твердое пылевидное топливо с повышенным содержанием золы, поскольку зола осаживается на известняке и при высоких температурах образует легкоплавкие соединения, которые образуют настыли, нарушающие нормальную работу печи.

Известняк при движении по барабану проходит последовательно зоны сушки, подогрева до температуры 1123—1153 К (850— 880 °С), обжига и предварительного охлаждения. При обжиге плотных известняков зона сушки в печи отсутствует из-за малой влажности материала. Зона подогрева в печи для обжига известняка составляет обычно 50—70% длины, зона обжига равна 25—30%. Длина может регулироваться изменением длины факела горящего топлива. Далее из зоны обжига известь поступает в зону предварительного охлаждения, занимающую как правило около 5% длины печи. Окончательно охлаждение происходит в специальном холодильнике. Воздух, нагретый в холодильнике до 573—673 К (300—400 °С) остывшей известью, поступает в печь для горения топлива в качестве вторичного воздуха. Первичный воздух в количестве 15—20% от общего его расхода на горение подают через горелку. Для ускорения теплообмена в зоне подогрева устанавливают цепные и металлические ячейковые теплообменники. Можно также применять запечные теплообменники циклонного типа и в виде конвейерной решетки.

Теплообмен во вращающихся печах происходит по методу излучения, а в шахтных – методом конвекции. Во вращающихся печах — это связано с большей поверхностью теплообмена и с тем, что 3-х атомные газы (V2=VCO2+VH2O+VSO2>3-х атомные газы) способны достаточно хорошо передавать теплообмен излучением.

Преимущества вращающихся печей для прокаливания извести таковы: при длине 30-100 м и диаметре 1,8-3 м, производительность достигает 400 — 500 т/сут., что в 2-4 раза выше, чем у шахтных печей. Второе важнейшее технологическое преимущество обжига извести во вращающихся печах — малое время прохождения материала от места загрузки до выхода из печи, что обеспечивает оперативность управления процессом. Кроме того, вращающиеся печи обеспечивают компактность технологической схемы, позволяют автоматизировать процесс обжига известняка и снизить капитальные затраты на строительство цехов. Во вращающихся печах для обжига известняка может быть получена известь высокого качества обжигом при средних и достаточно высоких температурах. Из-за малого времени пребывания материала в печи опасность пережога в них минимальна. При этом известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.

Достоинства вращающихся печей:
1) известь высокого качества;
2) использование любого сырья;
3) применение любого вида топлива;
4) получение любого вида извести (строительной, металлургической)

Недостатки:
1) большая металлоемкость;
2) большие капиталовложения;
3) значительный расход топлива (по сравнению с шахтными);
4) высокий расход электроэнергии (по сравнению с шахтными).

Резюме. Вращающиеся печи позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из мелкокускового известняка и из мягких карбонатных пород (мела, туфа, известняка-ракушечника), которые нельзя обжигать в шахтных печах из-за склонности этих материалов к “зависанию” в шахте, приводящему к нарушению технологии обжига. Также, печи отлично подходят для дунита, доломита и других неорганических веществ.

Обжиг извести в шахтных печах, работающих на газе. Требования к фракционному составу сырья. Топливные горелки и их расположение в печи. Устройство печей, достоинства и недостатки их работы.

Читайте также:  Труба полипропиленовая pn10 25х2 3

Шахтные печи

Рассмотрим теперь шахтные печи для обжига извести. Типологически они подразделяются на пересыпные, полугазовые и газовые печи. Пересыпные и полугазовые печи в настоящий момент строятся на небольших предприятиях и с небольшой производительностью. Можно сказать, что конструкции данных печей устарели и производимая известь не удовлетворяет современным критериям. Данные типы обжиговых печей уходят в прошлое, и поэтому нет смысла уделять время анализу их конструкции.

Несколько слов о газовых печах для обжига извести. При обжиге в шахтных печах на природном газе качество извести заметно улучшается. Также увеличивается производительность печи и улучшаются условия труда. Рационализация производства часто прибегает к переводу действующих пересыпных и полугазовых шахтных печей на газовое топливо. При переводе важно создать условия для равномерного распределения газа по поперечному сечению шахты. В печах диаметром менее 1,8 м газ подается в печь с помощью горелок, введенных в специальные проемы в стенках печи. При большем диаметре осуществляется периферийная и центральная подача газа, а при щелевидном сечении шахты — только периферийная подача на двух уровнях и более. Центральную подачу газа производят с помощью вертикального керна или диаметрально расположенных металлических балок, охлаждаемых водой, с подбалочными горелками. Это позволяет ввести дополнительное газообразное топливо в центр шахты. Водоохлаждаемые балки затрудняют эксплуатацию печи и вызывают потери теплоты с охлаждающей водой. Для замены испортившейся балки необходимо останавливать и разгружать печь. Поэтому вместо этих балок устанавливают воздухоохлаждаемые консольные фурменные горелки, которые можно заменять без остановки печи.

Рабочее пространство шахтной печи подразделяют на три зоны — зону подогрева, обжига и охлаждения материала. Зона подогрева газовых печей составляет 35% полезной высоты шахты, что позволяет снизить температуру отходящих газов до 300—3500С (без учета подсосов холодного воздуха) и подогреть кусковой материал в конце зоны до температуры 9000С. Выходящие из зоны подогрева печные газы при рациональном режиме обжига содержат 24—26% углекислого газа (СО2) и 3—4% кислорода (О2). Зона обжига известняка занимает 40% полезной высоты шахты. В зоне обжига происходит сжигание природного газа и диссоциация известняка. Среднюю температуру газов в зоне обжига поддерживают 1100—1200° С. При такой температуре происходит обжиг доломита. Печь шахтная подходит не только для прокаливание извести, но и для обжига неорганических вещест и дунита, например.

Равномерность температуры газового потока по поперечному сечению шахты в зоне обжига зависит от равномерности распределения газа и воздуха по сечению шахты и условий их перемешивания. Поскольку условия смешения газа и воздуха в печи неидеальны, приходится подавать в печь дополнительный объем воздуха (расход на 20-30% выше стехиометрического), то есть коэффициент избытка воздуха поддерживается в пределах 1,2-1,3.

Зона охлаждения занимает четверть полезной высоты шахты и служит для охлаждения извести до 80—1200С перед ее поступлением на выгрузочный механизм. В нижней части печи под выгрузочным устройством устанавливают бункер охлаждения извести объемом 2-3 м3, что позволяет дополнительно охладить материал до 50-800С и подогреть воздух, поступающий снизу в шахтную печь.

При эксплуатации печи чрезвычайно важна равномерная подача газообразного топлива и предотвращение местного перегрева материала. В противном случае нарушение процесса приводит к возникновению спёков (“козлов”,сваров), которые резко ухудшают газодинамику в печи и могут привести к ее остановке.

Достоинства шахтных печей:
1) низкая металлоемкость;
2) умеренные капиталовложения;
3) меньший расход топлива (по сравнению с вращающимися);
3) низкий расход электроэнергии(по сравнению с вращающимися).

Недостатки:
1) недостаточно высокая степень декарбонизации сырья (как правило, не более 93-97%);
2)неравномерность обжига, которая возрастает с увеличением диаметра и уменьшением высоты печей;
3) достаточно высокие требования к однородности сырья по качеству и гранулометрии, а также степени загрязнения его глинистыми примесями;
4) ограниченная производительность (производительность 100 т/сут является критической для шахтных печей из-за риска получить непрожженную центральную зону).

Резюме.Применение шахтных печей будет оправдано при стабильно высоком качестве исходного сырья. Это позвоволяет экономить электроэнергию и топливо на прокаливание извести в печи. Однако, при получении извести во вращающихся печах данные расходы могут быть скомпенсированы более высоким качеством извести и её конечной ценой. Конечно, последний момент может применяться на предприятиях, где маркетинговые планы и мероприятия точно отслеживаются и четко выполняются.

Узнайте цены на шахтовые и вращающиеся печи!

Прямо сейчас заполните форму обратной связи чтобы получить предложение выгодной цены на нашу продукцию.Заполнить

Самарский завод «Строммашина» производит оборудование и компонует своим оборудованием комплексы для обжига и производства извести.

Комплекс помола извести на ММТ
Технологические комплексы помола извести.

Источник

Достоинства трубчатой вращающейся печи

Трубчатыми вращающимися печами принято называть техноло-гические агрегаты непрерывного действия с рабочим простран-ством в виде полого цилиндра, котором вследствие небольшого наклона (

Читайте также:  Заборы из трубы 80х80

3°) печи и вращения перерабатываемые сыпучие ма-териалы перемещаются вдоль печи, нагреваясь за счет тепла, выделившегося при сжигании топлива. В конструктивном отно-шении они отличаются друг от друга только размерами корпуса и устройством систем загрузки и выгрузки материала. В назва-нии печи обычно отражено ее назначение. Так, например, раз-личают вельц-печи, применяемые для вельцевания кеков цин-кового производства, печи для спекания бокситов, кальцинации глинозема, обжига ртутьсодержащих материалов, а также печи для сушки различных промежуточных продуктов металлургиче-ского производства.

По энергетическому признаку трубчатые вращающиеся печи относятся к печам-теплообменникам с переменным по длине ре-жимом тепловой работы. На участке печи, где происходит горе-ние топлива и температура продуктов сгорания достигает 1550— 1650 СС, осуществляется радиационный режим работы печи. По мере продвижения продуктов сгорания топлива по длине печи они охлаждаются до нескольких сот градусов и режим тепловой ра-боты печи постепенно становится конвективным. Конкретное распределение по печи зон с конвективным и радиационным режимом работы зависит от вида и параметров технологического процесса.

За исключением получивших небольшое распространение пе-чей для сушки сульфидного сырья, трубчатые печи работают в режиме противотока. Загружаемая в печь шихта может иметь различную степень влажности, вплоть до пульпы, содержащей до 40 % воды. Она подается в верхнюю (хвостовую) часть печи и медленно движется навстречу газам, образующимся в результате сгорания топлива в головной части агрегата. Из барабана пере-рабатываемые продукты в виде спека или раскаленного порошко-образного материала поступают в специальный холодильник, а газообразные продукты сгорания топлива вместе с технологиче-скими газами направляются в систему пылегазоочистки. В зави-симости от вида технологического процесса для отопления труб-чатых вращающихся печей могут быть использованы: природный газ, мазут и твердое топливо и в виде коксовой мелочи или угольной ныли. В качестве сжигающих устройств и трубчатых печах обычно применяют газовые горелки типа «труба в трубе», форсунки для сжигания малосернистого мазута или специальные пылеугольные горелки.

Основными элементами вращающихся печей (рис. 32 1) являются корпус (барабан), приводной механизм, опорные бандажи с роликами, а также загрузочная и разгрузочная камеры.

Корпус мечи представляет собой сварную металлическую трубу диаметром до 5м и длиной до 185м, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом. Он опирается на специальные ролики, ширина пролета между которыми составляет для больших печей 20 — 28 м. Для перемещения материала корпус наклонен к гори-зонту под углом в 2,5 — 3°. Привод печи, с помощью которого она вращается с частотой около 1 об/мин, состоит из электродвигателя, редуктора и зубчатой передачи.

Опорные бандажи кольцевой формы воспринимают на себя всю нагрузку от веса барабана, достигающую 70—80 т. Для больших печей применяют кованые бандажи прямоугольного сечения, которые надевают на корпус свободно, с небольшим зазором, учитывая последующее тепловое расширение барабана. Каждый бандаж опирается на два ролика, вращающиеся вместе с бандажом во время работы печи.

Верхний торец печи входит в загрузочную камеру. Сухую шихту загружают в печь с помощью шнекового питателя через патрубок, расположенный в загрузочной камере. Пульпа подается в печь через пульповую трубу ковшом-дозатором или с помощью специальной форсунки. Улавливаемая пыль возвращается в ба-рабан печи так же, как сухая шихта.

Нижний торец печи входит в разгрузочную камеру. Между ней и барабаном ставится специальное кольцевое уплотнение. В передней стенке камеры имеются отверстия для установки горелочных устройств. К ней также примыкают устье канала, по кото-рому готовый продукт пересыпается в холодильник.

Рис. 32-1. Общий вид вращающейся трубчатой печи:

1, 15 — верхняя и нижняя головки печи; 2 — загрузочное устройство; 3 — уплотнение; 4 — цепная завеса; 5 — барабан; 6 — подшипник; 7 — опорный ролик; 8 — упорный ролик; 9 — бандаж; 10, 11 — зубчатая передача; 12 — редуктор; 13 — двигатель; 14 — упорное устройство; 15 — форсунка.

Для предотвращения налипания влажной шихты на стенки барабана и настылеобразования в холодном конце печи устанавливают цепные завесы. Их прикрепляют к барабану одним концом по всему сечению печи, выбирая длину зоны таким образом, чтобы температура газов в ней не превышала 700°. При отсутствии завес может быть использовано отбойное устройство, представляющее собой связки рельсов длиной до 12 м, прикрепленные цепью к торцевой головке печи.

Футеровка вращающихся печей работает в весьма тяжелых условиях, что связано с периодическим колебанием температур на поверхности кладки, обусловленным вращением печи и пере-мещением находящегося в ней материала. Перепады температур на внутренней поверхности барабана при входе и выходе из-под слоя шихты составляют 150—200 °С. В зоне спекания па футеровку сильное химическое и абразивное воздействие оказывает материал. В зоне сушки кладка подвергается значительному истиранию цепями. Основным материалом для футеровки печей глиноземных заводов служит шамот. Высокотемпературные зоны печи выкладывают из хромомагнезитового, магнезитового и нериклазошпинелидного огнеупорного кирпича. Для сохранения футеровки при остановках печи барабан должен вращаться до ее полного охлаждения. Продолжительность работы печи обычно составляет 2—4 года.

Читайте также:  Дымовая труба в бане с металлической печью

Переработка мелкого сыпучего материала без его расплавления с успехом производится также в трубчатых враща-ющихся печах. В длинной футерованной трубе чаще всего противотоком движутся нагреваемый материал и про-дукты горения топлива. Движение материала происходит благодаря небольшому наклону трубы в сторону выгрузки и вращению печи. При вращении материал поднимается на некоторую высоту и пересыпается вниз. При этом происходит хороший теплообмен с горячими газами все время обновляющейся поверхности материа-ла. Теплообмену способствует также то, что материал, пересыпаясь, попадает на нагретую поверхность кладки за тот период, когда она свободна от слоя материала.

Все это определило высокую интенсивность теплообмена в рабочем пространстве печи.

Трубчатые вращающиеся печи используются также для сушки различных материалов, удаления химически свя-занной влаги при высоких температурах обжига и для спекания материала с образованием новых соединений. Это определило их применение при производстве глинозема в алюминиевой промышленности (спекание и каль-цинация). Они нашли применение и при переработки материалов, содержащих свинец и цинк. При этом цинк отгоняется и виде окисла и улавливается из отходящих газов. Барабанные печи используются для обжига суль-фидных материалов.

На рис.131 представлена печь для спекания алюминийсодержащего материала с образованием- растворимого алюминиевого соединения.

Основной элемент печи — железный барабан 3 длиной до 150 м и диаметром 2,0—3,8 м. Барабан футеруется высокоглиноземистым или шамотным кирпичом. Печь работает по принципу противотока. Шихта сухая или мокрая в виде пульпы с содержанием влаги 40 — 42% поступает в барабан через торец 6 (холодным конец) и медленно перемещается к головной части 2 (горячий конец) навстречу газам. Из барабана продукт спекания — спек — ссыпается в холо-дильник, расположенный под печью и представляющий собой также барабан длиной до 30 м и диаметром до 2,5 м. В барабане спек охлаждается движущимся на-встречу воздухом или водой, орошающей холодильник сверху. При охлаждении спека воздухом последний просасывается через холодильник вентилятором (на рисун-ке не показан) и используется при сжигании топлива. Для нагрева печи применяют мазут, газ или угольную пыль. Форсунки или горелки располагают в головной части барабана. Дымовые газы, содержащие значитель-ное количество пыли, через дымоход 8 направляются на очистку в пылевые камеры, в электрофильтры и даже иногда в скрубберы. Только после этого дымовые газы с помощью дымососа отводятся в дымовую трубу. Фу-терованный и загруженный шихтой барабан имеет боль-шую массу (масса печи длиной 70 м около 400 т). С по-мощью специальных бандажей 4, закрепленных снару-жи кожуха, печь опирается на вращающиеся ролики 11 с бронзовыми подшипниками. Вращение производится от мотора 10 через редуктор и венцовую шестерню 5, укрепленную с помощью пружин на кожухе печи. Бара-бан вращается обычно с частотой 0,0—2 оборота в ми-нуту. Частоту вращения можно изменять, регулируя контроллером число оборотов мотора.

Печь монтируют с уклоном в 3—6%. Во избежание схода барабана с опор используются упорные ролики 12, расположенные горизонтально, в которые сбоку упи-рается бандаж.

Горячий конец печи входит в топливную (разгрузоч-ную) головку 1, устраиваемую обычно откатной. Между концом барабана и топливной головкой ставится лаби-ринтное уплотнение и виде диска 13, укрепленного на барабане и вращающегося в коробке, укрепленной на топливной головке. В передней стенке топливной головки имеются отверстия для горелок или форсунок. К голов-ке примыкает устье капала, но которому спек пересыпа-ется в холодильник.

Холодный конец печи входит в загрузочную коробку 7, Загружают сухую шихту посредством патрубка, про-ходящего через загрузочную коробку печи (на рисунке не показан). Пульпу в печь либо наливают, либо распыливают форсунками. Во избежание образования насты-лей на внутренней поверхности холодного конца бара-бана имеется отбойное приспособление 9, состоящее из стальной болванки, прикрепленной цепью к загрузочной головке. При вращении барабана болванка разбивает настыли.

На рис.132 приведен график, характеризующий те-пловой режим печи. Согласно этому графику печной барабан по длине может быть разбит на четыре зоны, а именно: зону сушки и обезвоживании (/), зону кальци-нации или разложения (//), зону спекания (///) и зону охлаждении (IV). Максимальная температура газов в зоне спекания, где она достигает 1600С°. При нормаль-ной работе печи температура отходящих газов в борове составляет 400 — 500С°. Этот график обеспечивает правильный режим спекания и нормальную работу электрофильтров.

Производительность печи при мокрой боксито-вой шихте 12 т/ч спека и выше. Главные факто-ры, влияющие на произ-водительность: толщина слоя материала в печи, частота вращения печи, влажность шихты и ее химический состав. Сред-ний удельный расход тепла составляет 6300 — 7100 кДж на 1 кг спека.

Ниже приводится тепловой баланс трубчатой печи спекания.

Источник

Adblock
detector