Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Фирма “Fives Lill-Gail” предложила производить возврат пыли по отдельной трубе, соосной с печью. В глубине печи торец трубы закрыт от проникно-
345
вения газов, и пыль поступает от торца к стенке печи по радиальным патрубкам. Она смешивается с гидроксидом, подаваемым по кольцевому каналу в противотоке газам после ее частичной термической обработки. Труба и внутренняя поверхность печи снабжены винтовыми выступами (шнеками) для ускорения поступательного движения обоих материалов. Кроме того, в кольцевом канале могут быть смонтированы теплообменные устройства.
Известно, что аналогичное устройство было внедрено на Богословском алюминиевом заводе в печи кальцинации размером 3,5x75 м, но с внутренней трубой большего диаметра. Ее длина составила 14 м. После внедрении устройства температура уходящих газов заметно снизилась. Недостатками устройства являются: резкое сужение сечения газового потока на участке значительной протяженности, увеличение уноса пыли и повышение гидравлического сопротивления тракта; отсутствие контакта возвратной пыли с уходящими газами и снижение теплообмена по сравнению с максимально возможным.
Указанные недостатки предлагалось устранять в ряде изобретений. Так, в одном из них, внутренняя труба не заглушена и поэтому не вызывает значительного сужения сечения газового потока. Кроме того, сухая пыль или мелкая фракция шихты подается в коаксиальный канал, где скорости газа снижены, а влажный гидроксид или крупная фракция шихты — во внутреннюю трубу. Кольцевой канал снабжается спиралью. Но это устройство также имеет некоторые недостатки. В случае загрузки увлажненной сырой шихты, обладающей некоторыми пластическими свойствами, возможны завалы трубы. Труба-вставка образует тот же угол наклона к горизонту, что и печь, а он очень мал (около 2°). С целью повышения транспортной способности рекомендуется укорочение трубы. Однако при этом завалы могут все-таки возникать, а главное, укорочение устройства снижает его эффективность (в пределе — до нуля).
Рис. 4.137. Схема внутреннего теплообменного устройства типа “труба в трубе”: 1 — внутренняя труба; 2 — печь; 3 — радиальные гибкие тяги; 4 — ограничительное кольцо; 5 — шнек подачи гидроксида; 6 — течка пыли
346
В другом случае угол наклона внутренней трубы увеличивается благодаря специальной ее подвеске. Схема устройства показана на рис. 4.137. Дополнительный наклон трубы обеспечивает повышение ее производительности.
Оснащение внутренней поверхности печи лопастями. По лопастям имеется обширная патентная литература. Они производятся из обычной или специальной стали. Основания листов закрепляются в пазах между кирпичами кладки. Если лопасть изогнуть почти под углом 90°, то всю поверхность кладки можно забронировать металлом. Известно, что при вращении печи колебания температуры распространяются в футеровке на небольшую глубину. Для шамота она составляет около 12 мм. Между тем глубина колебаний температуры определяет участие футеровки как аккумулятора тепла в теплообмене с шихтой. Увеличение коэффициента температуропроводности поверхности футеровки при ее бронировании металлом приведет к интенсификации теплообмена.
Так, описаны промышленные исследования на печи размером 4,5x70 м По-бужского никелевого завода производительностью 40 т/ч по огарку, оснащенной лопастями. Лопасти наклонены в сторону, противоположную вращению печи, и в момент выхода из слоя весь материал с них ссыпается. Размеры и угол наклона лопастей выбраны с учетом коэффициента заполнения печи 6 %. Площадь одной лопасти — 0,68 м2. Всего в зоне сушки со стороны загрузки (от 4 до 28 м) установлено 28 лопастей, по 14 шт. в два ряда вдоль образующей корпуса. Ряды лопастей расположены друг против друга на противоположных концах поверхности. Расстояние между торцами лопастей — 250-270 мм. Опоры лопастей приварены к корпусу и забетонированы на глубину футеровки. Тепловой баланс лопасти описывался уравнением
a (t - t)F Дх = a (t - t )F Ах ,
глч г лу л натр лмч л м' л охл5
где аш и алм — коэффициенты теплоотдачи от газа и лопасти и от лопасти к материалу, Вт/(м2-К), Рл — поверхность лопасти; t — температуры; Дхнагр и Ахохл — время контакта лопасти с газом и материалом при вращении печи. Опытным путем найдены коэффициенты аш = 188, 219 и 263 Вт/(м2-К).
Цепные завесы. Нефелиновая пульпа содержит сравнительно незначительное количество свободной щелочи за счет использования оборотного раствора. Поэтому для ускорения ее сушки и начального периода нагревания сухого материала можно использовать цепные завесы, а пульпу наливать в печь.
Цепи — весьма эффективное средство интенсификации теплообмена за счет большой удельной поверхности. В то же время они могут существенно увеличить унос пыли из печи. Их нельзя продолжить в глубину печи ввиду резкого увеличения износа стали по мере повышения температуры, и приходится располагать на первом от холодного обреза участке печи.
347
Состояние цепной завесы в значительной мере определяет производительность агрегата, удельный расход топлива и качество спека. Часто, особенно при повышенном содержании свободной щелочи в пульпе, цепная завеса лимитирует производительность печи.
