Длинные вращающиеся печи сухого способа производства

Длинные вращающиеся печи сухого способа широко приме­няются в США благодаря минимальной потребности в обслужи­вающем персонале и надежности в эксплуатации. В этих печах длиной 140—160 м вначале не применяли внутренних теплооб — менных устройств, в связи с этим температура отходящих газов составляла 700—750° С. Для ее снижения перед пылеотделени — ем использовали разбрызгивание воды. В дальнейшем для улуч­шения использования тепла в таких печах стали устанавливать цепные устройства, а позже — крестообразные металлические подогреватели и керамические теплообменники.

20.5.1. Керамические теплообменники. Керамические тепло­обменники (рис. 20.44 и 20.45) применяют в печах в виде сек­ций длиной по 4—5 м. Как правило, устанавливают три секции, отстоящие одна от другой на расстоянии 3—4 м; соседние секции смещены на 60°. Материалом для керамических тепло­обменников служит огнестойкий шамот, содержащий 70—75% А120з.

На рис. 20.44 показан керамический теплообменник, разде­ляющий поперечное сечение печи на три сектора. Такой тип ке­рамических теплообменников называют мостиком Дитце.

Керамический теплообменник, разделяющий поперечное се­чение печи на четыре квадранта (рис. 20.45), называют мости­ком Аз бе.

Длинные вращающиеся печи сухого способа производства

Рис, 20.45. Крестовидный ячейко­вый внутрипечной теплообменник (мостик Азбе)

Цель этих устройств — распределить материал и печные га­зы на три или четыре потока для улучшения контакта и тепло­обмена между газом и материалом. Здесь проявляется и интен­сивный теплообмен керамического материала с обжигаемым. Благодаря интенсивному пересыпанию достигается передача

Длинные вращающиеся печи сухого способа производства

Рис. 20.44. Трехкамерный ячейко­вый керамический внутрипечной теплообменник (мостик Дитде)

Тепла от более теплых слоев материала к холодным. Недоста­точное перемешивание материала в печи может привести к повышению содержания свободной извести до 2% и более и уве­личению потерь при прокаливании клинкера. Применение кера­мических внутрипечных устройств повышает производитель­ность вращающейся печи на 8—12% при эквивалентном сниже­нии удельного расхода тепла. Температура отходящих газов снижается на 80—100° С. Керамические теплообменники уста­навливают там, где температура печных газов составляет 1200— 1000° С, так как на этих участках печи наблюдается максималь­ная разность температур между газом и материалом, следова­тельно, они наиболее пригодны для интенсивного теплообмена.

Однако применение как керамических, так и металлических внутрипечных теплообменников приводит к значительному рос­ту гидравлического сопротивления печей и затрат электроэнер­гии на привод дымососа. При совместном получении из гипса цемента и серной кислоты в печных газах содержится SO2, что не позволяет применять металлические теплообменники; в этом случае керамические теплообменные устройства особенно по­лезны [232а].

При реконструкции длинных вращающихся печей мокрого способа на сухой с цепными системами в ряде случаев удается
повысить выпуск клинкера на 35—40% при снижении удельного расхода тепла в среднем на 33%.

Температура отходящих газов у длинных вращающихся пе­чей сухого способа с цепными системами составляет 380—400° С; использование этих отходящих газов позволяет подсушивать поступающий в печь материал влажностью до 13%. Если для подогрева используется также аспирационный воздух клинкер­ного колосникового холодильника, то удается высушивать сырьевую смесь влажностью до 15% [232Ь]. Это широко приме­няется в Западной Европе, где вращающиеся печи сухого спосо­ба связывают с сушилками для сырьевой смеси, что, конечно, усложняет обслуживание. В США, наоборот, избегали подобного усложнения, пока ограничения расхода топлива до начала ны­нешнего нефтяного кризиса не были такими жесткими, как в дру­гих странах.

20.5.2. Керамические подъем­ные устройства и полки. Благо­даря подъему обжигаемого мате­риала с помощью металлических полок, керамических подъемных кирпичей (лифтов) и карманов (рис. 20.46) частицы материала попадают непосредственно в газовый поток, что повышает интен­сивность теплообмена. Этому способствует и турбулентное дви­жение, придаваемое печным газам.

Применение подъемных кирпичей или полок в коротких вра­щающихся печах сухого способа производства дает следующие преимущества: снижается температура отходящих газов с 600 до 500° С, повышается на 12% производительность печи, снижа­ется на 20% удельный расход тепла. Поскольку керамиче­ские подъемные кирпичи склонны к растрескиванию, метал­лические подъемные полки считают лучшим техническим ре­шением.

20.5.3. Одноступенчатый суспензионный теплообменник. Для снижения выделения пыли, т. е. для разгрузки обеспыливающе­го устройства, а также для экономии тепла длинные печи сухого способа часто оборудуются одноступенчатыми суспензионными теплообменниками (рис. 20.47), обычно состоящими из двух теплообменных циклонов, подключенных параллельно.

Длинные вращающиеся печи сухого способа производства

Рис. 20.46. Керамические устрой­ства для подъема обжигаемого материала во вращающейся печи («полочная футеровка»)

20.5.4. Размеры и производительность вращающихся печей. В табл. 20.12 приведены размеры и производительность длинных вращающихся печей сухого способа производства.

Таблица 20.12. Характеристики длинных вращающихся печей сухого способа производства

Размеры печи, м

Отношение LID

Объем печи в свету, м3

Производитель­ность печи при обжиге клинкера, т/сут

Удельная произ­водительность печи, т/(м3-сут)

4,25/3,65X149

38

1

1500

1000

0,666

3,35/3,0X106

33

1

680

595

0,875

6,3/5,5X178

30

1

3691

2500

0,677

5,3/4,9X180

35

1

3120

1700

0,544

5,4/4,4X168

35

1

2440

1500

0,614

5,0/4,7X161

33

1

2377

1365

0,574*

4,4X140

32

1

1758

1200

0,682

5,25/4,55X105

21

1

1980

1100

0,555

* Снижение производительности из-за сужения поперечного сечения на вы­ходе клинкера из печи.

Рис. 20.47. Длинная вращающаяся печь сухого способа производства с односту­пенчатым суспензнонным (циклонным) теплообменником

Рис. 20.48. Зависимость удельной про­изводительности длинных вращающихся печей сухого способа производства q от внутреннего объема У

0,85 ПВО 0,15 0,10 о, вь 00 0,55 0,50

500 W0P 15П0 700В 25003000

Как видно из таблицы, с ростом размеров печи снижается ее удельная производительность. Эта взаимосвязь отражена на рис. 20.48.

Длинные вращающиеся печи сухого способа производства

При проектировании подобных печей производительностью от 3000 до 5000 т/сут выдерживают следующие размеры:

Производительность, т/сут Размеры, м Объем печи, м»

TOC \o "1-3" \h \z 3000 6X200 6650

4000 6,7X230 8100

5000 7,5X260 11400

Упрощенный тепловой баланс длинной вращающейся печи сухого способа с одноступенчатым суспензионным теплообмен­ником и рекуператорным холодильником выглядит следующим образом, ккал/кг клинкера:

Обжиг клинкера……………………………………………………………………………………………… 420

Испарение воды…………………………………………………………………………………………. …….. 4

Потери с отходящими газами…………………………………………………………………………… 223

Потери с клинкером………………………………………………………………………………………….. 22

Потери с охлаждающим клинкер воздухом…………………………………………………….. 0

Потери через стенки корпусов:

Печи……………………………………………………………………………………………………. 104

Теплообменника …………………………………………………………………………………. 10

Холодильника ……………………………………………………………………………………… 66

Невязка……………………………………………………………………………………………………………. 48

Температура отходящих газов 370° С, расход тепла 897 ккал/кг клинкера [233].

Длинные вращающиеся печи сухого способа без теплооб­менников имеют температуру отходящих газов 700—750° С. Пе­ред электрофильтром "требуется ее снижение до 285°С. Это достигается обычно с помощью испарительного холодильника или водоразбрызгивающей системы, описанной в разд. 20.7.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *