ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ОБЖИГА

Интенсификация процесса обжига цементного клин­кера применительно к вращающимся печам имеет целью увеличить производительность и напряженность процесса при непременном условии улучшения тех­нико-экономических показателей работы печного аг­регата. Мерой напряженности процесса обжига следует считать удельную производительность с единицы пло — Ецади внутренней поверхности печи и объема, а также объемное тепловое напряжение.

ТеЕїлопроизводительность или тепловая мощность агрегата является основной величиной, ОЕіределяющей Производительность печи:

Q=qC (1)

Где Q—тепловая мощность печи, ккал 10е/т (4,18-10"кДж/кг); q—удельный расход тепла па обжиг ккал/кг (кДж на 1 кг

Клинкера): С—производительность печи, Кг/Ч.

Удельный расход тепла на обжиг зависит от многих факторов.

Количество тепла, переданное нагреваемому ма­териалу, определяют го формуле

QM^aAtF, (2)

Где 0М — количество переданного материалу тепла, ккал/ч (кДж/ч);

А — кажущийся коэффициент теплоотдачи, ккал/м2-ч-сС (Вт/мг-К);

Л< —средняя разность температур,® С(К):

Г—площадь поверхности теплопередачи, м8.

Кажущийся коэффициент теплоотдачи а представ­лен в виде суммы:

О. л — лучистого коэффициента теплоотдачи и ок — конвективного коэффициента теплоотдачи:

А=ал + ак — (3)

Лучистый коэффициент теплоотдачи является функ­цией абсолютной температуры в четвертой степени;

«л^Г)4. (4)

Коеівєктивньій коэффициент теплоотдачи движу­щегося газового потока является функцией критерия

Рейнольдеа:

«к =4′ (Re"). (5)

Величина коэффициента теплоотдачи является ме­рой интенсивности процесса Еіередачи тепла. Из фор­мулы (4) следует, что в горячей части печи интенсив­ность передачи будет овіределяться абсолютной темпе­ратурой газового потока, а в холодных ■— относительной скоростью газового потока (см. формулу (Б)]. Таким образом, интенсифицировать процесс передачи тепла во вращающейся печи можно путем повышения тем­пературы горения топлива и увеличением относитель­ной скорости газового потока.

Однако темЕїература газового потока в рассматри­ваемом случае оказывает решающее влияние и на тем­пературу материала, которая является термодинами­ческим параметром, определяющим кинетику физико- химических превращений.

Зависимость константы скорости химических ре­акций от температуры выражается законом Арре- ниуса

П

К=К0е RT , (6)

Где Е—энергия активации;

/2—газовая постоянная.

Константа скорости химической реакции К харак­теризуется эксЕюненциалыюй зависимостью от темпе­ратуры процесса. Известно, что концентрация реаги­рующих веществ не зависит от температуры и поэтому закономерность (6) распространяется на зависимость скорости химической реакции от температуры

Е

№=И70е НТ . (7)

Где W0 — зависит как от величины Ко, так и от концентрации исходных компонентов.

Таким образом, повышение температуры нагре­ваемого материала в зоне протекания химических реак­ций является активным средством интенсификации про­цессе и повышения производительности печи. Повы­шение теМЕїературн спекания с 1400 до 1700° С способст­вует сокращению процесса клинкерообразоваиия с ЗС до 3 мин, т. е. уменьшает время пребывания материала в зоне спекания и увеличивает Еіроизводительность печи.

Верхним пределом абсолютного значения темпе — рятуры материала во вращающихся печах следует счи­тать тот, при котором вязкость оплавленных конгло­мератов не будет препятствовать продвижению мате­риала по печи.

ТемЕїература спекания материала в значительной мере определяется действительной температурой го­рения топлива, которая зависит от интенсивности его сгорания, то есть от величины объемного теплового напряжения зоны горения.

Интенсивное горение тое1ливэ позволяет вводить Еі Еірежний объем топки соответственно боЛЬЕІіе топлива, то есть повысить тепловую мощность и, следовательно, Производительность Еієчи. Во вращающихся печах при­меняется факельный способ сжигания топлива. При этом скорость горения Топлива определяется не кине­тикой химических реакций горения, а скоростью под- Еіода окислителя к горючим компонентам топлива, то есть, в конечном итоге, качеством смесеобразования. Это достигается совершенствованием конструкции горелок и высокой относительной скоростью вылета топлива.

На эффективность горения топлива очень большое влияние оказывает подогрев воздуха и величина коэф­фициента избытка воздуха. Температуру воздуха мож — Еео повысить, применяя более совершенные холодиль­ники клинкера.

Перспективным является обогащение воздуха кис­лородом, идущим на горение тоЕїлива, что дает воз­можность увеличить тепловой КПД печи прежде всего аа счет уменьшения потерь тепла с отходящими газами.

Рассмотрим теперь методы интенсификации утили­зации тепла топочных газов в холодных зонах враща­ющейся печи. С этой целью следует увеличивать ско­рость газового потока, что требует питания печи пред­варительно гранулированным материалом во избежа­ние увеличения пылевьшоса.

Другой возможностью является установка в печи различного рода теплообменных устройств. Роль теп­лообменников в печи сводится, с одной стороны, к уве­личению коэффициента теплоотдачи как за счет реге­неративного цикла передачи тепла, так и за счет изме­нения аэродинамической структуры потока (завих­рений, роста местной скорости потока), то есть к соб­ственно интенсификации процесса передачи тепла, а с другой — к увеличению тепловоспринимающей поверх — Еюсти и уменьшению температурного напора, следо­вательно, повышению степени теплоиспользования.

В практике цементного производства для ускоре­ния физико-химических процессов при обжиге, в основ ном на стадии спекания, применяются добавки специ­альных веществ — минерализаторов, которые снижают температуру спекания клинкера на 100—150° С, повы­шают производительность печи и снижают расход топлива на обжиг.

Добавить комментарий

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