Курсовая работа: Печі для випалу повітряного будівельного вапна
Випалювання вапняку у наш час здійснюють у шахтних і обертових печах, у киплячому шарі, а також у завислому стані.
Шахтні печі.
Найбільше поширення набули шахтні печі, оскільки вони досить легкі в експлуатації, не вимагають великих капітальних затрат на будівництво, економічні в теплотехнічному відношенні. Недоліком шахтних печей є їх відносно невелика потужність (порівняно з обертовими печами), а також непридатність їх для випалювання дрібних фракцій (як правило, розмір кусків вапняку повинен бути не менше 40 мм і лише в печах спеціальної конструкції можна випалювати куски вапняку розміром 10 - 20 або 20 - 40 мм). Шахтні печі непридатні для випалювання сировини, що легко
У шахтних печах можна застосовувати різне паливо: вугілля, газ, нафту. Залежно від властивостей твердого палива шахтні печі поділяються на пересипні (паливо завантажується разом з випалювальним матеріалом і згоряє безпосередньо в печі) і печі з винесеними газовими топками, де відбувається попереднє повне спалювання палива або його газифікація.
У пересипних печах використовують паливо з невеликою кількістю летких - антрацит, кокс, пісні сорти кам’яного вугілля (короткополуменеве паливо).
У печах з винесеними топками бажано застосовувати паливо з великою кількістю летких - довгополуневе вугілля, торф, сланці.
У пересипну шахтну піч вапняк і паливо подають зверху через спеціальний завантажувальний пристрій, причому, щоб уникнути приварів, паливо завантажують на віддалі 200-300 мм від стінок. Повітря необхідно для спалювання палива, підводять у піч знизу. Випалене вапно вивантажують безперервно спеціальним механізмами. Тепер усі печі працюють на вимушеній тязі, що створюється димососом. Більша частина печей працює під розрідженням. Штучне дуття застосовують значно рідше. У деяких печах вентилятором у верхній частині створюють розрідження, а в нижній - надлишковий тиск.
Перша - зона підсушування палива і вапняку. Тут видаляється гігроскопічна волога. Зона підсушування залежно від вологості матеріалу займає по висоті 8 - 12% пічного простору. За нею розміщена зона підігрівання, в якій вапняк нагрівають до 800-850 °С. Тут паливо також і "коксується". Кисень у цій зоні відсутній, тому леткі речовини, виділення яких розпочинається при температурі 250°С і найінтенсивніше відбувається при температурі 500-700°С, не згоряють. Тепловтрати з легкими речовинами при спалюванні антрациту досягають 8,5%, а при спалюванні коксу - 2% питомої теплоти згоряння палива, тому в пересипних печах не можна використовувати паливо, що містить велику кількість летких речовин. Зона підігрівання є найбільшою за довжиною і займає до 40% пічного простору. За цією зоною йдуть зона горіння палива і зона розкладання вапняку. Зона горіння палива дещо довша, оскільки частина палива згоряє нижче за зону розкладання. Максимальна температура досягається на межі між зонами випалювання й охолодження вапна.
У зоні горіння палива відбуваються реакції (за біреакційною схемою, запропонованою З.В. Чухановим):
4С + 3О
= 2СО + 2СО (окислення вуглецю);
3С + 2О= 2СО + СО;
С + О= СО (горіння вуглецю);
С + СО= 2СО (відновлення оксиду вуглецю (ІV));
2СО + О = 2СО (горіння оксиду вуглецю (ІІ)).
У продуктах згорання завжди міститься деяка кількість СО (1,0-1,5%), який видаляється з печі з димовими газами.
У зоні охолодження вапно має температуру ~ 100 - 150°С.
Питома витрата палива у пересипних печах становить 13-16% маси випаленого вапна. Потужність шахтних печей на сучасних заводах становить 50 - 200 т/добу. Добовий вихід вапна з 1 м³ корисного об’єму печі становить 700 - 900 кг (у перерахунку на активність 93%). Окремі заводи добиваються добового виходу вапна до 1100 - 1300 кг/м³. У пересипні печі завантажують, як правило, куски вапняку розміром 60 - 1540 мм. Відношення середнього розміру кусків палива до середнього розміру кусків вапняку звичайно коливається в межах від 0,5: 1 до 1:
1. У пересипних печах вапно забруднюється золою палива.
При використанні довгополуменевого палива застосовують печі з винесеними топками. Топки бувають двох видів: повного згоряння і напівгазові. У топки повного згоряння паливо завантажується тонким шаром, воно повністю згоряє до СО, і продукти згоряння з температурою 1100 - 1300 °С надходять у шахтну піч. У таких печах витрата вугілля досягає 25% маси вапна. В напівгазових топках, внаслідок того, що паливо завантажується товстим шаром і подається недостатня кількість кисню, відбувається неповне згоряння. Напівгаз, тобто газ, що містить значну кількість горючих (Н і СО) з температурою 800 - 1000 °С, спрямовують у піч через спеціальні впускники. Одночасно подають додаткову кількість повітря. Витрата палива становить 18 - 20% маси вапна.
У печах з винесеними топками вапно отримують чистіше, однак вони менш потужні й економічні, що обмежує їх застосування. Оскільки гази, що подаються, не можуть проникати в глибину більше ніж на 0,9 м, діаметр печей з винесеними топками обмежується - 1,8 м. Печі з винесеними топками виготовляють прямокутної видовженої форми або з кернами всередині для зменшення поперечного перерізу. Є печі з винесеними топками для випалювання дрібняку.
Застосовують також комбінований метод, при якому частину палива вводять у вигляді крупки з вапняком, а частину - спалюють у винесених топках. Функціонують також печі, в які паливо в порошкоподібному стані у суміші з повітрям вводять через спеціальні труби на кількох рівнях. У таких печах добувається м’яко випалене вапно, а зола легко відокремлюються від випаленого продукту.
У газові печі газ подають або в центр шахти печі, або на різні горизонти по висоті. Останній спосіб дає змогу підтримувати рівномір нішу температуру в зоні випалювання. Потужність таких печей до 200 т/добу, витрата палива - 14-20% маси вапна.
У печах на нафті, яка має дуже високу температуру горіння, для спалювання застосовують не чисте повітря, а його суміш з відхідними газами. Нафту спалюють у камері неповного згоряння, розвиваючи температуру 900 - 1000 °С. Горючі гази догоряють уже в шахті на значній її відстані по висоті. Піч Азбе (США), що працює за цим принципом, витрачає на 11% палива. Основні техніко-економічні показники шахтних печей наведено у табл.1
Таблиця 1. Основні показники роботи шахтних печей
| Тип печі | Вид палива | Висота, м |
Внутрішній Діаметр, мм |
Потужність, т/добу | Витрата умовного палива, кг/т |
| Пересипна | кокс | 18,0 | 3,2 | 100 | 125-133 |
| Те саме | Те саме | 19,0 | 4,3 | 200 | 125-133 |
| " | " | 24,0 | 6,2 | 450 | 115-120 |
|
К-во Просмотров: 259
Бесплатно скачать Курсовая работа: Печі для випалу повітряного будівельного вапна
|