ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Камеры сжигания фосфора из "Термическая фосфорная кислота " Известны вертикальные и горизонтальные камеры сжигания фосфора самой разнообразной формы в виде параллелепипеда, цилиндрической, эллиптической или конической бапши, призмы, с закругленной вершиной и т. д. Форсунки для сжигания фосфора устанавливают в крьппке или в нижней части (в боковых или торцовых стенках) камеры . [c.173] Наиболее уязвимыми местами неохлаждаемых камер сжигания, работающих при высоких температурах, являются свод, противоположная форсунке стенка и узел сочленения вертикальной камеры сжигания или газоходов (от горизонтальной камеры) с башней охлаждения-гидратации (при нижнем сжигании фосфора). На одном из заводов свод камеры сделан из графитовых блоков, охлаждаемых водой. Такая конструкция свода вполне оправдала себя. Сочетание горизонтальной камеры с вертикальным газоходом позволило отдалить фосфорный факел от противоположной стенки. Применение эластичного соединения ка 1еры и башни в виде песчаного или кислотного затвора (стр. 136) либо компенсаторов дало возможность улучшить условия эксплуатации и ремонта этого узла. [c.174] Для сжигания фосфора могут применяться форсунки, используемые в практике сжигания жидкого топлива, различные по конструкции и по принципу действия механические, воздушные или паровые. В воздушные и паровые форсунки фосфор подается нри низком давлении (0,5—3,0 ат). По нашему мнению, предпочтение следует отдать ВОЗД5ШШЫМ форсункам, так как их применение не связано с потреблением нара и безопаснее для обслуживающего персонала. Это не исключает, конечно, применения паровых или паро-воздуш-ных форсунок. Наиболее опасны в эксплуатации механические форсунки, работающие, как правило, под давлением 6—12 и даже 25 ат. Кроме того, применение таких форсунок связано с необходимостью тщательной предварительной очистки фосфора от механических примесей. Форсунки независимо от конструкции (типа) желательно снабжать штоком для прочистки фосфорного канала. Рекомендуется применять форсунки со съемными водоохлаждаемыми наконечниками. [c.174] Горение представляет собой сложный процесс, зависящий от скоростей химической реакции и диффузии [2]. В установившемся режиме между этими скоростями наблюдается равновесие. В топочных камерах поддерживается температура в пределах 1000—1600° С. При этом скорость химической реакции велика, и процесс горения лимитируется диффузионными факторами. Таким образом, скорость горения зависит от структуры потока, т. е. от направления и мощности газовых потоков, а также от распределения топлива в объеме камеры. [c.175] Процесс горения зависит от конструкции топочных устройств. Так, в печах ванного типа условия смесеобразования и горения неудовлетворительны. Удельные тепловые нагрузки составляют всего 0,1—0,2 Гкал/ м -ч). Несколько большие удельные тепловые нагрузки [до 0,2 Гкал1 м -ч)] допустимы в факельных топках. В факельном процессе особое значение имеет скорость испарения капель. Время пребывания газа в топочной камере крайне мало (1—2 сек), поэтому для увеличения поверхности испарения требуется тонкое распыление топлива. Низкая относительная скорость движения воздуха и фосфора, характерная для топок этого типа, ухудшает условия его горения. Значительно повысить удельные тепловые нагрузки в факельных топках невозможно из-за неблагоприятных аэродинамических условий. [c.175] Наибольшей интенсивностью отличаются аппараты, в которых созданы благоприятные условия для протекания химической реакции и диффузии, т. е. камеры сжигания, работающие при высоких температурах и турбулентных потоках рабочей смеси. [c.175] Температурный режим устанавливают в зависимости от термостойкости материала камеры сжигания в условиях данного процесса. Так, сжигание фосфора в камерах или башнях из огнеупорного кирпича (обычно шамот среднего качества) приходится вести с невысокой 1штенсивностью, — как правило, не более 10—15 кг м -ч), поскольку отвод тепла в этом случае происходит лишь с наружной их поверхности к воздуху в результате естественной конвекции и теплоизлучения. Поэтому для снижения температуры факела (и, следовательно, кладки) процесс ведут с большим избытком воздуха — обычно в пределах а = 2—3. Повышение избытка воздуха влечет за собой рост габаритов аппаратуры, т. е. увеличение ее стоимости. [c.175] В табл. 34 приведены основные конструктивные и технологические параметры камер сжигания фосфора некоторых фосфорнокислотных систем. [c.177] В связи с созданием и увеличением выпуска многих надежных кислотостойких материалов (углеграфитовых изделий, молибденовых сталей, никелевых сплавов и т. д.) наблюдается тенденция к созданию фосфорнокислотных систем, в которых охлаждение газов достигается интенсивной передачей тепла через стенки аппаратов к охлаждающей воде (что позволяет несколько снизить коэффициент избытка воздуха и повысить интенсивность процесса сжигания фосфора). В частности, в производстве фосфорного ангидрида применялась камера сжигания с водоохлаждаемым стальным кожухом (Х18Н10Т) и сравнительно тонкой футеровкой (б = 65 мм) из кислотоупорного кирпича. [c.177] В настоящее время в СССР и в США разработаны высокопроизводительные нефутерованные камеры сжигания из стали марки Х17Н13М2Т или 0Х23Н28МЗДЗТ. Внутренняя поверхность камер от термического разрушения защищается конденсатом полифосфорной кислоты, образующимся на ней благодаря наружному охлаждению водой. За счет большой разности температур между факелом и стенкой камеры (1200—1300° С) и сравнительно высокого коэффициента теплопередачи [40—60 ккал м -ч-град)] резко повышается количество отводимого тепла. Применение водоохлаждаемых камер позволяет повысить интенсивность сжигания фосфора до 50— 100 кг м -ч-град). [c.177] В настоящее время ведутся поиски путей использования тепла сжигания фосфора (для получения пара промышленных параметров и для других целей), но эта перспективная проблема связана с необходимостью комплексного решения ряда сложных вопросов. Ближайшей задачей является усовершенствование эффективных методов отвода тепла с наименьшими затратами. [c.177] Вернуться к основной статье