ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакторы типа ротационных (вращающихся) печей из "Реакторы в химической промышленности" Для производства горючих илп промышленных газов из твердого топлива используют газогенераторы. Такие реакторы являются вертикальными печами, топливо в которые загружают сверху, а снизу вводят газ. На рис. -12 показаны рабочие зоны промышленного газогенератора, а на рис. -13 — основные тины газогенераторов. [c.198] Состав продуктов, получаемых в газогенераторе, зависит от состава питания. [c.199] Газогенераторы имеют обычно наружные кирпичные стенки, а внутри защитную огнеупорную кладку (можно использовать снаружи стальную рубашку с огнеупорной кладкой). Вследствие высоких температур в газогенераторе происходит плавление золы и образование шлака, что приводит к зарастанию обшивки и уменьшает полезное сечение реактора. [c.199] В настоящее время почти все газогенераторы имеют рубашки для охлаждения водой, которые препятствуют плавке шлака на стейках. Газогенератор, изображенный на рис. У-14, снабжен мешалкой для перемешивания горючего и удаления золы. [c.199] Газогенератор двойного действия для иол учения водяного газа представлен на рис. У-15. Горение происходит при вдувании воздуха, затем вводится пар для получения водяного газа и цикл повторяется снова. Таким газогенератором управляют автоматически. [c.199] При проведении физико-химических процессов в ротационных печах используется тепло, выделяющееся при сгорании топлива. Тепло может быть получено пли в самом реакционном пространстве и передано непосредственно твердому реагенту, который движется противотоком горючим газам, или вне реакционного пространства и передано через поверхность стенкн. [c.200] Ротационная печь—это металлический цилиндр, облицованный огнеупорным кирпичом п имеющий длину в 20—30 раз большую, чем диаметр (днаметр ротационной печи 1,8—3,5 м, длина не более 100 м). [c.201] Печь расположена на роликах под небольшим углом к горизонту. Благодаря наклону и вращению корпуса, твердый материал дробится и постепенно перемещается в нижнюю часть печи. [c.201] На рис. -16 показана ротационная печь с необходимым оборудованием (горючее п воздух входят в верхнюю часть печи). [c.201] Через инжектор поступает только незначительная часть необходимого количества воздуха, остальная часть (дополнительный воздух) вводится вследствие тяги, создаваемой дымоходом или газодувкой. Горячие газы очищаются, а затем удаляются в атмосферу. [c.201] Время пребывания твердых частиц в ротационной печи не полностью пспользуется для реакции. Температура частиц изменяется после соприкосновения с поверхностью твердого слоя или контакта с огнеупорной облицовкой стен. Соответствующим образом изменяется и скорость реакции. Поэтому необходимо знать распределение времени пребывания твердых частиц в различных зонах печи. [c.201] Допустим, что перемешивание будет идеальным и отсутствуют так называемое скольжение частиц вблизи стенок и измельчение материала внутри слоя в результате эрозии. Вследствие незначительной скорости вращения печи (0,5—2 об мин) частицы материала, находящиеся внутри ее, будут перемещаться до тех пор, пока не достигнут плоской поверхности, образующей с горизонталью угол, приблизительно равный углу естественного скоса материала. После этого частицы продолжают двигаться по плоскости под действием силы тяжести. [c.201] Начиная движение из точки О (рис. У-17), частицы материала описывают дугу ОЕ и скатываются в какую-нибудь точку плоскости АВ, затем цикл повторяется. После определенного числа перемещений по дуге, параллельной ОЕ, частпцы достигают снова обшивкп, пройдя полный цикл движения. Цикл полного движения — это время, необходимое для того, чтобы частица, движущаяся от степки, снова вернулась к ней, пройдя онределепное расстояние по длине печи. Во время полного цикла движения только определенные частицы достигают обшивки, остальные занимают среднее положение внутри слоя. [c.202] Ф — угол скольжения материала. [c.204] При средней загрузке, например, по кварцевому песку с диаметром частиц от 1,5 до 0,34 жм, константы в уравнениях (У,61)— (У,62) имеют следующие значения А = 5,34 В = 0,55 а = 1,0 Ь = 1,7 с = 1,0 а = -0,85. [c.204] Эти выражения позволяют определить скорость движения материала в реакторе и степень заполнения сечения реактора в зависимости от основных параметров О, п, Qy, а и ф. [c.205] Диаметр печи выбирается по скорости газов, которая должна быть не более 6 м сек, чтобы газы не уносили слишком большого количества твердых частиц и чтобы не увеличивать размеры оборудования для пылегазоочистки. Значения скоростей газов обычно относят к зоне средних температур. [c.205] Коэффициент загрузки о] обычно близок к 0,1 (10%). Увеличение тр приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи. [c.205] Процесс нагревания материала до максимальной температуры (горения) делится на ряд характерных фаз, каждой из которых соответствует определенная зона печи. В ротационных печах, так же как и в вертикальных, наблюдается три характерных зоны высушивания и нагревания материала, горения (реакции), охлаждения. Наибольшее количество тепла передается радиацией от пламени и горячих газов к твердому материалу и меньшее конвекцией. Перенос тепла различен для каждой зоны. [c.205] Температура газов более высокая, чем температура материала и стеиок в зонах нагревания и горения (реакции), п ниже в зоне охлажденпя. Температура стенок имеет среднее значение между температурой газов п материала. На рис. У-19 дана диаграмма температур для эндотермической реакции, происходящей в ротационной печи. [c.206] Вернуться к основной статье