ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Область применения и принципы расчета из "Основы общей теории печей Изд.2" Шахтные печи щироко распространены в промышленности и применяются для различных технологических целей, как нагревательные и плавильные. В табл. 12 приведены для примера наиболее важные теплотехнические характеристики некоторых типов шахтных печей. [c.472] Выше был дан анализ совершающихся в шахтных печах теплотехнических процессов, исходя из физических представлений с теплообмене, движении сыпучих материалов и газов и горении. [c.472] Данные, касающиеся работы печей того или иного технологического назначения, привлекались только для иллюстрации. Автор пользовался этим анализом, стремясь показать, что основные проблемы шахтных печей являются общими для этих печей всех типо в. Это не следует толковать как пренебрежение специфическими условиями, вызванными той или иной технологией. Эти специфические условия очень важны. Например, при выборе профиля шахты печи технологические факторы учитывают в большей мере, чем теплотехнические. Однако технологические процессы, накладывая тот или иной отпечаток на теплообмен, горение, движение газов и материалов и на конструкцию, тем не менее не меняют фундаментальных основ работы шахтных печей. Наиболее важным с точки зрения общего анализа является разделение режимов работы шахтных печей на три группы нейтральные, восстановительные и окислительные. [c.472] К нейтральным режимам относится большинство режимов работы нагревательных шахтных печей для обжига нерудных ископаемых. Расход топлива в этих печах определяется температурным уровнем, который зависит от особенностей технологического процесса и содержания СО и О2 в колошниковых газах. Коэффициент расхода воздуха при работе этих печей должен быть минимальным, при котором в отходящих газах не содержится окиси углерода. К этой группе относится и печь для переплавки чугуна — вагранка. Однако количество подаваемого в нее воздуха несколько меньше необходимого для того, чтобы свести к минимуму нежелательное окисление примесей чугуна поэтому в колошниковых газах вагранки всегда присутствует окись углерода (6—8%). Устройство воздушных фурм в два—три ряда несколько уменьшает недожог, не изменяя условий окисления примесей чугуна. [c.472] Обжиг цементного клинкера. . . Обжиг магнитного железняка. . . [c.473] Обжиг глины на шамот. . [c.473] Выплавка черновой меди из окисленных медных руд. . [c.473] Выплавка чернового свинца из окисленных свинцовых руд. [c.473] Переплавка чугуна в вагранках. . [c.473] Характерными особенностями печей, работающих при восстановительном режиме, являются присутствие углерода из топлива в горне и малое развитие окислительной зоны. Расход топлива 1в таких печах значителен, так ка газы -в нем должны содержать большое количество окиси углерода ( 25%)- Поэтому работа печи как теплотехнического агрегата происходит с большим недожогом топлива. Расход горючего в этом случае определяется не только температурным уровнем процесса, но и протеканием различных эндотермических реакций. Типичным восстановительным режимом работы является, например, процесс в доменной печи. [c.474] Существуют виды пиритной плавки, при которых затраты топлива вообще отсутствуют. Окислительная зона при полупирит-ной плавке значительно более растянута по высоте. Углерод топлива частично проходит через эту зону и попадает в горн, будучи перемешан с пустой породой. Колошниковый газ полупирит-ной плавки имеет относительно высокую температуру, но, как и при пиритной плавке, должен содержать минимальное количество или вовсе не содержать СО. Присутствие кислорода в нем (8—10%) практически неизбежно. Расход топлива в этом случае зависит, помимо температурного уровня процесса, от величины химической энергии сырых материалов, которая может быть преобразована в тепловую, т. е. от протекания экзотермических реакций. [c.474] ИЛИ полное использование кислорода дутья, а в остальной части слоя экзо- и эндотермические реакции отсутствуют (пиритная плавка медных руд, с известным приближением переплавка чугуна в вагранках и обжиг шамотной глины). [c.475] Теоретический расчет первой группы печей наиболее прост и сводится к раздельному расчету топки (теплогенератора) и противоточного теплообменника. [c.475] Теоретический расчет второй группы печей сложнее, так как, помимо изменения физического теплосодержания обмениваю-Щ1ИХСЯ сред, необходимо учитывать, что в м.атериале протекают экзо- и эндотермические реакции. Фурнас [290] предложил включать тепловой эффект, сопровождающий эти реакции, в величину средней теплоемкости (формула 162), что возможно только в тех случаях, когда экзо- и эндотермические реакции распределены более или менее равномерно по высоте слоя, иными словами, когда тепловой эффект от этих реакций может быть просто суммирован с теплом, поглощаемым вследствие постепенного изменения температуры кусков при нагреве. Б. И. Китаев [243, 244] усовершенствовал методику расчета шахтных печей, предложив формулы для расчета теплопередачи, учитывающие внутреннее сопротивление кусков шихты и метод расчета по зонам (ступеням). [c.475] На рис. 262 показано для примера распределение температур по высоте доменной печи. В печи условно различают три ступени теплообмена. В верхней ступени теплообмен уменьшается по мере удаления от колошника к горну. Это объясняется тем, что процесс протекает в условиях Фр ы, обусловленных экзотермическим характером процессов непрямого восстановления. [c.475] Теоретический расчет третьей группы печей, где процессы горения и теплообмена, экзо- и эндотермические реакции протекают в одном объеме, наиболее труден и пока еше не разработан. [c.476] Вернуться к основной статье