- •1 Основные технологические и энергетические задачи печей.
- •2 Основные режимы теплообмена при тепловой работе печей
- •3 Характеристика печных газов
- •4 Роль печных газов в технологии тепловой обработки материалов
- •5 Количественные и геометрические параметры работы печей
- •6 Теплотехнические параметры работы
- •7 Энергетический к.П.Д. Печей
- •8 Классификация плавильных печей
- •9 Классификация нагревательных печей
- •10 Классификация сушильных печей
- •11 Ванные печи, тигельные печи , шахтные и шахтно-ванные печи
- •12 Барабанные печи , печи камерного типа
- •13 Пламенные печи
- •14 Топливные печи с сжиганием топлива в пористой среде
- •15 Дуговые печи
- •16 Плазменно-дуговые печи
- •17 Индукционные печи
- •19 Горючие и негорючие составляющие (балласт) топлива.
- •20 Теплота сгорания топлива
- •21 Кокс и его характеристики
- •22 Жидкое топливо и его характеристики
- •23 Газообразное топливо и его характеристики
- •24 Огнеупорные кремнеземистые (динасовые материалы)
- •25 Огнеупорные алюмоселикатные материалы (полукислые, шамотные, высокоглиноземистые)
- •26 Огнеупорные магнезиальные материалы (магнезитовые, доломитовые, тальковые и шпинельные)
- •27 Огнеупорные хромистые материалы (хромитовые, хромомагнезитовые и магнезитохромитовые).
- •28 Огнеупорные цирконистые материалы
- •29 Огнеупорные углеродистые материалы (глинисто ‒ графитовые и угольные)
- •30 Карборундовые огнеупорные изделия
- •31Огнеупорные окисные (корундовые, цирконовые, периклазовые).
- •32 Теплоизоляционные материалы естественные
- •33 Теплоизоляционные материалы искусственные
- •34 Материалы элементов сопротивления никельхромые (нихромы), никельхромовые
3 Характеристика печных газов
Активные печные газы в процессе тепловой обработки материала в печах выполняют, как правило, две важные функции: энергетическую и технологическую.
Энергетическая функция печных газов заключается в обеспечении переноса и передачи определенного количества теплоты материалу в рабочем пространстве печи. В топливных печах печные газы являются единственным теплоносителем. Они в основном определяют и обеспечивают тепловую работу печи.
В низкотемпературных конвективных электрических печах печные газы также являются основными теплоносителями и передатчиками тепловой энергии материалу. Причем во всех конвективных печах обязательное интенсивное движение печных газов. Без движения нет конвективного теплообмена.
4 Роль печных газов в технологии тепловой обработки материалов
Технологическая функция печных газов заключается в создании определенных условий в рабочем пространстве печи, которые способствуют или определяют главную технологическую задачу тепловой обработки материала (сушку, термообработку, плавление).
Естественно, что для выполнения своих функций активные печные газы должны осуществлять определенное движение в рабочем пространстве печи. При этом скорость печных газов, ее векторная направленность к поверхности материала (угол атаки), характер их движения (ламинарный или турбулентный) в значительной степени определяют интенсивность теплообмена, в особенности конвективного.
Печные газы - как экологически вредные выбросы в
атмосферу
После выполнения своих энергетических и технологических задач отработанные печные газы выбрасываются из печей в окружающую атмосферу. Поэтому печи являются достаточно серьезными источниками вредных выбросов, загрязняющих атмосферу.
В состав печных газов могут входить следующие экологически опасные составляющие:
взвешенная пыль различной дисперсности, состоящая из остатков топлив, оксидов металлов и неметаллов (в т.ч. и тяжелых металлов);
оксиды серы и азота (даже незначительная концентрация оксида азота может быть смертельно опасна для окружающей среды);
угарный газ (СО) и углекислый газ (СО2).
. По эффекту токсичности металлы и оксиды делятся на 4 класса опасности:
класс - особо токсичные вещества (к ним относятся: As; Be; Cd; Hg; S^ Pb; Zn; фосген);
класс - вещества повышенной токсичности (Со; Cr; Cu; Mo; Ni; Sb; NO2);
класс - токсичные вещества (V; W; Mn; Cr; сернистый ангидрид);
класс- менее токсичные вещества (титан и его соединения).
Для обеспечения безопасной жизнедеятельности содержание токсичных веществ в окружающей среде ограничивают специальными законами и нормативными документами, в которых указываются предельно допустимые концентрации вредных веществ в окружающей среде (ПДК), а также предельно допустимое количество выбросов из определенных объектов выброса (ПДВ), устанавливаемое для конкретного района, региона и т. п.
В связи со значительными выбросами вредных веществ из печей главным экологическим требованием к их конструкциям является обязательное присутствие эффективных систем очистки газовых выбросов. Также в печах необходимо применять экологически чистые виды топлив и шихтовых материалов.
Газовые выбросы из печей могут иметь высокую температуру (до 1000-1200 К), что также наносит значительный экологический вред окружающей среде. Известно, что при высоких температурах продукты сгорания обладают большим теплосодержанием. Значение теплосодержания продуктов сгорания зависит от содержания в них компонентов и их теплофизических свойств, в особенности от значений удельных теплоемкостей. В приложении Е, для ознакомления, представлены значения удельных теплоемкостей для основных компонентов печных газов, в зависимости от температуры продуктов сгорания.
Для снижения температуры продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу, необходимо снизить их теплосодержание (чем меньше теплосодержание продуктов сгорания, тем меньше их температура). Поэтому все высокотемпературные печи должны быть обеспечены специальными устройствами для утилизации теплоты газовых выбросов. Это, в свою очередь, повышает тепловой к.п.д. печей.