2.4.1.2. Трубчатые сушильные установки

Трубчатые сушильные установки применяют, как правило, для повышения производительности и улучшения теплотехнических показателей основного оборудования – печей для кальцинации и спекания.

Режим работы сушил зависит от крупности и влажности материала; в них обычно реализуют режим противотока. Коэффициент заполнения барабана может достигать 0,25, температура дымовых газов на входе допускается 1000 – 1100 ⁰С, на выходе до 70 – 120 ⁰С; скорость движения газов в барабане 2 – 3 м/с; длительность сушки, по опытным данным, составляет 15 – 30 мин. Барабанные сушилки выпускают диаметром 1,0 – 3,5м. Соотношение диаметра и длины принимают от 1:4 до 1:8. Барабанные аппараты стандартизованы.

2.4.1.3. Трубчатые печи кальцинации

Трубчатые печи кальцинации по длине условно можно разделить на пять зон (сушки; дегидратации; подготовки; прокалки; охлаждения) соответственно протекающим физико-химическим процессам. Длина этих зон зависит от производительности и размеров печи.

Процесс кальцинации требует больших энергозатрат (5000 – 5500 кДж на 1 кг Al₂O₃), причем потери тепла с прокаленным глиноземом, отходящими газами и во внешнюю среду составляют соответственно 20 – 25; 15 – 20 и до 20 – 25 % общего прихода тепла. Остальная часть тепла расходуется на сушку и дегидратацию гидроксида в двух первых зонах печи, где теплообмен между газом и материалом неэффективен.

Для снижения расхода топлива, повышения производительности печей и интенсификации теплообмена рекомендуют следующие мероприятия: установку в зоне сушки транспортирующих спиралей и различных теплообменных устройств; предварительную сушку гидроксида в отдельных аппаратах.

Топливом для печей кальцинации служит природный газ или малосернистый мазут. Перед подачей в печь мазут нагревают до 90 – 100 ⁰С и подают под давлением до 2 МПа. Замена мазута на природный газ позволяет улучшить условия труда, снизить загрязнение глинозема, создать более благоприятный тепловой режим по длине печи и повысить стойкость футеровки.

В зоне сушки барабан не футерован; в зоне дегидратации толщина футеровки составляет обычно 200 мм, а в высокотемпературных зонах 250 мм. Со временем футеровка истирается, особенно в высокотемпературных зонах, поэтому для снижения загрязнения глинозема огнеупорной крошкой в качестве футеровочных материалов используют стойкий высокоглиноземистый шамот, содержащий до 70 – 80 % Al₂O₃. В низкотемпературных зонах применяют шамот, содержащий до 42 % Al₂O₃.

Основными показателями работы печей кальцинации являются производительность и расход топлива. Производительность печи определяется ее размерами, тепловым режимом и степенью равномерности питания ее гидроксидом и оборотной пылью. При нормальном тепловом режиме кальцинации температура отходящих газов достигает 250 ⁰С, что служит надежным критерием оптимальности температуры материала в зоне прокалки (примерно 1250 °С). При качественном сжигании топлива и отсутствии избыточных подсосов воздуха в системе в отходящих газах содержится 13 – 15 % СО₂ и не более 0,8 % СО.

В глиноземном производстве применяют вращающиеся печи различных типоразмеров. Характеристика некоторых из них приведена ниже.

Размер (D x L), m ......………. 3,5 х 3,8 х 3,6 х 4,0 х 4,5 х 110

х 75,0 х 75.0

Производительность, т/ч..……. 16 18 32

Расход тепла, кДж/кг....………. 5400 5400 5200

Степень заполнения, %*..……. 0,060 0,085 0,085

Время пребывания материала

в печи, мин* ...........……. 73 103 100

Мощность привода, кВт ..……. 120 160 400

___________________

*При n = 1,5 мин-¹.