книги из ГПНТБ / Табунщиков, Н. П. Производство извести

Фактически теряется с отходящими газами и пылью из холодно­ го циклона 340-4,19 кДж, разница (376—340)4,19 = 36-4,19 кДж представляет потери части тепла отходящих газов в окружающую среду в камерах подогрева. Таким образом, мы видим полное совпа­ дение расчетных значений с фактическим тепловым балансом.

220

В заключение следует отметить, что по потенциальным возмож­ ностям использования тепла печи КС уступают шахтным и вращаю­ щимся трубчатым, однако существующие конструктивные решения позволяют при работе на жидком топливе иметь примерно такие же расходы тепла, как и для других типов печей.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПЕЧЬ КС НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ

Печи кипящего слоя, использующие для отопления жидкое топ­ ливо, освоены в США. Сооружению промышленной печи предшество­ вало исследование процесса обжига известняка в кипящем слое и поиск оптимальных вариантов основных

слоев в зонах подогрева весьма малы (254, 381, 580 мм соответствен­ но для первой по ходу материала и последующих зон). Отсутствие данных о форме и размере отверстий не позволяет проанализировать достоверность приводимых сведений.

Решетка зоны обжига оборудована колпачками с боковым выхо­ дом воздуха. Переточные устройства (за исключением устройства, подающего материал в зону обжига) внутренние. Выходная часть трубы устройства прикрывается коническим клапаном, управление которым осуществляется тягой, проходящей через решетки вышерасположенных зон.

221

Горелочные устройства представляют собой трубки из нержавею­ щей стали диаметром 12,5 мм, установленные на высоте 305 мм от ре­ шетки зоны обжига. В качестве топлива используется масло «Бун­ кер С» калорийностью 10 900-4,19 кДж/кг. Подача топлива в каж­ дую трубку осуществляется индивидуальным насосом шестеренчато­ го типа. Распыл масла производится сжатым воздухом под избыточ­ ным давлением 7 -104 Па (0,7 кгс/см2). Организация горения жидкого топлива в слое потребовала уменьшения площади поперечного сече­ ния в месте установки форсунок приблизительно в 1,5 раза.

Особенностью печи является установка между зонами обжига и подогрева «горячего» циклона, позволяющего улавливать пыль из­ вести, образующуюся в зоне обжига от истирания продукта.

Обжигу подвергается известняк — ракушечник флоридского ме­ сторождения следующего химического состава: 98,00% СаС03, 0,78% MgC03, 1,22% R30 3.

Система подготовки материала к обжигу обеспечивает выделение фракции 0,2—3,36 мм. Перед поступлением в печь материал подвер­ гается сушке в аппарате кипящего слоя, работающем на жидком топ­ ливе. Готовый продукт, выдаваемый из зоны охлаждения, имеет ппп

(потери при прокаливании), равное 0,4%. Активность извести — 92,3% (при общем содержании окиси кальция 94,1 %). Пыль извести, улавливаемая «горячим» циклоном (примерно 25 т/сут), охлаждается

вшнеке с водоохлаждаемыми стенками и используется как готовый продукт. Потери при прокаливании этого продукта равны 0,42%.

Очистка продуктов сгорания, покидающих печь, осуществляется

всухом циклоне «Дакота» и мокром скруббере «Пибоди».

Печь снабжена контрольно-измерительной аппаратурой и систе­ мами регулирования подачи воздуха, топлива, материала, обеспечи­ вающими нормальное ведение процесса обжига.

Показатели работы описанной печи (в пересчете на 100%-ный обжиг) приводятся ниже:

222

ГЛАВА XI

ОЧИСТКА И ОХЛАЖДЕНИЕ ПЕЧНОГО ГАЗА

Выбор схемы очистки печного газа и аппаратуры для нее зави­ сит от типа применяемых печей. Унос пыли из различных печей ко­ леблется в очень широких пределах. Так, в газе после шахтных пе­ чей содержится примерно 1 г/м3 пыли, после печей КС — 120 г/м3, а после вращающихся печей — до 100 г/м3. Если печной газ исполь­ зуется для технологических нужд (производства соды, сахара, су­ хого льда), он должен быть не только тщательно очищен, но и охлаж­ ден. Полнота очистки газа определяется конструкцией применяемых газодувок или компрессоров, которыми печной газ подается в произ­ водство. Так, мокрые поршневые компрессоры не требуют тонкой очистки газов, а сухие турбокомпрессоры, которые повсеместно за­ меняют малопроизводительные поршневые, требуют очень тонкой очистки газов.

Помимо пыли, которая откладывается на корпусе и роторе турбо­ компрессоров, в состав газа обычно входят смолистые вещества, со­ держащиеся в антраците и в самом известняке. Содержание смолис­ тых веществ в известняках различных месторождений неодинаково, в известняках некоторых крупных месторождений оно достигает 0,1%. Даже при таком казалось бы незначительном содержании смол печь производительностью 200 т/сут отгоняет более 400 кг/сут, а если на заводе эксплуатируется 10 или 20 таких печей, то коли­ чество смолы, которое нужно осадить из газа, составляет внушитель­ ную цифру.

Схемы очистки печного газа бывают двухили многоступенчаты­ ми. На первой ступени происходит грубая очистка от наиболее круп­ ных частиц, более мелкие частицы отделяются на последующих ста­ диях.

Для грубой очистки газов применяют циклоны, скрубберы, иногда — пылеосадительные камеры. Для более тонкой очистки ис­ пользуются трубы Вентури, электрофильтры, рукавные фильтры и опилочные или ватные фильтры.

Действие циклона основано на использовании центробежной си­ лы, возникающей вследствие тангенциального ввода загрязненного газа с повышенной скоростью и последующего его движения по спи­ рали. Пыль, отброшенная центробежной силой к стенке циклона, выводится через нижнее отверстие в сборник пыли, а очищенный по-

224

ток газа выходит из центральной трубы циклона. Улавливанию пы­ ли в циклонах способствует коагуляция (укрупнение) частиц.

Широко распространены в промышленности циклоны типа НИИОгаз (рис. 96), которые различаются только размерами (диа­ метр от 100 до 800 мм) и углом наклона между винтообразной крыш­ кой и входным патрубком (11, 15 или 24°). Циклоны этого типа обозна-

тицы размером от 5 мк и более.

Промыватель газа с насадкой представляет собой аппарат, собран­ ный из отдельных чугунных царг, имеющих внутри хордовую насад­ ку из деревянных решеток. Для увеличения поверхности насадки ре­ шетки выполнены из тонких деревянных планок толщиной 12,5 мм, на нижнем ребре каждой планки имеются вырезы для дробления струек воды. Распределение воды по поперечному сечению аппарата производится с помощью брызгалок — трубок 5 (рис. 97), которые установлены в верхней части промывателя.

Газ подается снизу по газоходу 2 под распределительный колокол 3 и движется навстречу орошающей воде, при этом крупные частицы пыли из газа удаляются. В промывной воде растворяется небольшое количество углекислого газа. Концентрация С02 уменьшается на 0,5—0,8%. В промывателе конденсируются также пары воды, уне­ сенные газом из печи при подсушке карбонатного сырья. Газ отво­ дится через газоотводящий штуцер 4, а промывные воды — по тру­

бопроводу 6.

В промывателе газа с водяной завесой (рис. 98) насадка заменена улитообразными форсунками, распыляющими воду по всему попе-

Рис. 99. Скоростной турбулентный пыле­ уловитель (труба Вентури):

1 — конфузор; 2 — горловина; 3 —диффузор.

Г аз U

речному сечению. При движении через аппарат газ встречает не­ сколько водяных завес. При этом частицы пыли покрываются капель­ ками воды, укрупняются и выводятся из аппарата вместе с промыв­ ной водой. Газ очищается и охлаждается. Скорость газа в аппарате —

около 1,5 м/с.

Форсунки, устанавливаемые в промывателе, обеспечивают тон­ кое распыление воды и надежны в работе. В таком аппарате общий расход воды на очистку снижается при одновременном уменьшении гидравлического сопротивления. В качестве сепарирующего устрой­

газа подается жидкость, которая за счет большой скорости газа в су­ женной части аппарата (горловине) дробится на мелкие капли. Бла­ годаря высокой турбулентности газового потока происходит коагу­ ляция частичек пыли, которые уже могут быть отделены от газового потока в обычном циклоне. Скорость газа в горловине 70—120 м/с,

226

расход жидкости 0,3—1,0 л/м3. Чем больше скорость газа и расход воды, тем выше коэффициент очистки и тем больше гидравлическое сопротивление; при сопротивлении выше 500 мм вод. ст. этот аппарат может служить для весьма эффективного улавливания высокодис­ персных частиц пыли. Достоинством скоростного турбулентного пы­ леуловителя является его малый размер, недостатком — значитель­ ные затраты энергии на подачу газа.

Электрофильтры, применяемые для тонкой очистки газов изве.т- ково-обжигательных печей, представляют собой цилиндрические аппараты, в которых нижняя часть является промывателем скруббер­ ного типа, а верхняя — собственно электрофильтром (рис. 100). Скрубберная часть состоит из двух рядов деревянных насадок 2 и 3, орошаемых сверху водой специальным брызгальным устройством 4. Ввод газа осуществляется через штуцер 1.

Электрофильтр состоит из осадительной камеры и аппаратуры, питающей его постоянным током высокого напряжения. В камере установлены трубы — осадительные электроды 9. По оси каждой трубы натянут проволочный, так называемый коронирующий, элек­ трод 8. Все они закреплены в специальных рамах 6 и 7. Коронирующие электроды соединены с отрицательным полюсом источника вы­ сокого напряжения, осадительные электроды заземлены. Вокруг коронирующих электродов при подключении к ним электрического то­ ка создается электрическое поле, в котором происходит ионизация газа. Вокруг коронирующих электродов образуется «корона» иони­ зированного газа. При движении запыленного газа через электри­ ческое поле пылинки приобретают отрицательный заряд и движутся к положительно заряженным осадительным электродам, на которых и оседают.

Очистка электродов производится с помощью стряхивающих уст­ ройств и промывки водой через каждые два часа работы. Для того чтобы в систему не поступал загрязненный газ, электрофильтры про­ мываются поочередно. На время промывки они обесточиваются, зас­ лонка на выходе газа закрывается, после чего включается подача воды на брызгалки. Промывка аппарата продолжается 10 мин. Во время остановок электрофильтра, хотя бы и кратковременных, его необходимо промывать, чтобы предотвратить образование несмывае­ мой корки. Смытая пыль попадает в бункер, откуда через гидравли­ ческий затвор 10 удаляется из электрофильтра.

Температура газа, поступающего в электрофильтр, не должна превышать 30 °С. Внутренняя поверхность корпуса электрофильтра 5 для предупреждения коррозии покрывается специальным лаком или перхлорвиниловой смолой.

Скорость газа в аппарате не должна превышать 1 м/с. При этом обеспечивается остаточное содержание пыли в газе не более 0,01 г/м3.

Электрофильтры питаются током от специальных подстанций, оборудованных повышающе-выпрямительными агрегатами. К элек­ тродам подводится выпрямленный ток напряжением 50 000—60 000 В.

Работа аппарата контролируется по напряжению тока питания

на низковольтной линии и силе тока на высоковольтной линии. Пе­ ред промывкой электрофильтра напряжение тока питания понижает­ ся на 20—30 В. Если при неизменном напряжении тока питания наб­ людается падение силы тока на высоковольтной стороне, это также указывает на необходимость промывки электрофильтра.

Рис. 101. Многосекционный рукавный фильтр:

Пуск и остановку электрофильтра и его обслуживание произво­ дят в соответствии со специальной инструкцией. Доступ к электро­ дам для осмотра или ремонта разрешается только после полного вы­ ключения тока и заземления электродов. Работа по замене или ре­ монту электродов должна производиться в шланговых (изолирую­ щих) противогазах, так как в осадительных камерах могут нахо­ диться вредные газы.

Рукавный фильтр (рис. 101) состоит из ряда подвешенных в ка­ мере тканевых рукавов, заглушенных сверху. Запыленный газ по­ ступает в нижнюю часть аппарата и проходит через ткань рукавов. На поверхности ткани и в ее порах осаждается пыль. По мере увели­ чения толщины слоя пыли возрастает его сопротивление, поэтому осевшую на ткани пыль периодически удаляют механическим встря­ хиванием рукавов с помощью автоматического устройства илипу­ тем одновременного механического встряхивания и обратной про­ дувки рукавов очищенным газом или воздухом. Обычно фильтр со­ стоит из нескольких однотипных параллельно работающих секций.

Производительность рукавных фильтров определяется удельной нагрузкой ткани [вм3 (м2-мин)] и величиной поверхности фильтра­ ции. Размеры осажденных частиц пыли в порах ткани и на ее поверх­ ности часто во много раз меньше среднего диаметра пор фильтро­

229