15) Конструкция шахтной известково-обжигательной печи, режим работы.
Известково-обжигательная печь состоит из 3 основных частей: шахты, загрузочного и разгрузочного механизмов.
В соответствии с характером термических процессов, протекающих в шахтной известковой печи, ее условно делят на 3 тепловые зоны:
1 – зона подогрева (верхняя часть печи). В этой зоне происходит подсушка сырья и топлива, нагревание шихты до температуры начала разложения карбонатного сырья (около 850 °С) за счет тепла горячих газов, движущихся из зоны обжига.
2 – зона обжига. Температура газа на границе 1 и П зоны достигает 900-1000 °С.
В зоне обжига протекает горение топлива и разложение СаСО3. В конце этой зоны температура газов и кускового материала достигает максимума 1100-1200 °С, разложение СаСО3 прекращается, но горение топлива еще продолжается, а выделенное тепло расходуется на подогрев воздуха, поступающего из зоны охлаждения. Это обусловлено тем, что тепла, отдаваемого известью, недостаточно для подогрева воздуха до температуры начала горения топлива.
Поэтому, зоной горения называют зону, в которой происходит расходование кислорода на сжигание топлива.
Зона обжига составляет, таким образом, часть зоны горения топлива.
Режим отделения известковой печи:
-
Печной газ:
1. Температура, °С
150
2. Содержание, % об.
СО2
33-35
О2
0,5 – 1,5
СО
0,5 – 2,0
пыль
Не более 2,0
Известь
Содержание,
% масс.
СаОсвоб.
Не менее 80
СаСО3
Не более 8
1 6) Обжиг шихты, расположение зон в печи, скорость разложения известняка.
Расположение зон в печи:
РИС. 6. Изменение температуры и состава газа и материала по высоте печи:
а – схема расположения теплообменных зон в шахтной печи; 6 – температура и состав газа по высоте печи
В соответствии с характером термических процессов, протекающих в шахтной известковой печи, ее условно делят на три последовательные тепловые зоны (рис. 6). В верхней части печи – зоне подогрева – происходит подсушка сырья и топлива, нагревание шихты до температуры начала разложения карбоната кальция (около 850 °С) за счет тепла горячих газов, движущихся навстречу из зоны обжига. На границе этих зон температура газов достигает 900-1000 °С. При дальнейшем перемещении шихты вниз протекает горение топлива и разложение СаСО3. В конце зоны обжига температура кускового материала и газов достигает максимума (1100-1200 °С), а разложение СаСО3 прекращается.
Т.о., зоной обжига называют зону, в которой происходит разложение СаСО3 и переход СО2 в газовую фазу.
В нижней части зоны обжига горение топлива еще продолжается, а выделяющееся тепло расходуется на нагревание воздуха, поступающего из зоны охлаждения (тепла выходящей из зоны обжига извести недостаточно для подогрева воздуха до температуры начала горения топлива).
В соответствии с этим зоной горения следует называть зону, в которой происходит расходование кислорода на сжигание топлива. Зона обжига всегда составляет часть зоны горения топлива.
Скорость разложения известняка:
Рис. 5. Зависимость средней скорости продвижения границы разложения от температуры: 1 – мел; 2 – известняк.
Кинетика процесса диссоциации СаСО3 зависит от температуры и степени удаления системы от равновесного состояния. Лимитирующей стадией процесса диссоциации является образование кристаллических зародышей CaO. Решающее влияние на скорость диссоциации кусков карбоната кальция оказывает процесс теплопередачи.
На рис. 5 показано изменение средней скорости продвижения зоны диссоциации при обжиге кусков мела цилиндрической формы (R0 = Н = 80 мм, кривая 1) и кусков известняка неправильной формы (кривая 2) с эквивалентным диаметром от 30 до 70 мм. Из этих данных следует, что скорость продвижения зоны диссоциации у мела выше, чем у известняка. Это можно объяснить тем, что мел более порист, а также тем, что температурный перепад между газовым потоком и реакционной зоной для пород различной степени дисперсности неодинаков.