7.4 Котлы-утилизаторы

Основная задача КУ – снизить температуру выбрасываемых в атмосферу газов (тем самым повысить к.п.д. печи), преобразовав их тепло в энергию водяного пара.

С хема котла-утилизатора

1. пароперегреватель

2. барабан-сепаратор

3. трубчатые испарительные поверхности нагрева

4. водяной экономейзер

(стрелка в кружке) насос

Допустимая температура газа 650-850 ⁰С

Параметры пара:

P=1,8-4,5 МПа

T=365-385⁰С

Паропроизводительность: 30-41тонна в час.

7.5Охлаждение печей.

Элементы конструкции металлургических печей, работающие в зоне высоких температур, имеют специальное охлаждение. Это предохраняет их от прогара, повышает стойкость кладки, поддерживает температуру в пределах, не допускающих разрушение и износ материала.

Охлаждающей средой могут быть воздух, вода или пароводяная смесь.

Воздушное охлаждение деталей применяется, если плотность теплового потока на стенку детали не превышает 2 кВт/м².

Наибольшее распространение имеют водяное проточное охлаждение и замкнутые системы испарительного охлаждения печей.

Водяное (проточное) охлаждение

Обеспечивает интенсивный отвод тепла от детали или элемента печи. Значение коэффициента теплоотдачи α зависит от плотности теплового потока, конструкции детали.

t° и υ охлаждающ. вды и т. д. и находится в пределах α =10²-10⁵ Вт/м² К

Особенность: низкий допустимый уровень нагрева воды. При нагреве до 40-60 ⁰С, из воды происходит выпадение солей, образование шлама, накипи на стенках. Это приводит к росту термического сопротивления стенки и повышению её t°. Поэтому воду нагревают до t°=35-50 ⁰С, что приводит к очень большим её расходам. Применение оборотного цикла и химическая очистка воды хоть и удорожает систему охлаждения, но в целом целесообразно.

Испарительное охлаждение

Используется скрытая теплота парообразования, которая отводится от охлаждаемой поверхности испаряющейся водой. Коэффициент теплоотдачи к кипящей воде от стенки значительно больше, чем к холодной воде. Это и создаёт условие для отбора тепла от стенки в количестве необходимом для испарения воды 2260 кДж/кг, что в несколько десятков раз больше, чем при водяном охлаждении.

Принципиально схема контура циркуляции воды и пароводяной смеси в установке подобна схеме котла-утилизатора.

7.6 Очистка дымовых газов

Расчёт и выбор газоочистных устройств производится из условий соблюдения норм ПДК. Газоочистные аппараты для очистки от газообразных компонентов основываются на сорбционно – каталитических или химических методах, а аппараты для улавливания аэрозолей- на физико-механических

Аэрозоли: пыль, дым, туман

Дым - частицы, образованные в результате конденсации паров.

Пыль – малоустойчивые системы с твёрдыми частицами, образованными в результате механического дробления твёрдого вещества.

Туман – аэрозоли с жидкими частицами.

Методы очистки и аппараты по природе используемых в них сил:

a) электрические

б) механические – сухие, мокрые.

В мокрых используется эффект смачивания частиц.

В аппаратах сухого типа используются гравитационно – инерционные и фильтрационные принципы.

Электроочистка.

Процесс электроосаждения пыли состоит из двух стадий:

1. зарядка частиц пыли

2. осаждения

Конструкция электроосаждающих устройств состоит из 2-ух электродов - коронирующего и осадительного. Осадительный заземлён. На коронирующий подаётся постоянное высокое напряжение. Форма электродов приводит к возникновению потоков ионов в межмолекулярном пространстве. На поверхность частиц пыли оседают ионы , сообщая им определённый заряд, в результате чего частицы движутся к осадительному электроду

Сухая очистка газов

В схемах сухой механической очистки газов применяются осадительные камеры, инерционные пылеулавливатели, центробежные и вихревые аппараты, а также аппараты фильтрующего действия.

Н есмотря на свою невысокую эффективность, простейшие аппараты – пылеосадительные камеры применяются довольно широко в качестве первой ступени, грубой очистки.

Преимущества: простота конструкции, низкая стоимость сооружения, низкие потери давления по тракту.

Недостаток – большие размеры.

Циклоны. Инерционный эффект многократно усиливается при вихревом вращении газового потока, который осуществляется в циклонах. С высокой эффективность в них осаждаются частицы крупностью от 15 мкм и выше.

Очистка газов фильтрацией. При прохождении потока газа через пористую перегородку на ней задерживаются частицы, взвешенные в потоке. Структура пористой перегородки может быть весьма разнообразной: волокнистые и тканевые материалы, насыпной зернистый слой и пористая керамика. Осаждение частицы пыли в них является результатом суммарного действия на частицу сил инерции, броуновской диффузии, электрических сил.

По области применения фильтры можно разделить на три вида:

1. фильтры ультратонкой очистки (волокнистые фильтры различных конструкций)

2. фильтры для очистки воздуха приточной вентиляции (волокнистые и тканевые фильтры)

3. промышленные фильтры (тканевые рукавные фильтры)

Мокрая очистка. В основе способа мокрой очистки газа лежит контакт запыленного потока с жидкостью. При этом в большинстве случаев, когда температура газа и жидкости различна, происходят тепло - и массообменные процессы. Контакт газа с жидкостью способствует и процессу абсорбции газовых компонентов.

С помощью аппаратов мокрого типа решают комплексную задачу: охлаждение, пылеулавливание и в некоторой степени очистку от вредных газообразных примесей.

В промышленности, в частности в металлургии широко применяются аппараты, где осаждение частиц происходит на каплях. Распыл жидкости в них чаще всего производят с помощью форсунок.