|
Рус | Укр| Eng || ДонНТУ > Портал магистрів ДонНТУ
Магістерська робота |
Бібліотека | Посилання |
Реферат Магістерська робота
ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ ЕНДОТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ КАРБОНАТНИХ ПОРІД НА
ВАПНО В БАГАТОЗОННИХ ПІЧАХ КИПЛЯЧОГО ШАРУ Корисна модель ставиться до техніки ендотермічного випалу полідисперсних карбонатних матеріалів у киплячому шарі й може бути використана в металургійній, хімічній і будівельній галузях промисловості. Відома пекти киплячого шару для випалу сипучого матеріалу (SU, № 924488, кл. F 27 У 15/00, опубл. 30.04.1982р.), що включає зони випалу вапняку й охолодження перевелися, гарячий циклон, взаємозалежний із зоною випалу й, розташованої над нею, зоною підігріву, глуху перегородку між зоною випалу й зоною підігріву, розміщену з утворенням камери, ізольованої знизу від зони випалу, і взаємозалежної із зоною підігріву через газорозподільні ґрати, при цьому на поверхні глухої перегородки, зверненої нагору, установлений трубчастий газораспределитель із отворами, виконаними в верхньої частини труб і орієнтованими вертикально нагору, причому конфігурація труб газораспределителя може бути виконана у вигляді змійовика з паралельними ділянками, колектора з відводами або спирали Архімеда. До недоліків відомої печі киплячого шару для випалу сипучого матеріалу, варто віднести її низьку експлуатаційну надійність і недостатню теплову ефективність, оскільки на горизонтальному зрізі отворів трубчастого газораспределителя, орієнтованих вертикально нагору, при флуктуаціях у киплячому шарі, виникають різкі коливаннями тиску, що приводить до просыпанию матеріалу в усередину трубчастого газораспределителя. Це приводить до порушення рівномірного розподілу повітря по отворах трубчастого газораспределителя й - порушенню газодинамического режиму, що приводить до виходу з ладу печі при критичному нагромадженні матеріалу в камері. Зазначені обставини ведуть до простоїв печі для чищення труб газораспределителя й камери, перевитраті палива й до втрат готової продукції. Найбільш близьким аналогом по технічній сутності й досягається результату, що, до пропонованої печі киплячого шару для випалу вапняку (RU № 2224196 C2, кл. F 27 У 15/00, З 04 У 2/10, опубл. 20.02.2004р.), що містить зону випалу з газорозподільним пристроєм і подрешеточной камерою й зону охолодження із трубчастим газораспределителем, підключеним до повітродувного засобу, виконаним у вигляді труб з отворами в нижній частині їхніх бічних поверхонь (нижня перфорація), установлених горизонтально із зазором в 4 - 12 максимальних розмірів часток оброблюваної перевелися між собою й з корпусом зони охолодження, переточне пристрій для вивантаження перевелися із зони охолодження, причому подрешеточная камера зони випалу з'єднана з надшаровим простором зони охолодження воздуховодом, а вхід переточного пристрою для вивантаження перевелися із зони охолодження розташований у нижній підставі конічної подрешеточной камери зони охолодження. До недоліків найбільш близького аналога ставиться наступні. У зоні охолодження киплячий шар перевелися утвориться вище горизонтального зрізу отворів виконаних у нижній частині бічних поверхонь труб газораспределителя, отже отвори й повітряний потік з них орієнтовані долілиць, значить вапно не може проникнути в усередину трубчастого газораспределителя при роботі печі й при її зупинці. У цьому випадку, нижче зрізу отворів трубчастого газораспределителя, матеріал перебуває в стані щільного шару, при цьому повітряні струмені з отворів трубчастого газораспределителя спрямовані вертикально долілиць, відбиваються від поверхні щільного шару часток перевелися для розвороту вертикально нагору. Оскільки, поверхня щільного шару часток перевелися перебуває на відстані близько 0,5 зовнішнього діаметра труб газораспределителя, те повітряний струмінь попадає в обмежене, практично замкнуте простір, що різко збільшує аеродинамічний опір трубчастого газораспределителя (від 1500 - 2500 Па, до 5000 - 7500 Па). Так, при збільшенні опору трубчастого газороспеделителя в 1,5 - 2,5 рази доводиться зменшувати висоту киплячого шару в зоні охолодження, а значить - погіршувати умови теплообміну й тепловий к.п.буд. печі киплячого шару в цілому, знижувати її продуктивність. При цьому зменшення киплячого шару зони охолодження може виявитися недостатньо (за умовами існуванні киплячого шару зони охолодження потрібно необхідна мінімальна його висота), тоді доводиться скорочувати висоту киплячого шару зони випалу, а це може привести до зниження якості випалу і якості продукції - перевелися. В основу даної корисної моделі поставлене завдання вдосконалення конструкції печі з киплячим шаром для ендотермічного випалу полідисперсних карбонатних матеріалів, у якій за рахунок конструктивних особливостей трубчастого газораспределителя зони охолодження перевелися, змінюється схема розподілу повітря, і орієнтація отворів трубчастого газораспределителя, що приводить до зниження витрати палива на процес, підвищенню якості й виходу матеріалу. Поставлене завдання досягається тим, що в печі з киплячим шаром для эндотермическогообжига полідисперсних карбонатних матеріалів:
Результатом використання пропонованої конструкції печі з киплячим шаром для ендотермічного випалу полідисперсних карбонатних матеріалів є підвищення її експлуатаційних характеристик, що виражається в забезпеченні стійкого технологічного процесу, при зниженні аеродинамічного опору трубчастого газораспределителя в 1,5 - 2,5 рази й відповідному збільшенні корисної маси киплячого шару. При цьому проникнення часток перевелися всередину труб газораспределителя, що відбуває в результаті флуктуації киплячого шару часток перевелися в зоні охолодження, у цьому випадку не є стадією, що лімітує, процесу, оскільки частки транзитом виходять через отвори нижньої перфорації в подрещеточное простір зони охолодження. Також отвору в бічних стінках труб трубчастого газораспределителя нижньої перфорації виконані із профілем у вигляді усіченого конуса, а отвору верхньої перфорації - у вигляді бічної поверхні переверненого усіченого конуса, що, відповідно до напрямку можливого проникнення часток усередину трубчастого газораспределителя, виключає нагромадження часток на зрізі отворів верхньої перфорації й, навпаки, сприяє збору часток, що проникнули, у конусної утворюючих отворів нижньої перфорації. Для вапняку й перевелися крупностью від 0,003 до 0,020м живий перетин (відношення сумарної площі отворів до площі зони в цьому перетині, %) газорозподільних ґрат у киплячому шарі становить 2,5 - 4, 0?6,0 - 8,0 (Гельперин Н.И. і ін. Основи техніки псевдоожижения. М.: Хімія. 1967, 664с.), відповідним чином і співвідношення площі отворів нижньої й верхньої перфорації складе, щонайменше, з погляду аеродинамічних умов існування киплячого шару, 1,5 - 3,0 (6,0/4,0 ? 8,0/2,5). З іншого боку, розмір часток, які проникають усередину трубчастого газораспределителя, не перевищує діаметра отворів верхньої перфорації, однак ці частки можуть мати форму циліндра зі співвідношенням найменшого й найбільшого розміру до 2,0 (Люйкен В. Підготовка сирих матеріалів до доменної плавки. - М: Державне науково - технічне видавництво літератури по чорній і кольоровій металургії. 1959. - 412с.), і вони можуть перекривати отвору нижньої перфорації. Одночасно припустима можливість заклинювання отворів нижньої перфорації двома частками з максимальним і мінімальним лінійним розміром, що складе 3,0 (1,0 - мінімальний + 2,0 - максимальний розмір часток). Тому площа отворів нижньої перфорації варто передбачити в 4,0 - 9,0 (?d2н/?d2в= ?22/ ?12 - ?32/ ?12 = 4,0 - 9,0, де dн і dв, відповідно, діаметри отворів нижньої й верхньої перфорації) більшої, ніж площа отворів верхньої перфорації. Т.о., площі отворів трубчастого газораспределителя верхньої й нижньої перфорації повинні співвідноситися як 1,5 - 3,9 ? 4,0 - 9,0, що дозволить проникнення й нагромадження із забиванням і виходом їхнього ладу трубчастого газораспределителя й печі в цілому. Для зменшення ймовірності заклинювання великих часток виконана гостра крайка входу (верхня) і виходу (нижня перфорація) отворів. Результатом перерахованих заходів є зниження витрати палива, підвищення якості й виходу перевелися. На мал.1 представлений загальний вид пропонованої конструкції печі з киплячим шаром для эндотермическогообжига полідисперсних карбонатних матеріалів. Пекти має зону випалу 1 - газогорелочное пристрій зони випалу 1 з газовими пальниками 2 і повітряними отворами 3, зону охолодження 4, розташовану в окремому корпусі, воздуховод 5, установлений між зоною випалу 1 і зоною охолодження 4, подрешеточную камеру 6 зони охолодження 4, трубчастий газораспределитель 7 зони охолодження 4, з отворами 8 (верхня перфорація) і 9 (нижня перфорація), воздуховод 10, підключений до подачі повітря, переточний пристрій 11 із зони випалу 1 у зону охолодження 4, переточний пристрій 12 із зони охолодження 4 для вивантаження готової продукції, вхід якого розташований у нижній підставі подрешеточной камери 6 зони охолодження 4, регулятор подачі повітря 13, подрешеточную камеру 14 зони випалу 1. Пропонована піч працює в такий спосіб. Вапняк крупностью 0,003 - 0,012, 0,0015м завантажується в зону випалу 1, обпалена вапно переточним пристроєм 11 перевантажуються в зону охолодження 4 і, після охолодження, переточним пристроєм 12 вивантажується із зони охолодження 4 - з печі. Повітря на охолодження вапна а киплячому шарі подається у воздухов 10 і повітряні отвори 8 нижньої й отвору 9 верхньої перфорації, далі нагрітий повітря надходить у подрешеточную камеру 14 зони випалу 1 і через газовими пальниками 2 і повітряними отворами 3 у зону випалу 1 на горіння природного газу. Отримана газо - повітряна суміш згоряє в киплячому шарі зони випалу 1. Опір трубчастий газораспределитель при цьому зменшиться 3750 - 6350 до 1000 - 1500Па за рахунок сполучення верхньої й нижньої перфорації, тобто стане нижче, ніж у відомі печі. Киплячий шар зони охолодження 4 відповідно збільшиться в порівнянні з відомими печами з 10000Па до 11000 - 11500Па. При цьому, отвору верхньої перфорації трубчастий газораспределитель 7 у меншому ступені піддаються забивання з - за конусности й гострої крайки на виході повітряних струменів потоку (і вході часток в усередину), а, при проникненні часток перевелися всередину трубчатыго газораспределителя 7, вони віддаляються через отвори нижньої перфорації з більшим диамертом і гострою крайкою на виході повітряного потоку (і виході часток, що проникнули, назовні). Усунення недоліків, властивого режиму псевдоожижения зони охолодження 4 і трубчастим газораспределителем по прототипі, дозволяє знизити незавершеність теплообміну між повітрям і вступника на охолодження вапном таким чином, що різниця температур киплячого шару зони охолодження 4 і повітря, що йде на горіння в зону випалу 1 з надшарового простору зони охолодження 4, знизиться з 50-100 до 40-95°С. Крім того, збільшиться температура повітря, що надходить на горіння палива з 360 - 280 до 370 - 4000С, що також скорочує втрати палива на процес випалу й теплові втрати печі в цілому. Пропонований винахід стосовно до умов ВАТ «Мотор Сичь» дозволить забезпечити технологічні показники, представлені в таблиці.
Якість перевелися, оцінюване по сумарній частці оксидів кальцію й магнію, відповідно, збільшиться на 2,0-2,5%. Також на 5-7% зросте міжремонтний період експлуатації печі. Стосовно до умов печі ВАТ «Мотор Сичь» виконання отвору верхньої перфорації з діаметром 10,0 мм визначає необхідність вибору діаметра отвору нижньої перфорації рівного 12,2 - 17,3 ? 20,0 - 30,0, залежно від обраних умов псевдоожижения й физико - хімічних властивостей оброблюваних вапняку й перевелися. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ
|
