Промышленное применение вращающейся печи в различных промышленностях – обзор

Введение

Вращающаяся печь представляет собой горизонтальный круговой цилиндр, облицованный огнеупорным материалом, поддерживаемый опорными станциями и приводимый в движение с помощью зубчатого венца и привода. Привод состоит из электродвигателей постоянного тока и коробок передач с гидравлическими пакетами. Цилиндр печи расположен под углом к горизонту и вращается с малыми оборотами вокруг своей продольной оси и работает в основном как теплообменник, сушилка, кальцинатор и мусоросжигатель. Наклон цилиндра вызывает осевое смещение твердого слоя, который движется к выходному концу. Вращающийся цилиндр одновременно выполняет функцию устройства подачи и перемешивания благодаря использованию внутренних ребер, которые помогают перемешивать и вращать материал в радиальном направлении. Угол наклона цилиндра, рабочая температура, скорость вращения, расход материала и скорость разгрузки являются важными параметрами производительности печи. Управление печью во время ее работы, сборка различных компонентов и параметров процесса является неотъемлемой частью быстро развивающейся среды. Печь обычно используется для таких процессов, как регенерация активированного угля, дегазация лигнита, утилизация бытовых отходов, утилизация утильных шин, удаление осадка сточных вод, очистка почвы, утилизация отходов древесины. Вращающиеся печи с косвенным нагревом используются для процессов пиролиза и термолиза благодаря преимуществам непрерывного процесса, очень хорошему смешиванию продукта в отличие от периодической обработки и простой планировке установки.

Печь может быть использована в качестве роторной сушилки для удаления воды и влаги из твердых веществ путем введения горячих газов в сушильную камеру. Оболочка печи должна быть прочной с непроводящей футеровкой и должна выдерживать высокие температуры и предотвращать тепловые потери в печи.

Практическое применение

Вращающаяся печь – это цилиндр, который вращается вокруг своей оси и по существу работает как устройство для обмена теплом. Вращающаяся печь с прямым подогревом широко используется для физической активации. Конструкция и выравнивание положения печи очень важны для всего процесса. При термической обработке остаточных материалов различного происхождения и преимущественно для пожаротушения опасных отходов используются вращающиеся печи. В металлургии они служат для нагрева твердых частиц, таких как восстановление оксидных руд, кальцинирование известняка, очистка машинного масла от стружек. Кроме того, эти установки находят широкое применение в силикатной, химической и фармацевтической промышленности, также используемой в качестве мусоросжигательного и пиролизерного оборудования в минеральной, металлургической, цементной, сахарной и пищевой промышленности. В этих секторах они используются главным образом для нагрева и сушки сыпучих материалов с различными размерами.

Вращающиеся печи находят свои многочисленные промышленные применения в область извлечения отходов извести, производство проппента, производство активированного угля, сахарная промышленность, пищевая промышленность, целлюлозно‑бумажная промышленность, глины, термическая десорбция органических/опасных отходов, обжиг минералов, специальная керамика, переработка пластмасс, кальцинирование гипса, пиролиз шин, кальцинирование бокситов, пигменты, катализаторы, производство фосфатов.

В цементной промышленности цементный клинкер производится из CaCO₃ с использованием вращающейся печи длиной 63 м и диаметром 4,3 м со средней производственной мощностью 3000 тонн в день. Начальная температура при входе в зону разложения составляет 850 °C, затем повышается до 900 °C и 1450 °C при входе в переходную зону и зону процесса спекания, а конечная температура зоны спекания составляет 1300 °C, и используются различные типы альтернативных видов топлива. в этих цементных печах для сжигания. В цементной печи не содержащий хрома кирпич с добавлением TiO₂ улучшаются все свойства, а также способность покрытия и коррозионная стойкость кирпича, которые демонстрируют хорошую термическую стабильность и превосходную химическую стойкость клинкерного сырого шрота. Этот кирпич обладает качествами, необходимыми в горячей зоне вращающейся цементной печи. Цемент изготовлен из клинкера и измельченного гипса и изготовлен из обожженной смеси известняка и глины, для этого процесса вращающаяся печь используется для изготовления цементного клинкера.

Вращающаяся печь используется в металлургической промышленности, которая имеет две зоны, а именно зону предварительного нагрева и зону восстановления, и может смешивать твердый заряд по мере его нагрева и сокращать одновременное перемешивание, что способствует разбавлению концентрации CO₂, образующейся вокруг частиц железной руды , На металлургическом заводе вращающаяся печь прямого восстановления используется для предварительного восстановления железисто-железной руды. Горячее предварительно восстановленное железо выгружается при температуре около 1100 °C в загрузочные бункеры. Подобный тип вращающейся печи используется для изготовления алюминия на алюминиевом заводе по переплавке алюминия из лома. Длина печи составляет 4,8 м, а диаметр – 3,5 м с наклоном от 5 до 35 °. Алюминиевый лом загружается, а жидкий алюминий выгружается через переднюю апертуру с плавильной способностью 4 т алюминиевого лома в час, но производительность заполнения составляет 8 т в час. Вращающаяся печь также используется при производстве сарооджа с производительностью 200 кг/ч путем сжигания определенной глинистой почвы, которая содержит достаточное количество кремнезема, глинозема и оксидов железа. Наружный диаметр печи составляет 1,2 м, общая длина печи – 3,17 м, рабочая температура – 750 °C, скорость подачи материала – 200 кг/час, а скорость вращения цилиндра – 30 об/мин. Вращающаяся печь также используется в процессе индукции окатышей, сложном процессе при производстве окатышей в условиях максимальной производительности и минимального расхода топлива при достаточной механической прочности и термической стабильности. Пилотная вращающаяся печь, используемая для производства активированного угля из эвкалиптовой древесины, длина печи составляет 3,7 м, внутренняя и внешняя 0,30 м, 0,60 м с уклоном от 2 до 6 ° и скорость вращения от 1 до 3 об/мин. Температура обработки составляет 800–1100 °C. Печь используется для смешивания суспензий стеклянного порошка в производстве бетона для улучшения механических свойств.

Выводы

Вращающаяся печь широко используется в производстве цементного клинкера, кальцинирования известняка, производства активированного угля, производства губчатого железа, металлургической, минеральной, пищевой и сахарной промышленности, а также в качестве установки для сжигания и термической обработки (сушилки) для процесса. жидких и твердых опасных и медицинских отходов, сушка оливкового камня. Жизненно важные факторы, влияющие на производительность вращающейся печи для различных применений, разработаны ясным образом. Для всех применений угол наклона и температура процесса играют основную роль в управлении работой печи.

Список использованной литературы

1. Shijie Wang, Jidong Lu, Weijie Li, Jie Li, and Zhijuan Hu, Modeling of Pulverized Coal Combustion in Cement Rotary Kiln, Energy & Fuels 2006, 20, 2350–2356.
2. W. K. Hiromi Ariyaratne, Morten C. Melaaen, and Lars‑Andre Tokheim, The Effect of Alternative Fuel Combustion in the Cement Kiln Main Burner on Production Capacity and Improvement with Oxygen Enrichment, World Academy of Science, Engineering and Technology 76, 2013.
3. S. Ghanbarnezhad, A. Nemati, M. Bavand-Vandchali, and R. Naghizadeh, New development of spinel bonded chrome‑free basic brick, International journal of architecture, Volume 1, Issue 1, January – December (2013), 46–55.
4. R. Saidur, M.S. Hossain, M.R. Islam, H. Fayaz, and H.A. Mohammed, A review on kiln system modeling, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (2011) 2487–2500.
5. Uwe Kussel, Dirk Abel, Matthias Schumacher and Martin Weng, Modeling of Rotary Kilns and Application to Limestone Calcination, Proceedings 7th Modelica Conference, Como, Italy, Sep. 20-22, 2009.
6. C. Philip Ross, Gabe L. Tincher, Margaret Rasmussen, Glass Melting Innovations Glass Melting Technology, A Technical and Economic Assessment, Kanch, Quarterly Journal of the All India Glass Manuacturers’ Federation, Vol. 3, No. 4, July – September 2010.
7. Nikolaos Kantiranis, “Re‑Cycling of sugar‑ash: a raw feed material for rotary kilns”, Waste Management, Volume 24, Issue 10, 2004, 999 – 1004.