Работа на известняковообжигательной печи

25-04-2017, 14:10

Основные факторы работы. Количество топлива (антрацита с теплотворной способностью около 7 тыс. ккал (29,3 тыс. кдж) составляет около 8—10% ко всей массе обжигаемого известняка. Если снизить количество антрацита, то понизится температура в печи и увеличится количество «недопала» в извести, т. е. недостаточно обожженного известняка. При повышении количества антрацита температура в печи слишком поднимается (например, до 1300° С) и известь будет содержать «перепал» («мертвая» известь). Кроме того, будет разрушаться футеровка печи вследствие образования с известью плавких силикатов и по этой же причине могут образоваться «козлы» и «зависание» печи (т. е. куски извести начнут спаиваться плавкими силикатами один с другим и с футеровкой печи, содержимое печи начнет «зависать» — перестает двигаться и не будет оседать при выгрузке).
Температуру печи определяют обычно на глаз по цвету раскаленного камня, который можно наблюдать открывая смотровые окна, расположенные в разных местах по высоте печи (см. рис. 108 и 109): должно быть лишь светло-желтое, но не белое каление. Получаемая известь может содержать не более 0,5% недопала, но в ней совершенно не должно быть перепала.
Количество загружаемой смеси камня и угля следует регулировать так, чтобы зона обжига оставалась на определенном нормальном месте по высоте печи (положение зоны обжига определяют наблюдая в смотровые окна). Если уменьшить количество смеси, выгружаемой и загружаемой в печь, то воздух, просасываемый через нее насосом в прежнем количестве, окажется в избытке и начнет сжигать антрацит все в более и более высоких зонах, т. е. зона горения начнет ненормально повышаться. Наоборот, при повышении количества выгружаемых и загружаемых материалов зона горения ненормально понизится.
Итак, при определенной производительности газового насоса получается соответствующая определенная производительность печи. Если требуется уменьшить ее производительность, то необходимо прежде всего уменьшить количество отсасываемого газа, и, наоборот, для увеличения производительности печи нужно ускорить ход газового насоса.
Однако при чрезмерном увеличении производительности печи повышается температура уходящего из печи газа, который не успевает достаточно охладиться в зоне подогрева материалов, поэтому резко уменьшается коэффициент полезного действия печи и увеличивается расход топлива. Известняк при ускоренном ходе печи не успевает разлагаться, и количество недопала увеличивается. Нормальная длительность обжига известняка — 24 ч и нормальная производительность печи — 0,8 т извести на 1 м3 емкости печи.
Величина кусков известняка и антрацита — весьма важный фактор работы по обжигу известняка. Слишком крупные куски медленно прогреваются, поэтому требуется больше времени для обжига их.
Следовательно, уменьшая размер обжигаемых кусков известняка, можно увеличить производительность печи. Слишком мелкие куски известняка также вызывают затруднения: они оказывают большее сопротивление движению газа, следовательно, увеличивается разрежение в верхней части печи и в сети перед газовым насосом, увеличивается также количество засасываемого воздуха через неплотности и при загрузке камня.
Нормальные размеры кусков известняка: 100—120 мм в поперечнике при массе около 2 кг. Куски должны быть приблизительно одинаковыми: примесь крупных кусков вызывает недопал, так как требуется больше времени для их обжига.
Куски антрацита должны иметь в поперечнике около 50 мм и массу 50—100 г. Слишком мелкие куски чрезмерно быстро сгорают, вследствие чего уменьшается зона обжига в печи; очень крупные куски, наоборот, не успевают сгорать до конца, и остатки их выгребают вместе с известью.
Повышение производительности печи. Новаторам сахарной промышленности (Коновалову и Решетнику) удавалось повышать производительность известняковообжигательных печей на 50—80%. уменьшая размеры кусков известняка до 1—0,6 кг. При этом требовался, конечно, достаточно мощный газовый насос и хорошие условия его работы. Нужно было тщательно следить за работой лавера, чтобы к насосу подавался лишь хорошо промытый и охлажденный газ.
Необходимо было также следить за точной дозировкой (по массе) известняка и топлива для загрузки печи.
Состав сатурационного газа. Сатурационный газ при правильной работе печи содержит 30—35% СО2, 2—4% кислорода 68—65% азота. В нем имеется примесь SО2 (из серы, содержащейся в антраците), а иногда небольшое количество окиси углерода (при пониженной подаче воздуха).
Наличие кислорода в газе показывает, что горение в печи идет с избытком воздуха. Коэффициент избытка воздуха колеблется от 10 до 30%. При содержании кислорода в газе менее 1% значительно возрастает содержание в нем СО, что указывает на плохое использование топлива.
Пониженное иногда содержание СО2 в газе (например, 25%) объясняется вредным присосом воздуха в верхней части печи, особенно в загрузочной воронке и в газовой трубе, находящейся под разрежением (до насоса).
Расход топлива, количество СО2. Так как для разложения 1 кг СаСО3 требуется 425 ккал (1779,39 кдж), то на 100 кг СаСО3 теоретически нужно было бы затрачивать антрацита с теплотворной способностью 7000 ккал (29307,6 кдж) «условного» топлива.
На самом же деле расход антрацита составляет 8—10 кг. При расходе его 9 кг коэффициент полезного действия печи будет
6,1*100/9 = 67,8%.

Остальные 32,2% тепла теряются (главным образом с горячим сатурационным газом и на лучеиспускание и теплопроводность) .
Из 100 кг СаСО3 выделится 44 кг СО2 (сообразно с молекулярными массами). Кроме того, СО2 образуется и при горении антрацита. Положим, что израсходовано 9 кг антрацита с содержанием 82% углерода, т. е.
9*82/100 = 7,38 кг углерода.

Этот углерод дает
7,38*44/12 = 27 кг СО2

где 44 — молекулярная масса СО2;
12 — атомная масса углерода.
Итак, всего имеем
СО2 = 44 + 27 = 71 кг,

тогда как для сатурации, т. е. для обратного превращения СаО в СаСО3, требуется лишь 44 кг С02. Следовательно, в сатурационном газе имеется избыток углекислоты и ее вполне хватит для сатурации, если средний коэффициент использования сатурационного газа на 1 и II сатурации будет не ниже
44*100/71 = 62%.