» » Тепловой режим
21.05.2015

Процессы обжига можно поделить на экзотермические и эндотермические.
Вследствие интенсивного протекания экзотермического процесса при обжиге в кипящем слое выделяется в единицу времени значительное количество тепла. Для удержания при заданной производительности температуры процесса на оптимальном уровне весьма часто оказывается необходимым принимать специальные меры по отводу избыточного тепла из кипящего слоя. При окислительном обжиге сульфидных цинковых концентратов утилизация избыточного тепла позволяет получить до 0,85 г, а при обжиге пиритного концентрата до 1,5 т энергетического пара на 1 т концентрата, причем 30—50% пара образуется за счет избыточной теплоты кипящего слоя.
Общий коэффициент теплопередачи при обжиге указанных сульфидных материалов от кипящего слоя к воде, циркулирующей по стальным трубам теплообменников, погруженных в слой, составляет 160— 250 ккал/м2*час*град. В связи с этим использование тепла при обжиге в кипящем слое может быть во много раз выше, чем при других методах обжига.
При использовании тепла в виде горячей воды последнюю нагревают не выше 60° во избежание выпадения солей на стенках теплообменников, а пар получают давлением от 20 до 125 ат, обычно 40 ат.
Избыточное тепло экзотермических реакций может быть в известных случаях использовано для попутной выпарки и разложения избыточных производственных растворов, солей и других продуктов.
В эндотермических процессах обжига благодаря большой теплопроводности кипящего слоя значительно облегчается нагрев последнего за счет подвода тепла извне. Возможность сжигания топлива внутри кипящего слоя обеспечивает наивысший коэффициент использования тепла. С целью снижения расхода топлива и объема газообразных продуктов сгорания целесообразно применять; принцип противоточного движения газов и твердого материала, предварительный подогрев газов и твердых продуктов и дутье, обогащенное кислородом. В случае недопустимости смешения технологических газов с топочными возможна передача тепла через стенки печи или при большом теплопотреблении — с помощью теплообменников, погруженных в кипящий слой.
Температура кипящего слоя, благодаря высокой теплопроводности, отличается большой равномерностью. На практике температура в различных точках кипящего слоя отклоняется от заданной при автоматическом регулировании всего на ±2°.
Регулирование температуры экзотермических процессов осуществляется одним из следующих способов:
1) изменением скорости питания печи исходным твердым материалом в зависимости от отклонения от заданной температуры кипящего слоя или состава газообразных продуктов обжига при постоянном расходе воздуха (реакционного газа);
2) рециркуляцией охлажденных продуктов обжига (газообразных или твердых);
3) подачей в кипящий слой инертных жидких, твердых или газообразных продуктов;
4) изменением поверхности охлаждения погруженного в кипящий слой теплообменника либо изменением режима нагрева теплоносителя, циркулирующего через теплообменник;
5) изменением температуры реакционного газа путем специального нагрева его теплом отходящих газов или сжиганием топлива.
Регулирование температуры эндотермических процессов обжига в кипящем слое достигается регулированием удельного расхода топлива или температуры твердой либо газообразной фаз, составляющих кипящий слой.
Рациональный способ регулирования температуры кипящего слоя выбирают в каждом конкретном случае в зависимости от характера технологического процесса и условий производства.