ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спекание частиц в кипящем слое из "Котлы и топки с кипящим слоем " Сжигание углей в низкотемпературном кипящем слое осуществляют при температуре ниже точки размягчения золы, когда отсутствует шлакование. В то же время спекание давно и успешно используется для укрупнения частиц в печах обжига концентратов, фактически являющихся топками для сжигания специфического сернистого топлива, а также в высокотемпературных топках с цепной решеткой. Достаточно сказать, что в печь для обжига загружается, например, никелевый концентрат после флотационного обогащения, на 90% состоящий из частиц мельче 44 и даже 10 мкм [40], а средний размер частиц выгружаемого огарка составляет 0,2-0,8 мм, причем в нем наблюдаются агломераты размером до 10-20 мм. Образование крупных спеков предотвращается высокой скоростью дутья (н 1-5-2 м/с), поддержанием заданного температурного уровня, подмешиванием к шихте оборотной пыли (она поглощает тепло горения и в какой-то мере ослабляет склеивание сульфидных материалов). [c.68] Приведенные результаты подтверждаются данными, полученными при паровоздушной газификации в кипящем слое [42] у газораспределительной. решетки были обнаружены агломераты при температуре, значительно меньшей, чем температура начала деформации, определенная стандартным методом для минеральной части газифицируемых остатков. [c.69] На основании специальных лабораторных экспериментов авторы установили, что вначале частицы образуют мостики размером всего в несколько микрометров, из них с течением времени образуются агломераты, которые выпадают из слоя и постепенно превращаются в спеки. Процесс образования спеков иногда длится много часов. В лабораторных опытах дефлюидизация также начиналась при тем большей температуре, чем выше скорость псевдоожижения. Причина понятна - при больших скоростях газа еще слабые мостики легче разрушаются. [c.69] Зависимость скорости газа в момент дефлюидизации от температуры в этих опытах носила экспоненциальный характер увеличение температуры на 100 С требовало увеличения скорости, необходимого для предотвращения дефлюидизации, почти на порядок (к сожалению, в [42] не приведены абсолютные цифры). В зависимости от сорта угля изменения температуры спекания его золы доходили до 175°С. [c.69] Температура образования спеков определяется балансом двух противоположных процессов склеивания частиц (под действием поверхностной или объемной диффузии атомов, пластического течения или испарения-конденсации) и разрушения мостиков между ними в процессе псевдоожижения. Поэтому с увеличением диаметра частиц и скорости псевдоожижения спекание начинается при более высокой температуре. [c.69] В топочных камерах спеканию безусловно способствует перегрев горящих частиц (см. 4.4) по сравнению с температурой слоя. По этой причине замена кислорода в дутье на СОд (азот и Н2О остаются) увеличила температуру спекания в процессе газификации на 60-110 С [42]. [c.69] Спекание наиболее вероятно в застойных и малоподвижных зонах. По сообщению сотрудников треста Донецкуглеавтоматика , например, мостики из спекшейся золы образуются между провальной газораспределительной решеткой (она описана в 5.8) и погруженными в слой трубами, если высота их размещения над решеткой мала (меньше 200-300 мм). Разрастаясь, эти мостики могут привести к шлакованию решетки. [c.70] В докладе Белина [21] сообщается, что в топке с циркуляционным кипящим слоем, сжигающей древесные отходы при 850 С, спекание начиналось в опускном стояке, в котором инертный теплоноситель (песок) минимально ожижен, и было вызвано наличием в древесной золе поташа, служившего своеобразным связующим для песка. Опыт керамических производств показывает, что для образования спеков достаточно иметь ничтожные количества связующего (единицы процентов). [c.70] В докладе Веймера и др. [19] сообщается, что в топке котла с циркуляционным кипящим слоем мощностью 49 МВт спеки образуются из-за содержания 1,6-3,5% N30 в углях и их приходится удалять при каждом останове котла для ремонта труб. [c.70] Описать с помощью этой формулы данные, полученные в [41], не удалось. [c.71] Кардинальным путем предотвращения шлакования топок с низкотемпературным кипящим слоем является интенсивное псевдоожижение, недопущение образования застойных зон с температурой выше примерно 700 С и достаточно регулярное удаление образующихся небольших спеков с уровня газораспределительной решетки. [c.71] В [43] сообщалось, что на промышленной печи с кипящим слоем для обжига колчедана труба (83x7) мм) испарительного охлаждения была на отдельных участках полностью изношена за 1,5 года эксплуатации. Сначала отметим две очевидные ситуации, приводящие к катастрофически быстрому износу. [c.71] Первая ситуагдая. Чтобы обеспечить термические удлинения труб, их иногда фиксируют в кипящем слое с помощью хомутов, закрепленных на опорах. В кольцевой зазор между трубой и хомутом попадает зола, которая при относительных перемещениях трубы за счет термических расширений и вибраций отлично работает в роли наждака. Конечно, более опасным является истирание труб, чем хомута, особенно если внутри ее большое давление. [c.71] Основные особенности эрозионного износа в кипящем слое изучают на стержнях из мела [43] или покрытых канифолью, несколькими слоями краски разного цвета или полихлорвинилом. [c.72] Горизонтальная труба изнашивается по периметру неравномерно как в пузырьковом (рис. 2.7, а, б), так и в форсированном (рис. 2.7, в) режиме. [c.72] В пузырьковом режиме интенсивность износа возрастает по высоте И слоя, достигая максимума при Ь/Н = 0,8- -1,3 (т.е. там, где максимальны размеры пузырей и соответственно динамические усилия), причем чем больше высота слоя, тем больше и интенсивность износа на его верхней границе, и почти линейно увеличивается с ростом скорости псевдоожижения с тенденцией к замедлению при скоростях, близких к оптимальным по теплообмену. [c.72] Из теоретических соображений следует, что интенсивность износа хрупкого материала (путем скалывания) в потоке газовзвеси пропорциональна скорости частиц в степени 3, а мягкого материала (путем срезания - износ стали относится к этому типу) - в степени 2,3. [c.72] Опытные данные подтверждают, что износ покрытой канифолью поверхности в циркуляционном кипящем слое увеличивается примерно пропорционально причем при ожижении весьма мягкого серпентинита (отход асбестового производства) он получается на порядок, а кварцевого песка - на два порядка интенсивнее, чем в пузырьковом кипящем слое корунда (рис. 2.7). [c.72] Вернуться к основной статье