Кольца во вращающихся печах и настыли в теплообменниках

Одним из нарушений в работе печных систем является образование колец во вращающейся печи и настылей в запечных теплообменниках в печах сухого способа производства.

Данное нарушение приводит к большим не желательным последствиям.

Н-р: на Себряковском заводе в пусковые периоды, в течение нескольких лет, зарастали нижние части циклонов и декарбонизатора. В результате чего коэф-т использования печей составлял 0,41%. Как правило, в течение месяца, образовывались эти наросты, которые закупоривали циклоны, и на их очистку требовалось около месяца. Помимо простоев, кольца в печи и настыли в циклонных теплообменниках уменьшают проходное сечение, увеличивается сопротивление газовому потоку. В результате чего возникает необходимость в уменьшении расхода топлива и уменьшение производительности печи. Кроме того, указанные нарушения приводят к неравномерному движению м-ла в печи и периодическому выпуску брака.

Существует 5 видов колец:

1. подпорной шайбы холодного обреза печи;

2. кольца шламосолевые - образуются в цепных завесах;

3. кольца материальносолевые - образуются в зоне декарбонизации;

4 кольца низкоосновные материально-клинкерные - образуются в начале зоны спекания или экзотермических реакций;

5.кольца клинкерные - образуются на стыке зоны спекания и охлаждения.

1. Шламовые кольца

Первый тип кольца, является шламовым и состоит в основном из высушенного шлама. Возникает оно в результате удара струи шлама о корпус печи, в результате которого возникает фонтан брызг, который подхватывается газовым потоком и выносится в пыльную камеру и на шайбу. Само кольцо не оказывает отрицательного влияния на печь. Отрицательное воздействие возникает от выноса капелек шлама в пыльную камеру, где они присаживаются на ее поверхности, где они, обрушаясь, забивают систему пылеуборки.

Предотвращение образования кольца: устанавливают подпорную шайбу, для образования шламовой ванны, которая бы гасила шламовую струю.

2. Шламосолевое кольцо

Механизм образования заключается в следующем: При нагревании воды в несколько раз увеличивается растворение щелочных солей, особенно сульфатных. В результате этого возгоняемые в горячей части печи соли присаживаясь к шламу, насыщают воду до состояния рассола. И при определенных условиях и интенсивном испарении воды, происходит массовая кристаллизация этих солей, которые вовлекаю сплав в свой состав, и присаживаются к корпусу печи и к цепям. Очень часто в этих условиях, цепи на этом участке покрываются затвердевшим составом и получается цельный цилиндр. Поэтому в несколько раз уменьшается теплообмен.

Пути предотвращения образования шламовых колец:

Причиной образования колец являются:

- наличие водорастворимых солей;

- интенсивное испарение воды на определенных участках печи.

Отсюда способом предотвращения является снижение концентрации солей и снижения скорости испарения, а также обеспечение механического удаления.

Уменьшение количества растворимых солей:

1) Уменьшение их внутренней и внешней циркуляции. Внутреннюю циркуляцию можно уменьшить обеспечением окислительной среды; не допускать недожога топлива;

Внешнюю циркуляцию можно устранить – предотвратить попадание пыли в печь.

2) Снизить интенсивность испарения воды, путем уменьшения плотности навески цепной завесы, а механический способ достигается особой навеской цепной завесы (уменьшить угол наклона линии навески).

- На этом участке навешиваются более тяжелые цепи.

3) Материально-солевые кольца

Возникают в результате образования низкотемпературных (щелочесодержащих) расплавов. Учитывая что по лине печи количество R₂О достигает 3…5%, а каждый оксид щелочей в системе с СаСО₃ образует до 5% расплава, то => на этом участке 15…25% расплава. В этих условиях образуются спурит и силикосульфат кальция. В последующем при повышении t-ры разлагается СаСО₃, СО₂ уходит в газовый поток, а СаО выделяется из расплава. В следствие этого протекают последовательные реакции, которые в конечном итоге приводят к исчезновению жидкой фазы и кристаллизации минералов на поверхности футеровки. Эти кольца достаточно рыхлые, высота не более 200…300 мм. Они особо не влияют на газодинамику печи. А негативное их влияние связано с периодическим набором и обрушением, в следствие чего возникает колебание слоя м-ла, которое приводит к пережогу или недожогу клинкера.

4. Низкоосновные материальные кольца

Механизм их образования обусловлен возникновением, уменьшением или исчезновением силикатного расплава. Происходит это в тех случаях, когда скорость нагрева материала превышает скорость химической реакции, т.е. когда не подготовленный м-ал поступает в область высоких t-р, под факел.

При таких условиях возникает низкоосновный расплав при t=1170ºС. В последующем расплав насыщается СаО, доля кремнезема уменьшается в несколько раз и при этом увеличивается t-ра плавления системы, т.е. с некоторым повышением t-ры кристаллизуются высокоосновные клинкерные минералы из расплава.

Вследствие чего происходит отвердевание системы и прилипание её к корпусу печи.

Очень важно не допускать начального момента этого процесса. Как только возникло это кольцо, сразу же кромка начинает перегреваться, а м-ал за кольцом подогревается медленнее. В результате этого м-ал попадая на кромку кольца резко нагревается, образует расплав и кристаллизуется. Поэтому чем больше кольцо, тем быстрее протекает процесс.

5. Клинкерные кольца

Состоят из основных клинкерных минералов. В литературе их часто обозначают как зольные кольца, т.к. предполагалось, что вследствие того, что зола обычно плавится при t=1200ºС, то присаживаясь к клинкеру, она способствовала образованию колец. Однако, зола приседает по всей длине печи. Кроме того, эти кольца образуются при сжигании мазута и газа. Поэтому причины образования этих колец не связаны с золой.

Из практики известно, что кольца интенсивно образуются при подсосе холодного воздуха в горячем конце печи и =>можно утверждать, что причина образования колец в создании короткого теплонапряженного факела и быстрого переохлаждения перегретого клинкера.

Механизм образования этого кольца связан с тем, что при перенапряженном факеле перегревается поверхность клинкерных гранул и при попадании ее в зоне охлаждения за счет резкого охлаждения холодным воздухом, перегретая кромка жидкой фазы с гранул переходит на футеровку и обмазку, поэтому особенно внимательно надо следить за началом этого процесса. Как только возникло это кольцо, то клинкер за кольцом перегревается больше, а кромка кольца охлаждается быстрее и тогда процесс образования кольца ускоряется.

Образование настылей в циклонных теплообменниках и декарбонизаторе

Минералогический состав настылей

CaCO₃; 2С₂S·CaCO₃; SiO2; KCl, K₂SO₄, практическиотсутствуют СаО и С₂S

системы СаСО₃ – SiO₂ с добавками 3% CaSO₄, Na₂SO₄, К₂SO₄ и KCl в атмосфере СО₂ показали, что только в присутствии KCl при t 760ºС образуется спуррит. При нагревании до 950ºС спуррит разлагается с образованием C₂S и СаО_св

При сухом способе наиболее часто возникают настыли в нижних частях запечных теплообменников и декарбонизаторе, что связано с легкоплавкими щелочными соединениями (Сl, SО₃, СаСО₃). Механизм их образования и минералогический состав такой же как у колец 3 вида в печах мокрого способа. Чтобы предотвратить это нежелательное явление следует производить отсос горячих газов после обреза печи (t_газа=1000ºС). Это так называемый байпасный поток (параллельный поток).

Особенно ограничения предъявляются по Сl.

Если Сl>0,012% в сырье – надо создавать байпасный поток.

Ионы Сl практически возгоняются из м-ла до 97%.

Поиск по сайту: