5-1. Организация теплопередачи в печах 3

Рис. 5-2. Схемы косвенного нагрева в печах.

Рис. 5-2. Схемы косвенного нагрева в печах.

а - муфельная печь; б - печь с радиационными трубами.



Всякого рода сыпучий материал (в виде зерен или в дисперсном состоянии) в зависимости от аэродинамического режима движения газов в печи может нагреваться в печи либо слоевым способом, либо в кипящем слое, либо, наконец, во взвешенном состоянии.

Процессы в «кипящем» слое мелкозернистого материала идут с интенсивным теплообменом вследствие энергичного перемешивания материала по всему объему печи без применения специальных механизмов и большой удельной поверхности обрабатываемого материала и хорошим обтеканием его греющими газами. Поэтому печи с кипящим слоем (рис. 2-2, б) получили распространение: в металлургии для обжига мелкозернистых руд и концентратов, для обжига известняка и пр.; в химической промышленности для обжига серного колчедана, а также в печах с катализом в кипящем слое при окислении сернистого ангидрида, аммиака и пр.; в нефтеперерабатывающей промышленности для катализного крекинга нефтепродуктов.

Циклонный способ нагрева получает все большее распространение благодаря интенсивности процессов теплообмена в них, что обеспечивает большую производительность циклонных печей. Циклонные печи (рис. 1-13) применяются в химической промышленности для обжига серного колчедана, суперфосфатов и других продуктов. В силу перспективности циклонного способа нагрева в настоящее время проводится много работ по исследованию применения его в разных производствах.

При косвенном нагреве материал изолирован от дымовых газов и тепло от газов передается к нему через разделяющую поверхность нагрева. Так, в коксовых печах теплопередача от дымовых газов к угольной шихте идет через боковые стенки реторт, выложенные из динасового кирпича. Этим достигается осуществление процесса сухой перегонки угля без доступа воздуха. Примерами печей с косвенным нагревом являются также муфельные печи и печи с радиационными трубами (рис. 5-2).

В муфельных печах для термообработки стальных деталей (отжиг, закалка, отпуск, нормализация, цементация) изоляция обрабатываемых изделий от дымовых газов осуществляется с помощью муфеля. Непосредственный контакт греющих дымовых газов со стальными деталями здесь недопустим, так как приводит к окислению или обезуглероживанию стали. Изделия проходят через муфель (рис. 5-2, а), заполненный защитным газом, который не вступает с ними в химическое взаимодействие. Передача тепла идет через стенки муфеля. В печах с радиационными трубами (рис. 5-2, б) раскаленные дымовые газы проходят через излучательные (радиационные) трубы, изготовленные из жаростойкого, металла. Тепло передается через стенки труб, а печное пространство заполняется защитным газом. Косвенный нагрев по сравнению с прямым является более сложным и дорогим.