Thiết bị nhiệt - Chương 4

BUỒNG HỒI NHIỆTKhí thải từ lò nung chứa một lượng nhiệt rất lớn. Ở một số lò nung như lò tuyn-nen, lò vòng để nung gốm sứ, hoặc lò quay để nung clinker ximăng, nhiệt của khí thải từ zôn nung được sử dụng để đốt nóng và sấy vật liệu trước khi chúng đi vào zôn nung. Vì vậy, khí thải ra không khí có nhiệt độ thấp và hệ số sử dụng dung nhiệt của những lò này tương đối cao. Ngược lại ở một số lò nung gián đoạn ( lò lửa đảo ) hay lò...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết bị nhiệt - Chương 4Chương 4 BUỒNG HỒI NHIỆT Khí thải từ lò nung chứa một lượng nhiệt rất lớn. Ở một số lò nung như lò tuyn-nen,lò vòng để nung gốm sứ, hoặc lò quay để nung clinker ximăng, nhiệt của khí thải từ zônnung được sử dụng để đốt nóng và sấy vật liệu trước khi chúng đi vào zôn nung. Vì vậy,khí thải ra không khí có nhiệt độ thấp và hệ số sử dụng dung nhiệt của những lò nàytương đối cao. Ngược lại ở một số lò nung gián đoạn ( lò lửa đảo ) hay lò nấu thuỷ tinh,nhiệt của khí thải nếu không được sử dụng thì không nhung tăng tiêu tốn nhiên liệu trênmột đơn vị sản phẩm ma con lang phi nhiệt.4.1. Các phương pháp sử dụng nhiệt của khí thải. Trong các lò nung hay nấu, nhiều trường hợp nhiên liệu cháy không đảm bảonhiệt độ cháy cần thiết, cho nên không khí phải được đốt nóng sơ bộ, đôi khi đốt nóng sơbộ cả không khí và nhiên liệu. Sử dụng nhiệt của của khí thải để đốt nóng sơ bộ khôngkhí và nhiên liệu cho phép ta đảm bảo yêu cầu kĩ thuật của lò đồng thời tiết kiệm đượcnhiệt . Nếu không sử dụng nhiệt của khí thải để đốt nóng không khí, nhiên liệu thì sửdụng chúng để cung cấp cho nồi hơi. Muốn vậy người ta đặt nồi hơi trên đường đi củakhí tới ống khói, hơi nước sản xuất ra sẽ được dùng trong toàn bộ nhà máy hoặc bổ sungvào nồi hơi chính của nhà máy. Nếu nhiệt độ của khí thải ra tương đối thấp, có thể sử dụng chung để đun nóngnước. Nước nóng rất cần thiết cho sinh hoạt và sưởi ấm trong mùa đông mà còn cần thiếtcho sản xuất. Ví dụ phối liệu gốm trộn bằng nước nóng sẽ tăng độ dẻo và chóng khô khi sấy. Trong những biện pháp trên, thì biện pháp sử dụng nhiệt khí thải để đốt nóngkhông khí và nhiên liệu khí trước khi cháy trong lò là biện pháp tốt nhất, có ý nghĩa lớnnhất. Vì vậy trong công nghiệp, bên cạnh lò nung thường có buồng hồi nhiệt liên tục(Recupertor) hay buồng hồi nhiệt gián đoạn (Regenerator), trong đó không khí và nhiênliệu khí được đốt nóng sơ bộ trước khi vào lò.4.2.Buồng hồi nhiệt liên tục.4.2.1 Trao đổi nhiệt trong buồng. Buồng hồi nhiệt thường làm việc theo sơ đồ hình 5-1. Khí thải từ lò nung đi theocác đường kênh dẫn 2của buồng hồi nhiệt. Không khí sẽ đi nguợc chiều và đi bên ngoàicủa kênh dẫn 2. Trong buồng này, khí thải sẽ truyền nhiệt cho không khí. Không khí sẽđi vào lò hoặc vào buồng đốt để cháy nhiên liệu. Khí thải bị nguội dần khi đi trongbuồng, cuối cùng theo kênh 3 ra ngoài theo ống khói. (hình vẽ trang sau) Trong buồng liên tục, không khí và khí thải có thể đi cùng chiều, ngang chiều hayngược chiều. Cũng như những thiết bị trao đổi nhiệt khác, nếu đi cùng chiều thì khôngkhí không thể đốt nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ khí thải lúc đi vào buồng. Chỉ khiđi ngược chiều thì điều đó có thể thực hiện được. (Xem sơ đồ hình 4-2) Nhiệt độ thành ống (hay kênh) có thể lấy bằng trung bình nhiệt độ khí thải vàkhông khí. Trong trường hợp đi ngược chiều, rõ ràng nhiệt độ cực đại của thành ống sẽcao hơn nhiều. Vì vậy để xây dựng buồng hồi nhiệt cần phải dùng vật liệu bền vững.Nếu làm việc cùng chiều, chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài của kênh ống sẽ khá cao. 108Trong điều kiện đó ống gốm (ống chịu lửa hay bằng gạch chịu lửa) sẽ không chịu nổi, vìđộ bền nhiệt của chúng thấp, ngược lại buồng hồi nhiệt kim loại có thể làm việc tốt được.Tất nhiên buồng hồi nhiệt kim loại làm việc cùng chiều có thể đốt nóng không khí đếnnhiệt độ thấp mà thôi. Khi khí thải và không khí đi ngang chiều do hoàn cảnh sắp đặt thiết bị, chênh lệchnhiệt độ giữa khí thải và không khí không giống nhau mà chúng phụ thuộc vào vị tríkhảo sát. Nhiên liệu Lò nung 1 Khí thải Không khí nóng 2 Không khí lạnh3Hình 4-1 buồng hồi nhiệt liên tụcHình 4-2 :sơ đồ biến thiên nhiệt độ của khí và không khí a) cùng chiều b) ngược chiều kt kt kk kk Đặc điểm trao đổi nhiệt trong buồng liên tục là trao đổi nhiệt qua thành ống kênh.Chế độ trao đổi nhiệt trong buồng tương đối ổn định và liên tục. Nếu các thông số củakhói lò thay đổi không đáng kể thì nhiệt độ của không khí vào lò để cháy nhiên liệu coinhư không đổi. Vì vậy chế độ nhiệt trong lò nung coi như ổn định. 1094.2.2 Cấu tạo buồng hồi nhiệt gốm. Để xây dựng buồng hồi nhiệt gốm người ta sử dụng vật liệu chịu lửa là gốmSamốt, Cacborun và cao alumin. Nhiệt độ cho phép cực đại ...