Ротационная печь это: Ротационные печи — особенности конструкции, принцип работы, функции – HotMax

Ротационные печи — особенности конструкции, принцип работы, функции – HotMax

 

Для выпекания хлебобулочных и кондитерских изделий используются самые разные типы печей: конвекционные, пароконвекционные, тоннельные, подовые, ротационные.

 

Несмотря на то, что выполняемые ими функции схожи, все эти устройства отличаются по своей конструкции и, конечно же, по стоимости. В этой статье пойдет речь о ротационных печах: их конструкции, технологических особенностях и принципе действия.

 

В основе принципа работы ротационных печей лежит вращение продукта на специальной тележке внутри рабочей камеры и обработка изделия потоком горячего воздуха, благодаря чему изделие выпекается со всех сторон равномерно.  Ротационная печь представляет собой камеру, выполненную из нержавеющей стали, в которой устанавливается многоуровневая тележка, она вращается в процессе работы вокруг своей оси.

В углах рабочей камеры или по ее бокам устанавливаются ТЭНы, нагревающие воздух, который в дальнейшем подается в рабочую камеру при помощи вентиляторов. Благодаря такой конструкции все изделия пропекаются максимально равномерно, при этом значительно сокращается время их приготовления.

Особенности конструкции ротационных печей. Размер и форма рабочей камеры

 

Хлебопекарские ротационные печи могут иметь две формы рабочей камеры: четырехугольную и восьмигранную. Первый тип прост в производстве и, соответственно, относительно дешевле; второй – более эффективен в работе. Габаритные размеры рабочей камеры выбираются исходя из потребностей производства.

Как правило, в первую очередь отталкиваются не от размеров пекарной камеры, а тележки, которая помещается внутрь печи. Производителем в спецификации указывается количество, размер и формат противней, располагающихся на тележке, которая предназначена для конкретной модели печи. Имеются модели, в которых имеется возможность размещать сразу две тележки.

 

Материалы облицовки печи, теплоизоляция

Наиболее оптимальным материалом  для изготовления пищевого оборудования является нержавеющая антикоррозионная сталь. Все поверхности, которые контактируют с продукцией, а также те, что могут подвергаться частым механическим воздействиям, выполнены из нержавеющей стали. Боковые и задние панели могут быть окрашены специальной термостойкой краской.

В этом случае следует учесть условия эксплуатации печи: при повышенной влажности или постоянных механических воздействиях краска может осыпаться. Не стоит пренебрегать теплоизоляцией, ведь если будут происходить постоянные потери тепла, то энергопотребление печи может повыситься в разы, что скажется на бюджете расходов компании. Показатель толщин изоляции обычно не указывается в спецификации, но при желании его можно узнать непосредственно у представителя компании-изготовителя.

 

Функция пароувлажнения в ротационной печи

Многие современные ротационные печи имеют функцию пароувлажнения, которая позволяет получить румяную хрустящую корочку изделий без сложных и трудоемких манипуляций возле печи. К тому же, эта функция самостоятельно поддерживает заданный микроклимат внутри рабочей камеры, что немаловажно для приготовлений нежных изделий, предотвращая их усыхание.

У таких печей есть единственный недостаток – высокая стоимость, к тому же, для парогенераторов требуется очищенная вода (иначе они быстро выйдут из строя), то есть потребуются еще и фильтры-смягчители. В любом случае, выбор ротационной печи с наличием или отсутствия  функции пароувлажнения  вы будете производить, отталкиваясь от вашего ассортимента выпечки, ведь для приготовления многих блюд вам может эта функция просто не понадобиться.

 

 

Работа вращающейся тележки

Устройство вращения тележки представляет собой крюк,  который приводится в действие электродвигателем, установленным в верхней части печи. При установке в камеру тележка легко цепляется за крюк. В стандартной комплектации в большинстве ротационных печей тележка упирается колесами в днище камеры и по мере вращения крюка они вращаются вместе с ним.

 

Некоторые производители предлагают в качестве дополнительной опции вращающуюся платформу для тележек, на которой колеса стоят в неподвижном состоянии. Такая опция стоит недешево и подойдет для пекарен с большими объемами работы и большой нагрузкой на тележку: при постоянном вращении колеса будут быстро изнашиваться, ломаться, а их замена или ремонт займет определенное время, т.е. производство будет простаивать.

 

 

Управление ротационной печью

 

Существует два типа управления  ротационными печами: электромеханическое и электронное. Первый тип более прост, понятен и надежен в эксплуатации, но менее точен, в особенности это касается таких параметров, как температура или время приготовления. Второй тип управления – электронное – более точное, так как здесь используются цифровые современные датчики температуры и времени. Ротационные печи с электронным управлением программируются на необходимый режим.

 

Вызвать необходимую программу можно посредством нажатия одной лишь кнопки. Это очень удобно, но, вместе с тем, дорого. К недостаткам такого управления можно отнести их повышенную чувствительность к перепадам температуры, влажности и напряжения. Некоторые производители предлагают к стандартной комплектации устройства обмена информацией между оператором и компьютером: дисплеи, светодиодные индикаторы, сигналы оповещения и проч. Эти дополнительные опции позволяют облегчить работу обслуживающему персоналу печи.

 

Система удаления отработанных газов

 

Большинство предлагаемых на рынке ротационных печей имеют специальный козырек над дверцей, улавливающий отработанный пар и другие газы, образующиеся в процессе работы и попадающие в окружающую среду при открытии дверцы. По своей сути – это вытяжной зонт, соединенный с вентиляционной системой всего цеха.

 

Некоторые производители предлагают потребителю в стандартной комплектации также фильтры-жироуловители, которые во много крат сокращают загрязнение вентиляционных воздуховодов. Газовые ротационные печи обязательно должны иметь отвод продуктов из камеры сгорания.

Потребляемая мощность ротационной печи

Все ротационные печи, как и любое профессиональное тепловое оборудование,  потребляют достаточно большое количество энергии.

Потребляемая мощность печи прямо пропорциональна ее габаритным размерам, а также наличию дополнительного оборудования – вытяжного вентилятора на зонтах, фильтра-жироуловителя, вращающегося пола, парогенератора и прочего.

Если две ротационные печи имеют одинаковые габаритные размеры, но разную мощность, то более мощная печь будет дороже, так как она быстрее будет выходить на необходимый температурный режим, что, в свою очередь, сократит затраты на электроэнергию. Максимальная мощность электрической ротационной печи может достигать до 60 кВт, в таком случае вам понадобится дополнительные разрешения на ее использование. Это касается и газовых ротационных печей.

Тележки для ротационных печей

На рынке ротационных печей представлен большой выбор тележек, которые отличаются друг от друга размерами листов, которые размещаются в них, а также количеством уровней. Чем меньше уровней в тележке, тем больше между ними расстояние и наоборот. Тележки с небольшим количеством уровней прекрасно подойдут для выпечки  изделий, имеющих большую высоту (хлеб), тележки с большим количеством уровней подойдут для выпечки большого ассортимента продукции.

Существуют также сдвоенные тележки для крупногабаритных печей. 

Разборная и неразборная конструкция

При выборе конструкции, следует в первую очередь знать размеры ваших дверных проемов: если они небольшого размера, то печь в них не войдет. В таком случае вам подойдет только лишь  разборная конструкция. Многие производители берут отдельную плату за поставку оборудования в разборном виде, а некоторые даже дают гарантию только в том случае, если сбор печи осуществляется их специалистами. Газовые ротационные печи имеют более сложную конструкцию, а потому они реже встречаются в разборной конструкции.

 

 

Рекомендуем ознакомиться:

 

Выпечка хлебобулочных изделий на производстве

 

Ротационные печи: принцип действия и особенности конструкции

Ротационные печи широко используются для выпечки хлебобулочных изделий как на крупных, так и на малых пекарнях и предприятиях общественного питания. Этот вид пекарского оборудования отличается универсальностью и высокими технико-экономическими показателями. Производители предлагают разнообразные модели и постоянно совершенствуют оборудование, стараясь наиболее полно удовлетворить требования рынка. Понимание основных конструктивных особенностей современных ротационных печей поможет сделать оптимальный выбор оборудования для пекарни.

Принцип действия

Выпечка хлебобулочных изделий в ротационных печах происходит за счет термической обработки под воздействием потоков горячего воздуха тестовых заготовок и их вращение на тележке внутри рабочей камеры, что обеспечивает их равномерное пропекание. Продукт располагается на противнях или формах, которые установлены на вращающейся тележке.

Нагрев осуществляется с помощью ТЭНов, а циркуляция воздушных масс происходит в результате работы вентиляторов. Для отвода излишков горячего воздуха и пара предусмотрена вытяжная система. 

Все параметры работы печи контролируются автоматически через панель управления, что позволяет производить разнообразную продукцию из различных сортов муки.

Материалы

Для изготовления элементов ротационной печи, контактирующей с пищевыми продуктами, используется высококачественная нержавеющая сталь. Материалом боковых и тыльных частей устройства может служить нержавеющая сталь или обычная сталь покрытая порошковой краской. Выбор варианта исполнения зависит от условий эксплуатации агрегата, в первую очередь — от уровня влажности в помещении пекарни и подверженности конструкций механическим повреждениям.

Энергоэффективность ротационной печи и качество продукции зависит от ее теплоизоляции. Современное хлебопекарское оборудование исключает потери тепла, что приводит к снижению потребления энергии. Толщина и материал теплоизоляции подбираются в зависимости от температуры воздуха в производственном помещении.

Пароувлажнение

Функция пароувлажнения в ротационной печи необходима для исключения пересушивания изделия и позволяет получить аппетитную корочку на его поверхности. Наличие дополнительного оборудования отражается на стоимости печи. К тому же парогенератор требует использования очищенной воды и фильтров-умягчителей. 

Существуют модели, в которых эта функция производителем не предусмотрена в целях удешевления оборудования. Использование таких ротационных печей целесообразно, если технология выпечки не предполагает пароувлажнения.

Устройство вращения тележки

Габариты тележки и число секций зависят от размеров ротационной печи. На колесах она въезжает в рабочую камеру ротационной печи и крепится в ней с помощью специального крюка, расположенного в верхней части. Электродвигатель приводит в действие крюк, и тележка на колесах совершает вращательное движение.

Наилучший вариант это модели ротационных печей, в которых предусмотрена подвижная платформа. Такая конструкция используется, при интенсивной эксплуатации тележки при которой колеса тележки быстро изнашиваются, а также при большом объеме производства вследствие чего увеличивается вес тележки. В этом случае исключается простой оборудования во время ремонта тележки.

Панель управления

Ротационные печи работают под управлением электронной, электромеханической или сенсорной панелью управления. 

Электромеханическое управление отличается простотой и более надежно при эксплуатации. Однако такие модели уступают компьютеризированному оборудованию по точности.

Электронное управление обеспечивает высокую точность изменения параметров за счет использования современных датчиков и позволяет задавать определенную программу работы оборудования. Устройство может быть дополнено дисплеем, индикаторами, сигналами оповещения и другими средствами, облегчающими труд персонала. К недостаткам относится чувствительность к перепадам напряжения в сети и подверженность влиянию температуры и влаги.

Сенсорная панель управления максимальный контроль над процессами выпечки, а также возможность задать до 99 вариантов программ выпечки.

Обладает эргономичным дизайном и интуитивно понятным управлением.

Вытяжная система

В ротационных печах для удаления горячего воздуха при открывании деви используется вытяжной зонт, который представляет собой козырек, расположенный над дверцей. Это устройство соединяется общей вытяжной системой пекарского участка. 

Большинство производителей оснащают зонт фильтром-жироуловителем. Благодаря ему значительно сокращается загрязнение воздуховодов вентиляционной систмы.

Также в печах предусмотрены воздуховоды для сброса излишков пара и горячего воздуха.

Потребляемая мощность

Потребление энергии при работе ротационной печи зависит от ее размеров и наличия дополнительного электрического оборудования. Печи с одинаковыми размерами могут отличаться по мощности. Более мощный агрегат способен быстро набирать температуру, что обеспечивает экономию времени. 

Показатели мощности некоторых образцов могут достигать 60 кВт, поэтому установка такой техники может потребовать получения разрешения в соответствующих инстанциях.

Тележки

Тележки изготавливаются с различными размерами противней и отличаются числом уровней. При увеличении количества уровней расстояние между листами увеличивается и наоборот. 

Конструкция тележки выбирается в зависимости от ассортимента хлебобулочной продукции. При выпечке высоких изделий используют тележки с небольшим числом уровней, а для получения изделий в широком ассортименте — многоуровневые конструкции.  

В крупногабаритных печах используют сдвоенные тележки, обеспечивающие высокую производительность. Их конструкция не требует использования труда большого числа людей — достаточно задействовать одного пекаря. 

Варианты конструкции

Ротационные печи изготавливаются в двух исполнениях:

• Цельносварные.  Устанавливаются стационарно в пекарских цехах. Конструкция имеет улучшенную теплоизоляцию.

• Сборно-разборные. Доставляется к месту установки в разобранном виде. Печи отличаются мобильностью, но для их сборки необходим квалифицированный персонал.

При выборе оборудования для пекарни следует учитывать все нюансы. Особенное внимание нужно уделить печи, в котором будут выпекаться хлебобулочные изделия. Ротационная печь — оптимальный выбор для предприятий любого масштаба, позволяющий быстро выйти на рентабельность.

виды и особенности выбора — Статьи компании Memak

Ротационные печи: виды и особенности выбора — Статьи компании Memak

Пресс-центрСтатьиРотационные печи: виды и особенности выбора

Дата публикации: 16 окт 2019

Ротационные печи — это мощное и высокопроизводительное оборудование, которое находит широкое применение в пекарнях и на предприятиях общепита. Их популярность обусловлена высокой рентабельностью и универсальностью. Для чего нужна ротационная печь? Это хлебопекарное оборудование позволяет выпекать разнообразные хлебобулочные и кондитерские изделия из различных сортов муки.  

Модельный ряд ротационных печей отличается большим разнообразием. Производители постоянно совершенствуют их конструкцию и внедряют последние технические новинки, что позволяет конкурировать на рынке и отвечать современным требованиям к качеству продукции и управлению технологическим процессом. Рассмотрим основные моменты, на которые следует обратить внимание при выборе хлебопекарного оборудования этого типа.

Способ обогрева

В настоящее время наибольшее распространение получили газовые и электрические ротационные хлебопекарные печи производства Memak — турецкой компании. Кроме них, встречаются модели, работающие на дизеле и твердом топливе. Выбор того или иного энергоносителя зависит от конкретных условий эксплуатации агрегата и экономической выгоды.

Пекарская камера

Ротационные печи предусматривают два варианта рабочей камеры:

• Четырехугольная. Конструкция имеет более простую форму, что удешевляет ее изготовление.

• Восьмигранная. Такая форма обеспечивает лучшие условия для конвекции воздуха, что положительно отражается на качестве выпечки.

Габариты пекарской камеры влияют на производительность печи, поэтому следует ориентироваться на потребности пекарни. Однако на практике чаще всего определяющим фактором является параметры тележки, которая устанавливается в камере: размеры и число противней. 

Материалы

При производстве оборудования для пищевой промышленности все элементы, контактирующие с продукцией, изготавливаются из пищевой нержавеющей стали. В ротационных печах пекарная камера, двери и лицевые панели выполняются из этого материала. Боковые и тыльные части могут изготавливаться как из нержавеющей стали, так и из обычной стали с нанесенным защитным покрытием. Выбор того или иного варианта зависит от конкретных условий в производственном помещении.

На теплоизоляции печи не стоит экономить, так как это может привести к повышенному расходу энергии при эксплуатации тонкостенного агрегата в помещении с недостаточным отоплением. Если в каталоге не указана толщина изоляционного слоя, то этот параметр можно узнать у представителей завода-производителя. 

Пароувлажнение

Ротационные хлебопекарные печи могут предусматривать систему пароувлажнения. Наличие парогенератора позволяет получать румяную корочку на изделии и не допускает пересушивания продукции.

Устройство вращения тележки

Для вращения тележки в ротационных печах предусмотрен крюк или платформа, которые приводятся в движение с помощью электродвигателя. Благодаря особенностям конструкции тележка при вкатывании цепляется за крюк, при этом колеса упираются в неподвижный пол пекарной камеры или становится на вращающуюся платформу. 

Вариант с вращающейся платформой более надежен и предотвращает излишнюю вибрацию тестовых или кондитерских заготовок.

Управление

В современных ротационных печах управление бывает:

• Электромеханическое. Отличается простотой, надежностью и не требует специальных навыков персонала для эксплуатации печи. 

• Электронное. Для контроля параметров используется электроника, которая помогает точно регулировать технологические параметры, а также позволяет программировать режим работы печи. Такое оборудование чувствительно к изменению влажности, температурным перепадам и скачкам напряжения в сети.

• Сенсорная панель управления. Обладает широким функционалом и интуитивно простым управлением. 

Система газоудаления

Все модели ротационных печей предусматривает вытяжной зонт, который соединен с общей системой вентиляции производственного помещения. Он выполнен в виде козырька, расположенного над дверью, и предназначен для улавливания пара и горячего воздуха, выходящих из камеры при открывании двери. Для снижения степени загрязнения воздуховодов многие производители оснащают зонт фильтром-жироуловителем. Печи, в которых зонт предусматривает электродвигатель, более эффективны по сравнению с устройствами без этой опции.

Газовые ротационные печи обязательно оборудуются системой отвода продуктов горения из камеры сгорания. 

Мощность

Ротационные печи — энергоемкое пекарское оборудование. Потребление энергии прямо пропорционально увеличивается в зависимости от производительности печи и возрастает при использовании дополнительных функций. Однако более мощная печь за короткое время выходит на требуемый температурный режим, что приводит к снижению затрат энергии. Исключение составляют устройства, имеющие несовершенную конструкцию или малоэффективные нагревательные элементы.

Тележки

Тележки, используемые в ротационных печах, предусматривают надежный и долговечный сварной каркас. В них реализуются различные способы крепления и принципы вращения. 

Тележки отличаются большим разнообразием размеров противней и числом уровней. С увеличением количества уровней уменьшается расстояние между противнями. Использование таких тележек позволяет выпекать хлебобулочную продукцию в широком ассортименте за счет изменения этого параметра. Тележки с меньшим числом уровней подходят для выпечки формового хлеба и другой продукции, имеющей большую высоту. 

При выборе тележек необходимо обращать внимание на специфику ассортимента хлебобулочных изделий, габариты рабочей камеры и размеры противней. 

Конструкция

В зависимости от конструкции ротационные печи бывают:

• Цельносварные. Конструкция обладает высокой жесткостью, что способствует снижению потерь тепла. Установка такого оборудования целесообразна, если оно будет стоять стационарно и не требует перемещений.

• Сборно-разборные. Конструкция позволяет занести печь к месту установки, если ширина дверных проемов не позволяет занести печь в собранном состоянии. Монтажные работы требуют использования дополнительных комплектующих и квалифицированного персонала, осуществляющего сборку.

Ротационные хлебобулочные печи Memak

Турецкая компания «Memak» — производитель пекарского оборудования, который хорошо известен за рубежом. Несмотря на то, что на российском рынке бренд пока еще новинка, отзывы у пекарей об оборудовании самые лестные.

Ротационная печь Rota E

Электрическая ротационная хлебопекарная печь Rota E — образец современного высокотехнологичного пекарского оборудования, которое совместимо с Промышленностью 4.0. Кроме отличных технико-экономических показателей, агрегат имеет стильный и эргономичный дизайн. 

Для изготовления элементов конструкции печи используются современные материалы. В частности, патентованный сплав INCOLOY, который способен сопротивляться общей и локальной коррозии. Для изготовления внутренних и внешних поверхностей используется нержавеющая сталь марки AISI 304.

Температура воздуха в камере изменяется в диапазоне от 30℃ до 300℃. В устройстве реализованы технические решения, обеспечивающие равномерное и эффективное распределения теплового потока. 

Модель предусматривает в конструкции парогенераторы, характеризующиеся высокой эффективностью. Их работа осуществляется под контролем автоматики. 

Ротационная печь Rota 

Ротационная хлебопекарная печь Rota — универсальное оборудование, источником энергии которой могут служить различные виды топлива. В зависимости от модификации, для обогрева используется дизель, природный или сжиженный газ, твердое топливо, электричество. Оборудование совместимо с Промышленностью 4.0, что дает возможность интегрировать различные этапы производственного процесса.

Модель имеет привлекательный вид и эргономичный дизайн. Она оснащена звуковой и визуальной сигнализацией. Печь оборудована вращающейся платформой. 

Устройство предусматривает эффективные парогенераторы с автоматическим контролем пара. Печь работает в температурном диапазоне 30℃ — 300℃. Потери тепла сведены к минимуму за счет использования современной теплоизоляции.

Ротационная печь Electra

Ротационная печь Electra — экономичный и высокоэффективный агрегат, совместимый с Промышленностью 4.0, что дает возможность интегрировать различные этапы производственного процесса.

Для изготовления внутренних и внешних элементов печи используется нержавеющая сталь марки AISI 304. Дверь имеет термостойкую конструкцию с двойным остеклением и обеспечивает хороший обзор камеры.

Для получения красивой корочки на хлебобулочных изделиях и предупреждения их пересушивания применяется парогенератор, работающий в автоматическом режиме. Печь рассчитана на работу при температуре 30℃ — 300℃, и предусматривает возможность перехода в экономичный режим.

Возврат к списку

Что такое Ротационная печь и зачем она нужна?

Ротационные печи

В современном мире предприниматели, открывая пекарню, супермаркет или мини хлебозавод сталкиваются с проблемой выбора оборудования на свое предприятие. Ассортимент марок и видов оборудования многообразен. Каждое оборудование подходит под свои задачи. Сегодня мы хотим поговорить о сердце каждого хлебопекарного предприятия – это печи. Какие бывают их виды:
1. Конвекционные
2. Подовые
3. Ротационные
4. Конвейерные либо туннельные
У каждого типа печей свои конструктивные особенности и стоимость. В этом материале будет рассмотрена ротационная печь, что в ней можно выпекать, принцип работы, устройство и преимущества использования.

Что можно выпекать в ротационной печи?

Печь позволяет выпекать:
• Пряники;
• Пшеничный хлеб;
• Ржано-пшеничный хлеб;
• Кондитерские изделия;
• Булочки;
• Сухари.

Почему выбирают именно ротационную печь?

В печи можно выпекать десятки наименований вкусных и ароматных хлебобулочных и кондитерских изделий.
Такая печь совмещает в себе высокую производительность, многофункциональность, возможность расширять ассортимент без оглядки на возможности и программное обеспечение печи.
Такие печи подойдут небольшой кондитерской, хлебопекарне, большому хлебозаводу. Для персонала с точки зрения пользования не представляет труда управлять и настраивать ротационную печь, все-таки современные технологии и подходы в конструировании современных брендов (ВОСХОД, Ротор Агро, WLbake, BASSANINA и т.д.) позволили усовершенствовать до высокого уровня и простоты управления ими в процессе работы.

Принцип функционирования

В основе работы печи лежит принцип вращения, т.е ротации многоуровневой тележки вокруг своей оси с продукцией внутри камеры, отсюда и название ротационная печь.
Скорость вращения тележки можно регулировать, температурный режим, ну и конечно пароувлажение внутри камеры. Запекание изделий происходит за счет подачи горячей воздушной массы. Для этого в камере установлены вентиляторы и тэны, нагревающие воздух. Заготовки вращаются в рабочей камере и интенсивно обдуваются горячим потоком воздуха. Так достигается быстрое приготовление хлебобулочных и кондитерских изделий.
Стоит сказать и о принципе функционирования тележки. Тележка с заготовками вращается при помощи крюка, запускаемого электродвигателем, размещенным вверху. Тележки оснащены колесами, чтобы их можно было быстрее установить и снять. Когда тележка вращается, колеса упираются в днище и вращаются вместе с ней.
Конструктивные особенности и подключение
Ротационные печи реализуются с различными формами камеры – четырехугольной и восьмигранной. Печь с четырехугольной камерой используется чаще всего. Ее стоимость меньше, чем у печи с восьмигранной камерой. Однако печь с восьмигранной камерой быстрее выпекается продукция и получается более высокое качество выпечки, такие технологии более современные и продвинутые.
Еще очень важной особенностью является то, что они могут работать от разного типа подключения к питанию, а именно: на дизельном топливе, на газу и на электричестве.
Так как печь используют для приготовления пищевых изделий, она изготавливается из нержавеющей антикоррозионной стали. Для сокращения тепловых потерь и повышения производительности лучше всего приобрести печь, оснащенную теплоизоляцией.
В современных печах используется такая функция, как пароувлажнение. Благодаря ей получается хрустящая и румяная корочка. Пароувлажнение особенно ценно при приготовлении кондитерских изделий. Однако, печь с подобной функцией стоит дороже, и для парогенератора нельзя использовать жесткую воду.
Печь оснащена специальным окном в двери камеры, поэтому можно контролировать весь процесс выпекания.

Как управляется печь?

Существует 2 типа управления.
Первый тип – электромеханический. Простое и интуитивно понятное. Однако, отсутствует точная настройка в температуре как пример. Ведь современные технологии позволяют устанавливать температуру с точностью до1 градуса.
Второй тип – электронный, сенсорный. Данный тип имеет большое количество датчиков, позволяющих контролировать процесс выпечки. Персонал может изменить влажность, температуру, скорость работы вентиляторов и т.д.

Мощность печи

Так как у печи высокая производительность, то и энергии она потребляет достаточно много. Мощность оборудования зависит от того, какие у него габариты, есть ли дополнительное оснащение. Есть в продаже печи где мощность может достигать до 95 кВт и более. Однако средние значения колеблются от 45 до 65 кВт.

Достоинства и недостатки

Они компактные, «умные» и высокопроизводительные, Для многих предпринимателей эти параметры являются определяющими при выборе оборудования.
Потребляют оптимальное количество электроэнергии, стабильно поддерживают режимы выпекания.
Техническое обслуживание и осмотр проводится легко.
Конструкция печи является сборно-разборной, если необходимо, быстро разбирается и собирается снова.
Недостатки

Высокая стоимость по сравнению с младшими собратьями (конвекционные печи) по цеху.
Внутри одного цикла приготовления нельзя выпечь одновременно разные булочки и сдобу.

В чем состоит отличие ротационной печи от конвекционной?

Если цех большой, тогда ему лучше всего приобрести ротационные печи, поскольку они удобны для того, чтобы производить один вид продукции. Хотя в этом есть определенный минус, так как одна печь не может выпекать разные изделия, из-за этого ее лучше не использовать на небольшом производстве.
Для малогабаритного цеха рекомендуем взять конвекционную печь. Ее размеры небольшие, производительность высокая. Для начинающих кондитеров и хлебопеков – конвекционная печь идеальна. Такую печь можно использовать для того, чтобы выпекать большое количество булок, пирожков и так далее.
Если нужно открывать большой завод, крупный цех, тогда выбор очевиден – ротационная печь.
Если хотите открыть небольшой цех, приобретайте конвекционную.
Заключение

Мы рассмотрели вопрос, касающийся устройства ротационной печи, ее характеристики, указали, каковые ее преимущества и особенности функционирования. Чтобы оборудование исправно работало долгие годы и выпекало вкусную продукцию, соблюдайте технические правила эксплуатации.
Стоит отметить, что мастерство пекарей и кондитеров тоже имеет огромное значение. Ведь каким бы совершенным не было бы оборудование, если персонал не умеет готовить ингредиенты для выпечки, даже печь не сможет помочь. Залогом успеха является две составляющие – грамотный персонал, и соответствующая техника.
Если Вам нужно купить ротационные печи по выгодной стоимости, обращайтесь в нашу компанию. Мы предлагаем большой выбор оборудования, оснащенного всем необходимым для производства хлебобулочной и кондитерской продукции.

Подобрать оптимальное для Вас оборудование и помочь Вам с выбором готовы наши менеджеры. Звоните на горячую линию 8-800-600-33-68 (бесплатно по РФ) или задавайте свои вопросы по электронной почте [email protected].

5 причин выбрать ротационную печь !

Производство выпечки сегодня кардинально отличается от того процесса, что происходил в пекарнях лет 20-30 назад. Оборудование усовершенствовалось, изменились некоторые рецептуры. Теперь помимо качества продукции, важна и скорость ее выпуска. Уменьшение времени приготовления хлебобулочных изделий позволило развить в нашей стране сегмент частных мини-пекарен, которые пополняют витрины несколько раз в день, предлагая своим клиентам всегда свежий горячий хлеб и сдобу.

При выборе оснащения пекарни предпочтение отдается функциональному оборудованию, способному помочь решить сразу несколько принципиально важных задач: выпуск качественной и разнообразной выпечки, оптимизация производственного процесса, модернизация предприятия, экономия средств.

Интернет-магазин ПЕКАРИ.RU предлагает большой выбор хлебопекарной техники от мукопросеивателей до торговых установок. Сегодня мы представляем Вашему вниманию самое современное оборудование — печь для хлеба. Рассмотрим печь ротационную. Чем она отличается от обычных? Согласно названию, ротационная печь работает по принципу ротации, то есть вращения. В тепловую камеру загружается тележка с изделиями на вращающуюся платформу или подвешивается на вращающийся крюк. По мере движения каждое изделие получает свою долю тепла, пропекаясь равномерно со всех сторон.

В свое время ротационная печь стала настоящим открытием для пекарей. В новые, только что открывшиеся предприятия, стали покупать именно печи с ротацией, устанавливая их вместе или вместо традиционных пекарских печей. Они неизменно популярны, их приобретают и для масштабных производств и для мини-пекарен. У нас Вы сможете купить печи для столовой, ресторанов, кондитерских цехов по самым выгодным для любого бюджета ценам.

5 причин выбрать ротационную печь

1. Идеальная продукция

Всем известно — чтобы пекарня была успешной и приносила стабильный доход, выпускаемые изделия должны продаваться. Требования к хлебобулочной и кондитерской продукции просты: соответствие нормам пищевой безопасности, свежесть ингредиентов, высокие вкусовые качества, презентабельный внешний вид. Последний фактор играет, порой, решающую роль. Особенно, когда речь идет о новинках. Перед тем, как потребитель попробует новый товар, он должен захотеть его купить.

Хлеб, батоны, сдобы, слойки, пирожки в ротационной печи, благодаря непрерывному вращению загрузочной тележки, пропекаются и подрумяниваются со всех сторон. Тесто приобретает аппетитный золотистый цвет и глянцевый блеск, поднимается, становится пышным. Такие изделия привлекают внимание даже тех, кто уже сыт, а потрясающий аромат буквально заставляет покупателя взять гораздо больше, чем он планировал.

Знаете ли Вы, что аромат свежеиспеченного хлеба — один из самых эффективных маркетинговых инструментов. Наш совет для мини-пекарни — выпекать изделия небольшими партиями, чтобы раскупали их еще горячими. Благодаря профильному оборудованию — в том числе ротационной печи — сделать это не трудно, приготовление выпечки происходит быстро.

2. Оптимальная производительность

Ротационная печь подойдет и небольшим и крупным предприятиям. Все зависит от модели. Производительность варьируется от 30 кг в час до 180 и более, чего хватит даже хлебозаводам. Загружается ротационная печь противнями и формами, поэтому производительность оборудования можно увеличивать самостоятельно, выпекая, к примеру, в большем объеме мелкоштучную продукцию.

В интернет-магазине ПЕКАРИ.RU представлены разные модели профессионального оборудования для выпечки. Поможем выбрать подходящий для Вашего бизнеса вариант. Ротационные печи от европейского производителя компактны и при этом вместительны.

3. Удобная работа

Проблем в работе с ротационной печью не возникает никогда. В конструкции предусмотрена простая и понятная панель управления, с помощью которой в считанные секунды задаются все необходимые параметры, а также производится их регулировка. Практически в каждой печи имеется система автоматического пароувлажнения, обязательная для получения мягкой и пышной выпечки. Кроме того, все фронтальные детали печи термоустойчивы и не нагреваются — это значит, что персонал будет защищен от ожогов; а для быстрого устранения горячего пара при открывании двери включается вентилятор, расположенный на вытяжном навесе.

Камера в печи освещается, весь процесс выпечки хорошо видно через двойное стекло. Чтобы контролировать работу достаточно подойти к двери, но не открывать. Опытные пекари знают, что загрузив камеру тележкой с заготовками, до того как сигнал оповестит об окончании выпечки, можно приготовить начинку, замесить новую порцию теста, в общем, занятья куда более важными делами, чем дежурство у печи. Умная техника не допустит подгорания и не испортит ни одну буханку.

4. Расширенная комплектация

Универсальное оборудование, занимающее минимум места, — мечта любого мастера от кулинарии. Пекарям в этом плане повезло. Два важнейших процесса в производстве хлебобулочных изделий могут проходить одновременно и в одном аппарате. На рынке появились ротационные печи с расстойным шкафом.

Расстойка, то есть насыщение заготовок углекислым газом, нужна для того, чтобы восстановить текстуру теста после формовки и округления. В течение некоторого времени изделия «отдыхают», вновь становятся пышными, подготавливаются к выпечке.

Ротационная печь с расстойным шкафом — оборудование для хлебобулочной продукции, которого ждали долго. Вместо весьма неудобного перемещения по кухне подносов с заготовками после расстойки к пекарской печи нужно лишь перенести их из одной секции аппарата в другую. Экономия времени и места очевидна.

5. Выпечка на любой вкус

Универсальность ротационной печи проявляется не только в возможной комбинированной конструкции. Подходит эта печь для выпечки самой разной хлебобулочной продукции от русского хлеба и итальянской чиабатты до французского багета и круассанов (чем, кстати, заслужила славу незаменимого оборудования для французской выпечки). В ней предусмотрены режимы выпечки слоеного, бисквитного, песочного, сдобного и даже крутого теста.

Ротационная печь, как было сказано выше, загружается противнями и формами, а потому Вы не ограничены в производстве — длинные багеты и миниатюрные профитроли получаются одинаково вкусными. Интересно, что за один цикл выпечки можно приготовить сразу несколько видов изделий.

Печи для выпекания булочек, традиционного хлеба, национальной выпечки — визитная карточка пекарни. Только установив функциональное оборудование, можно добиться желаемого результата — высокого качества выпечки и не менее высоких продаж!

Ротационные печи: особенности и область использования

Ротационные печи применяются на крупных хлебозаводах, пекарнях и на производственных предприятиях. Они предназначены для выпечки батонов, багетов, кондитерских изделий из сдобного и дрожжевого теста. Преимуществом по сравнению с конвекционными печами заключается в большой производительности. Например, за один цикл устройство может приготовить 180 багетов при 18 уровневой загрузке.

Данный вид оборудования имеет внушительные габаритные размеры корпуса. Однако это объясняется большой производительностью. Главной особенностью ротационных печей является наличие вращающейся платформы. Загрузка полуфабрикатов происходит с использованием многоуровневой тележки-шпильки, которая вращается вокруг своей оси в камере на протяжении всего цикла выпечки.

В зависимости от моделей различают печи с вращающейся нижней платформой или с потолочным крюком, который вращается от электромеханизма.

Для увлажнения хлебобулочных изделий предусматривается парогенератор, отвечающий за циркуляцию воздуха и контроль уровня влажности. Современные печи имеют как стандартный набор настроек, так и возможность задавать программы через USB порт.

Распределение потоков воздуха осуществляется через специально продуманную систему каналов. При этом можно регулировать интенсивность подачи воздуха и температуру с помощью автоматических программ или вручную. Использование различных регулировок позволяет приготовить различные хлебобулочные изделия. Так, например, для одних требуется низкая температура и высокая скорость вращения, другие изделия готовятся при более высоких температурах и более медленных оборотах.

Ротационные печи имеют высокую скорость приготовления за счет циркуляции горячих потоков воздуха и вращающейся платформы. Все это объясняется сочетанием мощных электрических нагревателей (ТЭНов), спланированных воздуховодов, вентиляторов и использованием тележек-шпилек.

Еще один важный параметр – теплоизоляция корпуса. От этого зависит скорость пропекания продукции, экономичность и энергоэффективость.

Использование ротационных печей на мини-пекарнях является оптимальным вариантом за счет производительности. В процессе работы такие печи выделяют большое количество тепла. Для использования их на кухне производственного предприятия необходимо использовать вытяжной зонт для улавливания пара.

Производители ротационных печей:

• Bongard (Франция) – бренд, вошедший в историю по своему качеству, разнообразию моделей и четко продуманным деталям. Так, например, некоторые модели предлагаются с левой или правой дверью. Печи Bongard комплектуются вытяжным зонтом собственного производства, что также очень удобно и эргономично.
• Rotela (Чехия). Модель 10.6 Kornfeil нередко используется в пекарнях. Отличается высокой производительностью, однако при покупке такого устройства не стоит забывать про ее мощность 79 кВт. Для ее подключения требуется хорошая электросеть с трехфазным подключением и соблюдением всех правил безопасности.
• Lazerweld (Италия). Линейка печей Lazerweld Rotor используются для выпечки хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий. Отличаются высокой производительностью и большим выбором автоматических программ. При покупке стоит учитывать вес оборудования и его мощность. К примеру, Lazerweld Rotor 8080 весит 1750 кг и имеет мощность 82 кВт (и это еще не предел).
• Forni (Италия). Оборудование данного бренда отличается высокой степени износостойкости и простотой обслуживания. Интересной моделью для небольших пекарен стала Forni Fiorini Small c производительностью 60 кг/час и мощностью 36 кВт.
• Печи российского производства. На отечественном рынке ассортимент печей ротационного типа также широк и разнообразен. Здесь можно встретить как электрические, так и газовые модели от брендов ABAT, Восход, Премьер и т.д. Среди их преимуществ можно выделить высокую износостойкость, качественные материалы, хорошую сборку и конечно же выгодную стоимость.

Современные ротационные печи имеют автоматизированное управление, рассчитанные на непрерывный цикл. Большинство моделей управляются как с пульта, так и с кнопок на корпусе. Максимальную мощность печь потребляет при прогреве до рабочей температуры. Выбирая ту или модель для предприятия, необходимо учитывать этот момент, чтобы минимизировать простои, связанные с периодическим прогреванием устройства и снизить энергопотребление.

Как работает ротационная печь

1. Включать печь необходимо с закрытой дверцей, после чего начинается процесс прогрева до рабочей температуры.
2. Далее дверь блокируется до момента набора необходимой температуры.
3. После прогрева камеры дверь разблокируется, и можно осуществлять загрузку полуфабриката.
4. Процесс выпечки.
5. Окончание цикла: снижение рабочей температуры до минимальной и включение вытяжного зонта, прекращение подачи воздуха в камеру.
6. Выгрузка готовой продукции осуществляется после остывания камеры и звукового оповещения. Все это делает пользование устройством полностью безопасным, исключая риск ожогов.
7. После завершенного цикла необходимо закрыть дверь, чтобы начался догрев камеры до рабочей температуры и подготовка к следующему рабочему циклу.

Роторная печь — ISPATGURU

Роторная печь

• Satyendra
• 26 декабря 2019
• 0 Комментарии
• Burner, Calcination, Cement Clinker, Direct Drive, Drium, Drum, Indirece, kiln horlin и Обжиг, огнеупоры, Подвижное кольцо, Вращающаяся печь, Толкающий ролик,

Вращающаяся печь  

Вращающаяся печь представляет собой наклонный вращающийся цилиндрический реактор, через который непрерывно движется загрузка. Вращающаяся печь представляет собой печь для термической обработки, используемую для обработки твердых материалов при чрезвычайно высоких температурах, чтобы вызвать химическую реакцию или физическое изменение. Они обычно используются для проведения таких процессов, как (i) прокаливание, (ii) термическая десорбция, (iii) органическое сжигание, (iv) спекание/отверждение, (v) термофиксация и (vi) многие другие процессы.

Вращающиеся печи изначально были разработаны для использования в цементной промышленности. Благодаря своей гибкости в настоящее время они находят применение в различных отраслях промышленности, помогая как в обработке сырьевых товаров, так и в узкоспециализированных приложениях. Они также стали основой многих новых промышленных процессов.

Вращающаяся печь используется для нагревания твердых тел до момента, когда происходит химическая реакция или физическое изменение. Он работает, удерживая обрабатываемый материал при определенной температуре в течение точного времени. Температуры и время удерживания определяются путем создания температурных профилей на основе тщательного химического и термического анализа материала.

Вращающаяся печь состоит из вращающегося цилиндра (называемого барабаном), размер которого специально соответствует требованиям к температуре и времени выдержки обрабатываемого материала. Печь установлена ​​под небольшим углом, чтобы сила тяжести помогала перемещать материал через вращающийся цилиндр.

Вращающаяся печь может быть как прямого, так и непрямого типа. В печи с прямым нагревом топливо сжигается в барабане, а материал обрабатывается за счет прямого контакта с дымовым газом. В печи с непрямым нагревом материал обрабатывается в инертной среде и нагревается за счет контакта с корпусом печи, который нагревается снаружи для поддержания инертной среды.

Стены печи (обычно облицованные) периодически контактируют с дымовыми газами и шихтой. Тепло, необходимое для различных физических и химических процессов, доставляется к шихте путем подъема и опрокидывания шихты по мере ее движения внутри вращающейся печи

Первое предложение по использованию печи, определенной таким образом, возможно, содержится в английском патент 1865 года. Первая вращающаяся печь была изготовлена ​​примерно в 1885 году, но только в 1895 году вращающийся тип печи считался успешным. Наиболее широкое применение этого принципа на сегодняшний день относится к производству цементного клинкера. Некоторые из других распространенных применений вращающихся печей сегодня включают обжиг минералов, агломерацию, кальцинирование, восстановление железной руды, улетучивание свинца и цинка из пыли электропечи, сжигание отходов, десорбцию загрязнителей почвы, обогащение фосфатных руд, восстановление отработанной извести, катализатор активация, производство и реактивация активированного угля (С), обработка пластмасс и керамики.

Конструктивные элементы

Основные конструктивные элементы вращающейся печи показаны на рис. 1 и рис. 2. Вращающаяся печь состоит из облицованного полого цилиндра, установленного в наклонном положении на валках и медленно вращаемого приводом. Загрузочный материал перемещается от загрузочного конца к разгрузочному концу в результате вращательного движения и силы тяжести. Наклон печи составляет от 1,5 % до 5 % и варьируется только в экспериментальных печах. Скорость печи колеблется от 0,2 оборота в минуту (об/мин) до 2 об/мин. Обычно приводы с регулируемой скоростью используются для управления временем пребывания.

Рис. 1 Схема вращающейся печи

Диаметр печи обычно постоянный по всей длине. Некоторые вращающиеся печи имеют внутренние элементы, такие как конвейерные или подъемные скребки, встроенные в цепи с перекрещивающимися звеньями или кольцевые перемычки. В некоторых процессах трубы подачи воздуха или трубы горелок для газа или мазута устанавливаются на кожухе печи. Воздух или другие газы также могут быть введены через отверстия в футеровке.

Рис. 2 Секция вращающейся печи через опору печи

Элементы конструкции вращающейся печи

Ниже описаны различные элементы конструкции вращающейся печи.

Кожух печи – Стальной кожух печи имеет конические сужения на концах, а также может иметь другие суженные участки. Он испытывает кручение из-за привода и изгибное напряжение из-за собственного веса, а также веса футеровки и заряда. Из-за частичного заполнения и точечной поддержки идеально круглое сечение оболочки деформируется в овальную форму. Оболочка рассчитывается по законам статики тонких оболочек или приближенными методами. Печи с прямым нагревом обычно изготавливаются из стали C. Однако печи с косвенным нагревом должны быть более устойчивыми к высоким температурам и, следовательно, изготавливаются из более жаропрочного сплава.

Узел привода — Узел привода — это компонент, который заставляет печь вращаться. Могут быть использованы различные компоновки сборки привода. Это цепной и звездчатый привод, зубчатая передача, фрикционная передача и прямой привод в сборе. В отличие от большинства других компонентов вращающихся печей, нет необходимости в дополнительной настройке механических компонентов барабана. Потребность в одном типе привода над другим зависит исключительно от того, сколько энергии требуется.

В случае расположения цепи и звездочки большая звездочка обвивается вокруг вращающегося барабана с цепью на ней, которая идет к редуктору и двигателю. Вращающийся двигатель вращает коробку передач, которая вращает маленькую звездочку, прикрепленную цепью к большой звездочке, обернутой вокруг вращающегося барабана. Цепные и звездочки обычно используются для небольших вращающихся печей мощностью до 55 киловатт (кВт). Этот тип компоновки не подходит для больших вращающихся печей, требующих мощности более 55 кВт.

Зубчатая передача лучше всего подходит для тяжелых условий эксплуатации мощностью более 55 кВт. Подобно приводу с цепью и звездочкой, вместо звездочки, обернутой вокруг обхвата барабана, этот привод имеет реальную шестерню вокруг барабана. Эта шестерня входит в зацепление с небольшой зубчатой ​​передачей, которая ее вращает.

Узлы фрикционного привода используются для небольших приложений, требующих малой мощности. Обычно это наблюдается с барабанами диаметром около 2 м и меньше. При фрикционном приводе две из четырех цапф соединены одним валом и приводятся в движение установленным на валу редуктором и двигателем.

Узлы прямого привода используются в барабанах малого и среднего размера с двигателями мощностью до 55 кВт. В этой конструкции вал крепится к сплошной разгрузочной концевой плите на выходе из печи. Двигатель и редуктор либо напрямую соединены с этим валом с помощью муфты, либо с помощью крепления на валу.

Направляющие кольца – Направляющие кольца обеспечивают поверхность для распределения загрузки печи. Они помогают поддерживать корпус печи и представляют собой цельные стальные отливки. Также использовались приваренные в полевых условиях ездовые кольца. Кольца для катания диаметром до 5 м в некоторых конструкциях привариваются к обечайке. Также распространены зубчатые кольца для верховой езды. Однако обычно, особенно в печах большого диаметра, опорные кольца свободно надеваются на утолщенное обечайочное кольцо. Подвижное кольцо перемещается относительно корпуса при вращении. Правильный размер опорного кольца, зазор и толщина обечайки имеют решающее значение для срока службы футеровки в секции печи. Это представляет собой сложную проблему проектирования. Измерения овальной деформации с помощью «тестера оболочки» помогают проектировщику. Большинство печей поддерживаются в нескольких точках. Важна тщательная установка и техническое обслуживание печей. Выравнивание длинных вращающихся печей имеет решающее значение для распределения нагрузки на опорные кольца и кожух.

Упорные ролики — Упорные ролики предотвращают смещение или горизонтальное перемещение барабана, давя на опорные кольца. Колеса цапфы действуют как опора для вращающегося корпуса барабана. Они обеспечивают плавное и концентрическое вращение во время работы. Они также действуют как изнашиваемый элемент, потому что их проще и дешевле заменить, чем само кольцо. Колеса крепятся к стальным опорным основаниям с герметичными подшипниками качения. Опорные ролики несут вес барабана. Два гладких цапфовых ролика на опорное кольцо, усаженные на шейки, обычно вращаются в подшипниках скольжения со смазкой погружением или смазкой под давлением. Иногда также используются подшипники качения. Один или несколько упорных валков, расположенных параллельно оси печи, воспринимают силы наклона печи, направленные вниз. Они имеют гидравлическую регулировку положения, так что печь можно перемещать в продольном направлении.

Печь вращается зубчатым венцом, которое упруго прикреплено к корпусу и приводится в движение одной или двумя шестернями (в зависимости от крутящего момента). Многофазные двигатели с частотным регулированием позволяют непрерывно регулировать скорость вращения с очень небольшими потерями энергии. В случае неисправности муфты с механическим или электрическим приводом могут использоваться для включения вспомогательного привода (электрического или двигателя внутреннего сгорания), чтобы поддерживать медленное вращение печи и предотвратить повреждение из-за перегрева с одной стороны.

Разгрузочная головка печи – Разгрузочная головка печи служит двум целям. Одна из целей состоит в том, чтобы предоставить продукту место для выхода из печи, чтобы он мог перейти к последующей обработке. Второй целью является установка горелки печи в противоточной системе. Зона выгрузки продукта – это место, где продукт выходит из печи. Как правило, затем продукт поступает на охлаждение или последующую обработку, если это необходимо.

Впускная головка печи – Впускная головка печи имеет систему отвода газов, которая обычно намного больше при работе с печью прямого нагрева. Здесь выхлопные газы и любые мелкие частицы покидают систему и обычно проходят очистку выхлопных газов для удаления загрязняющих веществ перед сбросом в окружающую среду или отправкой в ​​котел-утилизатор для рекуперации отработанного тепла. Система выхлопных газов в печи часто нуждается в камере дожигания и теплообменнике или охлаждающей колонне для охлаждения газов до того, как они попадут в рукавный фильтр.

Огнеупоры для печей – Огнеупоры служат для изоляции и защиты корпуса барабана от высоких температур внутри, а также для сведения к минимуму потерь тепла. Огнеупорная футеровка является важным компонентом вращающейся печи. Важным фактором, определяющим срок службы огнеупорной футеровки, является механическая устойчивость обечайки. Толщина, физические свойства и химический состав огнеупоров, используемых для футеровки, определяются выполняемым процессом. Например, в печи, используемой для восстановления железной руды, используется низкожелезистый глиноземный или магнезиально-шпинелевый кирпич, а в цементной печи обычно футеровка из магнезитового кирпича в клинкерной зоне и кислотоизоляционный кирпич из силикатных соединений в зоне предварительного нагрева. используются. Переплетенные кирпичи (с коническим пазом и шпунтом) используются во вращающихся печах большого диаметра. Монолитные огнеупоры также используются в некоторых приложениях. Качество огнеупоров и технология футеровки значительно увеличивают срок службы футеровки. Футеровка из изоляционного кирпича очень желательна для удержания тепла, но не доказала свою полезность в печах большого диаметра.

Горелка – Горелка вращающейся печи поставляет энергию, необходимую для процесса. Вместо использования камеры сгорания обычно горелка в печи устанавливается на разгрузочной головке печи. Горелки могут быть спроектированы для работы с различными видами топлива, такими как газообразное, жидкое или твердое топливо. Выбор подходящей горелки для вращающейся печи является неотъемлемой частью обеспечения эффективной обработки.

Подача сырья – Подача сырья или загрузочный желоб – место, где сырье поступает в барабан. Обычно это осуществляется с помощью подающего шнека или желоба, который часто изготавливается из более жаропрочного сплава. Эта зона должна быть спроектирована прочно, чтобы уменьшить возможность возникновения наростов.

Уплотнение – Уплотнение соединяет стационарные головки на двух концах с вращающимся барабаном и помогает предотвратить утечку технологического газа из системы, а также предотвращает утечку воздуха. Поддержание соответствующей температуры внутри вращающегося барабана печь — это то, что позволяет протекать желаемой химической реакции. Однако поддержание этой температуры может быть затруднено, если не выбрано правильное уплотнение. Существуют различные варианты уплотнения.

Вращающаяся печь

Вращающаяся печь одновременно выполняет несколько функций. Это устройство для транспортировки, смешивания, теплопередачи и реакции. Эти функции должны находиться в гармонии. Шихта в печи перемещается как радиально, так и аксиально. Радиальное движение определяется степенью заполнения (процентом площади поперечного сечения, занимаемой зарядом) и скоростью вращения. Угол естественного откоса и наклон печи определяют осевое движение.

Внутренняя часть загрузки обычно имеет более высокую объемную плотность, чем внешняя, и размер зерен увеличивается по направлению к внешней стороне. Этой тенденции можно противодействовать за счет внутренних устройств, которые также улучшают передачу тепла в загрузку. Производство пыли можно ограничить путем гранулирования корма.

Теплопередача происходит главным образом от дымового газа (генерируемого горелкой, обычно установленной на разгрузочном конце печи) к шихте. Движущей силой обычно является разница температур. Газ может двигаться прямотоком или противотоком продольному движению заряда. Прямая подача газа выгодна только тогда, когда температура заряда не должна превышать определенного значения. Противоточная схема предпочтительнее. Различные типы теплопередачи во вращающейся печи: (i) теплопередача к материалу за счет излучения газа и конвекции, (ii) теплопередача к материалу за счет излучения кирпича, (iii) кондуктивная теплопередача к материалу от кирпича и (iv) передача тепла кирпичу излучением, конвекцией и (v) потеря тепла излучением оболочки и конвекцией.

Размеры и конструкция вращающейся печи

Каждый материал отличается тем, как он ведет себя в печи и при каких температурах происходят различные реакции. При проектировании технологического процесса вокруг вращающейся печи, а также при проектировании самой печи требуется, чтобы материал подвергался тщательному химическому и термическому анализу. Различные характеристики материала играют роль в том, как материал будет вести себя в печи, и, следовательно, в том, как печь должна быть спроектирована вокруг материала для достижения цели процесса. Ниже приводится обзор некоторых обычных характеристик материалов, которые могут повлиять на конструкцию печи.

Гранулометрический состав и объемная плотность – Гранулометрический состав и объемная плотность материала влияют на размер некоторых компонентов печи. Например, материал с высокой объемной плотностью, вероятно, потребует большей мощности, и, следовательно, необходима более надежная система привода. В случае, если материал был агломерирован в гранулы (или имеет более крупный гранулометрический состав), тогда для него не требуется такой большой диаметр печи, как для мелкой фракции. Это связано с тем, что при обработке мелких частиц необходимо использовать более низкую скорость воздуха, чтобы свести к минимуму унос. Однако при обработке окатышей можно использовать более высокую скорость воздуха, и, следовательно, печь не должна иметь больший диаметр.

Абразивность и коррозионная активность – Хотя абразивность или коррозионная активность материала не оказывают прямого влияния на размеры печи, они влияют на конструкционные материалы. Работа с абразивными или коррозионно-активными материалами может потребовать, чтобы части или вся печь были футерованы или изготовлены из устойчивого к коррозии/износу огнеупора.

Удельная теплоемкость – Удельная теплоемкость материала является одним из важных факторов при проектировании вращающейся печи. Удельная теплоемкость показывает, насколько материал устойчив к нагреванию. По определению, это то, сколько тепловой энергии требуется, чтобы поднять 1 грамм материала на 1 градус Цельсия. Некоторые материалы, такие как вода, имеют очень высокую удельную теплоемкость, а это означает, что для повышения температуры требуется значительное количество тепловой энергии. Другие материалы, такие как металлы, имеют гораздо более низкую удельную теплоемкость, а это означает, что требуется гораздо меньше тепловой энергии, чтобы вызвать изменение температуры.

Теплота реакции – Во многих печах для протекания реакции требуется тепло. Например, при обжиге известняка (CaCO3) в известь (CaO) требуется энергия для диссоциации CaCO3 на CaO и CO2. Помимо энергии, для протекания большинства реакций необходима высокая температура, диссоциация известняка не происходит при температуре ниже 900 град С.

Теплопроводность – Подобно удельной теплоемкости, теплопроводность материала также играет роль в конструкции вращающейся печи. То, как материал передает тепло, напрямую влияет на то, как материал ведет себя во вращающейся печи. Легко ли он передает свое тепло, обеспечивая равномерное распределение тепла и малое время удержания, или он удерживает свое тепло, вызывая холодные карманы материала, более длительное время удержания и, возможно, есть необходимость в дополнительных аксессуарах, таких как плотины или нарушители русла.

Температурные профили . Термический гравиметрический анализ или ТГА может быть выполнен на материале для определения изменений массы в зависимости от температуры. ТГА описывает диапазоны температур, при которых происходит потеря массы. Это имеет решающее значение при определении требуемого профиля температуры в печи. Например, свободная вода показывает первичное удаление при температуре около 100°С, тогда как прочно связанная химическая вода показывает потерю массы при температуре выше 250°С.

ТГА также помогает показать, где начинается реакция и заканчивается, кривая на ТГА начинается при определенной температуре, но не завершается до гораздо более высокой температуры. В целом, ТГА помогает определить температурные профили, которые необходимы во вращающейся печи, показывая, при какой температуре происходят реакции. Кроме того, хотя целью процесса может быть преобразование материала определенным образом, ТГА выявляет реакции, которые могут происходить между начальной и конечной точками, помогая указать, где могут произойти непредсказуемые реакции.

Дифференциальный сканирующий калориметр (ДСК) или дифференциальный термический анализ (ДТА) также полезны на этом этапе, поскольку они показывают количество тепла, необходимое для проведения реакций и нагревания материала до конечной температуры.

Химический состав – Знание химического состава материала является ценным преимуществом при проектировании вращающихся печей по многим причинам. Одна важная причина заключается в том, что многие материалы сгорают во вращающейся печи при высоких температурах, выделяя больше тепла, чем подается во вращающуюся печь. В таких случаях вращающаяся печь должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать такое избыточное количество тепла. В других случаях материалам может потребоваться определенная химическая атмосфера для протекания реакции, например, атмосфера без O2 или с высоким содержанием CO2. Еще одна причина для понимания химического состава материала и того, как эти химические вещества реагируют друг с другом при определенных температурах, заключается в том, чтобы предсказать, какие выхлопные газы образуются, и, следовательно, какой тип обработки выхлопных газов необходим.

Размер печи – После термического и химического анализа материала можно приступить к определению размера печи. Калибровка — это сложный процесс, и его нелегко объяснить вкратце. Процесс определения размера вращающейся печи сочетает в себе инженерные принципы с термическим и химическим анализом, а также опыт, чтобы спроектировать печь, которая соответствует намеченной цели обработки.

Размер вращающейся печи зависит не только от ее емкости, но и от количества тепла, которое может выделяться внутри вращающейся печи в результате испарения и/или сгорания материала. Диаметр и длина вращающейся печи рассчитываются на основе максимальной скорости подачи, требуемого времени выдержки и требуемого профиля слоя (насколько заполнена материалом вращающаяся печь).

В процессе проектирования, после того как проектировщик разработал грубый проект вращающейся печи, он использует несколько компьютерных программ, чтобы помочь предсказать и смоделировать поведение материала в спроектированной вращающейся печи. Дизайнер просматривает комбинированные анализы, и если проект не соответствует соответствующим критериям, он соответствующим образом корректируется.

После того, как был определен предварительный размер вращающейся печи, проектировщик может начать думать о деталях внутреннего устройства вращающейся печи, например, будет ли потребность в плотине или какой тип огнеупора необходим для наилучшего устраивать процесс.

Вращающиеся печи

Вращающиеся печи просто служат сосудом для проведения химической реакции или фазового перехода. Они используются для нескольких типов процессов. Некоторые из процессов, для которых используются вращающиеся печи, описаны ниже.

Прокаливание – Процесс прокаливания требует нагревания материала до высокой температуры с целью химической диссоциации (химического разделения). Прокаливание обычно используется при создании неорганических материалов. Они используются для обжига известняка, доломита и магнезита.

Хотя крупноизмельченный известняк можно превратить в негашеную известь путем нагревания в шахтной печи, для частиц размером 60 мм и менее предпочтительнее использовать вращающуюся печь, поскольку она обеспечивает более однородный продукт при более высокой скорости. Эта негашеная известь особенно подходит для производства стали и используется для десульфурации дымовых газов. Вращающаяся печь также конкурирует с шахтной печью в производстве спеченного магнезита и доломита. Как и при обжиге известняка, вращающаяся печь обладает преимуществом обработки шихтового материала более мелкого размера в широком диапазоне размеров, а также может обеспечивать производительность при высоких температурах обжига.

Процесс прокаливания можно также использовать для удаления связанной влаги, такой как та, которая химически связана с бурой.

Производство цементного клинкера – Цемент производится почти исключительно во вращающихся печах. Развитие производства клинкера всегда стимулировало развитие технологии вращающихся печей в целом. Энергия составляет до 50 % общих затрат на производство цементного клинкера. Энергосберегающие подходы привели к созданию термически сложных вращающихся печей большой мощности. Тенденция также к использованию угля в качестве источника энергии. Длинные вращающиеся печи с подачей шлама все чаще заменяются печами с «теплообменником» (в которых сырьё нагревается в теплообменниках суспензионного типа, расположенных выше по потоку. Разработка усовершенствованных систем пылеулавливания привела к снижению энергопотребления9).0023

Восстановительный обжиг – Восстановительный обжиг представляет собой удаление кислорода (O2) из ​​компонента руды, обычно с использованием восстановителя, такого как монооксид углерода (CO).

Вращающаяся печь используется в качестве восстановительной печи. Он может использовать широкий спектр носителей углерода, не подходящих в качестве восстановителей для шахтных печей, от антрацита и коксовой мелочи до мелочи древесного угля, лигнита и бурого угля. Шихта (руда и восстановитель) обычно проходит через вращающуюся печь в противотоке с горячими газами. В шихте протекают сопряженные реакции, в основном восстановление руды газообразным СО и реакция С с СО2 (двуокисью углерода) с регенерацией СО. Реакционная способность C имеет решающее значение для процесса в целом. Часть образовавшегося газа СО уходит из шихты, так что окислительные газы из свободного объема печи не могут проникнуть в нее.

Условия восстановления зависят от (i) температуры, реакционной способности и количества восстановителя, (ii) времени пребывания и (iii) задержки загрузки на разгрузочном конце печи. Скорость восстановления можно регулировать для достижения различных целей, от образования магнетита (Fe3O4) до производства железа прямого восстановления (DRI).

При намагничивающем обжиге содержание железа в бедной руде превращается в Fe3O4. Затем продукт концентрируют путем измельчения и магнитной сепарации. Температурный профиль и условия восстановления можно регулировать с помощью газовых или жидкотопливных нагревателей, расположенных вдоль печи. Топливо подается во вращающуюся печь через специальные уплотнения. Восстанавливающему действию также может способствовать добавление небольшого количества угля.

Наиболее часто используется процесс производства DRI. Во вращающихся печах восстанавливают кусковую руду, окатыши, титаномагнетитсодержащие концентраты из морского песка, цинк- и свинецсодержащие отходы производства чугуна и стали, окатыши из остатков выщелачивания.

Вращающиеся печи также используются для экзотермического обжига сульфидных руд и для эндотермического удаления воды гидратации и CO2 из мелкозернистых материалов, таких как руды, фосфаты, глинозем, ильменит и диоксид титана. В настоящее время эти процессы выполняются почти исключительно в реакторах с псевдоожиженным слоем, которые обеспечивают лучшие условия тепло- и массопереноса. Однако вращающиеся печи имеют преимущества, когда нельзя избежать размягчения, прилипания или даже частичного плавления материала.

Термическая десорбция – Термическая десорбция использует тепло для удаления летучих компонентов, таких как пестициды, которые смешались с неорганическими минералами, такими как песок. Важно отметить, что это не сжигание, которое может производить вредные загрязнители и может потребовать более экстремальной системы очистки выхлопных газов. Вместо этого это процесс разделения, в котором используются разные температуры реакции абсорбирующих минералов и химических веществ. Органический химикат (например, пестицид) испаряется при повышенной температуре, вызывая разделение без возгорания. Лучше всего для этого применения подходит вращающаяся печь непрямого действия, поскольку летучие химические вещества могут быть горючими. Непрямая печь может подавать тепло для десорбции без непосредственного контакта материала с пламенем.

Органическое сжигание – Органическое сжигание – это термическая обработка органических отходов с целью уменьшения их массы и объема. Обычно это наблюдается на заводах по переработке отходов, чтобы уменьшить объем отходов для захоронения на свалках. Вращающиеся печи с прямым нагревом являются наиболее распространенными для этого применения, поскольку для сжигания органических веществ необходим воздух.

Спекание/отверждение – Спекание – это процесс нагревания сырья до температуры непосредственно перед плавлением. Целью этого процесса является использование высокой внутренней температуры вращающейся печи для повышения прочности материала. Чаще всего этот процесс используется для создания искусственных проппантов (твердый материал, обычно песок, обработанный песок или искусственные керамические материалы, предназначенные для поддержания открытой искусственно созданной трещины гидравлического разрыва во время или после гидроразрыва пласта), где песок или керамический материал должны иметь высокую прочность.

Термофиксация – это процесс связывания теплостойкого основного минерала с другим, менее термостойким материалом покрытия. Как и в других процессах нанесения покрытия, существует основной материал и материал покрытия (обычно смешанный со связующим). Разница между этим процессом и процессом нанесения покрытия без нагрева заключается в том, что вращающаяся печь нагревает материал покрытия чуть ниже точки его разжижения. В этом нагретом состоянии материал может равномерно покрывать термостойкую сердцевину и, поскольку это химический фазовый переход, более надежно, чем традиционный процесс покрытия. Распространенным применением этого процесса является производство кровельных гранул, когда минерал, такой как гранит, покрывается цветным пигментом, в результате чего получается прочная и эстетически приятная гранула.  

Процессы улетучивания – Металлы и соединения металлов с высоким давлением паров могут быть восстановлены улетучиванием их сырья во вращающейся печи. Испарение может быть усилено селективным восстановлением. Примеры включают мышьяк (As), сурьму (Sb), свинец (Pb), кадмий (Cd), ртуть (Hg), серебро (Ag), олово (Sn) и цинк (Zn) в элементарной форме или в виде соединений. например, Zn в качестве металла и Pb в виде PbS или PbCl2. Вельц-процесс десятилетиями использовался для улетучивания Zn и Pb.

Руды с низким содержанием цинка и другое сырье вместе с твердыми восстановителями подают в печь, где металл улетучивается в восстановительных условиях. Испаряющийся металл окисляется в свободном объеме над шихтой и улавливается в виде пыли (так называемый вельц-оксид) из отходящих газов. Вельц-процесс также оказался подходящим для Zn- и Pb-содержащих остатков производства чугуна и стали. За счет гранулирования корма можно достичь более высокой производительности при меньшем потреблении энергии и меньшем механическом пылеобразовании. Оксид вельц-печи можно очистить, промыв его раствором Na2CO3.

Прочие области применения – Прочие области применения вращающейся печи включают (i) окисление ильменита, (ii) прокаливание железорудных окатышей после предварительной термообработки на подвижной колосниковой решетке, (iii) прокаливание нефтяного кокса, (iv) восстановление тяжелого шпата, (v) переработка гипса в серную кислоту и цемент (гипс-сернокислотный процесс), (vi) производство пигмента TiO2, (vii) производство Hg и (viii) улетучивание Zn, Pb и меди (Cu) с CaCl2 и т. д.

Использование вращающихся печей для высокотемпературной обработки сыпучих материалов

Вращающиеся печи широко используются в секторе промышленной переработки, помогая компаниям обеспечивать качество продукции, эффективность процессов и добычу ресурсов. Разнообразные возможности вращающейся печи сделали ее краеугольным камнем современной промышленности, и по мере того, как усиливается потребность в построении экономики замкнутого цикла, доступность этого устройства для термической обработки постоянно растет. Далее объясняется, как вращающиеся печи используются в промышленности, как работают эти машины, а также различные конфигурации и настройки, которые делают их такими адаптируемыми.

Как используются вращающиеся печи 

Основная предпосылка вращающейся печи проста: использование тепла для вызова химической реакции или физического изменения материала. Хотя этот принцип прост, его можно применять почти невообразимым количеством способов. Таким образом, вращающиеся печи используются во всех отраслях промышленности, от горнодобывающей промышленности до химического производства. Кроме того, использование печей продолжает расти, поскольку отрасли стремятся повысить эффективность и разработать новые процессы, связанные с восстановлением отходов и повторным использованием побочных продуктов процесса.

Некоторые из наиболее распространенных способов использования вращающихся печей в современной экономике включают следующее: 

Углеродные изделия. Многочисленные углеродные продукты производятся с использованием вращающихся печей, особенно в связи с поиском более устойчивых путей извлечения ценности из отходов и отходов лесной продукции.

И биоуголь, и активированный уголь можно производить из органических целлюлозных кормов, таких как навоз, пожнивные остатки, кокосовая шелуха и многое другое. Многие из этих приложений все еще находятся в зачаточном состоянии, с использованием мелкосерийного оборудования по мере развития рынка, но вращающиеся печи, похоже, являются предпочтительным устройством для производства этих материалов в промышленных масштабах. Многие зрелые продукты из активированного угля уже производятся и реактивируются с использованием вращающихся печей.

Вращающиеся печи также все чаще используются для извлечения сажи из старых автомобильных покрышек посредством пиролиза.

Производство и восстановление катализаторов. Катализаторы являются важным компонентом современной промышленности, и их использование постоянно растет по мере развития технологий и стремления производителей повысить эффективность химических реакций. Вращающаяся печь является предпочтительным устройством для производства подложек катализатора, пропитки носителей компонентом катализатора и восстановления отработанных катализаторов для повторного использования.

Восстановление ценных компонентов и металлов из отходов. Одним из наиболее важных направлений применения вращающихся печей является извлечение ценных компонентов или металлов из различных отходов и побочных продуктов процесса. Исторически эти материалы захоранивались или хранились в хвостохранилищах, потому что они часто бывают токсичными, едкими или просто непригодными для использования в существующем виде. Перерабатывая их во вращающейся печи, производители могут извлекать ценные компоненты, часто делая полученные отходы инертными и значительно уменьшая их объем.

В результате вращающиеся печи стали важным инструментом в усилиях по экономике замкнутого цикла, восстанавливая такие материалы, как: )

Кобальт, ванадий и другие металлы из отработанных катализаторов

Глинозем, золото и другие металлы из летучей золы.

Производство передовых минеральных продуктов. Вращающиеся печи широко используются в производстве минеральных продуктов, таких как кровельные гранулы, адсорбенты, наполнители, влагопоглотители, молекулярные сита и многое другое. В этих условиях вращающиеся печи помогают удалять примеси, изменять физические и химические свойства, связывать покрытия и цвета с основными материалами и многое другое.

Технология использования пластмасс в топливе (ПТФ). Технология PTF становится все более важным способом обращения с пластиковыми отходами. Вращающиеся печи используются для проведения пиролиза, что позволяет перерабатывать более широкий спектр типов пластиковых отходов — столь необходимую альтернативу пластмассам, которые нельзя перерабатывать с помощью традиционных механических подходов. Этот процесс в конечном итоге превращает пластмассы в топливо или строительные блоки нефтепродуктов.

Сжигание отходов. Сжигание отходов набирает обороты в секторе обращения с отходами как способ эффективного избавления от опасных материалов при одновременном производстве энергии и уменьшении объема отходов. В последнее время эта практика стала жизненно важным инструментом, помогающим справиться с резким ростом отходов медицинского сообщества в результате пандемии. Вращающиеся печи являются предпочтительным устройством в этих условиях, потому что, как и в случае с пластиком, они могут обрабатывать широкий спектр типов отходов одновременно.

Как работают вращающиеся печи 

Вращающиеся печи используют технологию вращающегося барабана для обработки материалов. Материал переворачивается во вращающемся барабане, который нагревается либо внутри (прямой нагрев), либо снаружи (непрямой нагрев), чтобы нагреть материал до желаемой температуры и вызвать предполагаемую реакцию. Температура (температуры), при которой обрабатывается материал, а также время выдержки (продолжительность обработки материала) предварительно определяются на основе тщательного химического и термического анализа. Вращающийся барабан герметизирован со стационарными отверстиями на каждом конце, чтобы контролировать атмосферу и температуру внутри печи для управления реакцией.

Работающие при температуре от 800 до 2200°F, вращающиеся печи, иногда называемые кальцинаторами, широко используются для проведения нескольких основных термических процессов, в том числе:

Тепловой режим.

Вращающиеся печи прямого действия. Из этих двух конфигураций вращающиеся печи прямого действия являются наиболее эффективными благодаря прямой теплопередаче между материалом и теплоносителем. Печи прямого действия могут обрабатывать материал при температуре от 800 до 2372°F (430-1300°C).

В печи прямого действия технологический газ проходит через барабан либо прямотоком (в том же направлении), либо противотоком (в противоположном направлении) материалу. Барабан обычно имеет огнеупорную футеровку, но может содержать подъемные или опрокидывающиеся скребки для конкретных процессов, чтобы улучшить теплопередачу между материалом и технологическим газом, стимулируя оборот слоя или создавая эффект распыления материала через технологический газ.

Камера сгорания может использоваться или не использоваться в зависимости от чувствительности материала к теплу.

Огнеупорная футеровка обычно используется в печах с прямым нагревом, так как она защищает кожух барабана от внутренних температур, а также действует как изолятор, способствуя лучшему сохранению тепла.

Вращающиеся печи непрямого действия. Вращающиеся печи непрямого действия менее эффективны, чем их прямые аналоги, но они необходимы в тех случаях, когда мелкие частицы могут в противном случае унести их в технологический газ, или когда обрабатываемый материал требует специальной технологической атмосферы, например, лишенной кислорода. В непрямых печах материал может обрабатываться при температуре от 800 до 1832°F (от 430 до 1000°C).

В случае печи непрямого действия вращающийся барабан изолирован от окружающей среды и нагревается снаружи с помощью печи или теплового экрана. Внешнему отоплению способствует электричество или природный газ, что позволяет создавать строго контролируемые температурные зоны по всей длине печи.

Перерабатываемый материал нагревается за счет контакта с корпусом барабана при опрокидывании слоя материала. Опрокидывающие лопасти обычно включаются для оптимизации перемешивания и поворота слоя для равномерного нагрева материала.

Продувочный газ может подаваться через впускное отверстие с соответствующим выпускным отверстием для выпуска продувочного газа.

Поскольку в непрямых печах материал и продукты сгорания хранятся раздельно, в них можно использовать меньшую систему обработки выхлопных газов.

Вспомогательное оборудование  

Вращающимся печам требуются различные вспомогательные компоненты для правильной, безопасной работы и соблюдения норм. Основное вспомогательное оборудование приведено здесь:

Горелка. В системах с прямым нагревом источником горения является горелка. Работая от источника топлива вместе с воздухом для горения и разбавления, горелка обеспечивает необходимое технологическое тепло. Горелки могут работать от различных источников топлива, наиболее распространенными из которых являются природный газ, пропан и дизельное топливо. Доступны различные конструкции и конфигурации горелок, отвечающие требованиям производительности и эффективности.

Система обработки выхлопных газов. Системы обработки отходящих газов необходимы как в печах прямого, так и непрямого действия, они обрабатывают любые отходящие газы, чтобы они соответствовали требованиям по выбросам и могли безопасно выбрасываться в атмосферу. Системы обработки выхлопных газов могут значительно различаться в зависимости от обрабатываемого материала, любых образующихся побочных продуктов, того, является ли печь прямой или непрямой, объема газа и многих других факторов. Типичное оборудование включает термические окислители/вторичные камеры сгорания, охлаждающие колонны, скрубберы Вентури, насадочные колонны, испарительные охладители, рукавные фильтры, мокрые электрофильтры, котлы-утилизаторы и многое другое.

Органы управления. Системы управления постоянно развиваются с точки зрения данных, которые они могут собирать, и уровня автоматизации, которого они могут достичь. Системы значительно варьируются от самых простых, автоматизирующих запуск и завершение работы, до высокотехнологичных, отслеживающих тенденции и предоставляющих отчеты по данным для профилактического обслуживания, настраиваемых предупреждений и вмешательства в случае сбоя.

Преимущества вращающихся печей 

Вращающиеся печи обладают рядом преимуществ при обработке сыпучих материалов, что обеспечивает основу для их дальнейшего выбора. Среди наиболее признанных преимуществ: 

Возможность персонализации. Вращающиеся печи предлагают невероятные возможности для персонализации каждого аспекта дизайна. От длины и диаметра барабана до внутренних компонентов и дополнительных компонентов, вращающиеся печи могут быть спроектированы так, чтобы они подходили практически для любого применения, вплоть до мельчайших деталей для оптимальной и эффективной обработки. Эта гибкость отчасти и привела к их повсеместному использованию.

Высокая пропускная способность. Еще одной ключевой причиной выбора вращающихся печей является их высокая производительность. Печь с прямым нагревом может перерабатывать от 1 до 25 т/ч (от 0,5 до 22 метрических т/ч) материала, в то время как печи с косвенным нагревом могут перерабатывать от 200 фунтов/ч до 20 т/ч, что делает их идеальным вариантом для установок с высокой производительностью, таких как как переработка полезных ископаемых и производство кровельных гранул.

Прочная конструкция. Как и другие технологии, основанные на вращающемся барабане, вращающиеся печи обычно проектируются и изготавливаются для особо требовательных применений. От коррозионно-активных или абразивных материалов до суровых условий обработки и работы в режиме 24/7, вращающиеся печи рассчитаны на надежность в самых сложных условиях.

Прием широкого разнообразия исходного сырья. Еще одной важной причиной использования вращающихся печей в любом заданном приложении является их способность одновременно обрабатывать широкий спектр источников сырья. Это было продемонстрировано в пластмассовой и медицинской промышленности и открыло новые возможности в управлении отходами.

Простота эксплуатации и адаптации. Технология вращающегося барабана используется почти во всех мыслимых отраслях промышленности. Благодаря простым принципам работы машины требуют минимального обучения оператора и контроля. Во многих случаях операторы уже знакомы с тем, как работают машины, поскольку они широко используются в других условиях, что делает внедрение простым и понятным.

Долговечность. Простая механика вращающейся печи в сочетании с прочной конструкцией делает ее не только надежной системой, но и системой, которая выдержит испытание временем. При правильном обслуживании вращающиеся печи могут обеспечить стабильную обработку в течение десятилетий.

Определение пригодности вращающейся печи

Вращающиеся печи подходят не для всех областей применения. Например, при переработке некоторых материалов с низким содержанием твердых частиц альтернативная технология может оказаться более подходящей. Потребности в малой мощности также обычно лучше удовлетворяются за счет альтернативных технологий.

Не всегда очевидно, подходит ли вращающаяся печь для конкретного применения, особенно по мере того, как продолжают изучаться новые области применения. В таких случаях испытания в таком учреждении, как Инновационный центр FEECO, могут дать критическое представление о том, осуществим ли намеченный процесс и подойдет ли вращающаяся печь. Испытания также выявляют любые требования к предварительной обработке материала, такой как дробление или измельчение, сушка или агломерация (гранулирование).

Инновационный центр предлагает как серийные, так и опытные печи для проверки осуществимости, а также непрерывную разработку процессов и сбор данных для промышленного производства и проектирования оборудования.

В качестве альтернативы производители могут арендовать печи периодического действия для первоначального внутреннего технико-экономического обоснования, а также для исследований и разработок.

Заключение 

Гибкая конструкция и технологические возможности вращающихся печей сделали их ключевым инструментом в современной промышленности. По мере развития технологий и поиска способов внедрения экономики замкнутого цикла роль этих устройств для термической обработки будет только возрастать. Тем не менее, растущее число приложений, использующих вращающиеся печи, в сочетании с их потенциалом для настройки, делает тщательные испытания и разработку процессов необходимыми для разработки оптимизированной системы.

Алекс Эббен (Alex Ebben) — инженер по продажам в компании FEECO International, специализирующийся на высокотемпературной термообработке, включая проектирование оборудования и разработку процессов.

Кэрри Карлсон — технический писатель, работающая в FEECO более десяти лет. Она тесно сотрудничает с инженерами и экспертами по процессам, чтобы превратить сложные идеи в понятную литературу.

FEECO International

www.feeco.com

тек | Эксперты по вращающимся печам для испытаний и производства

Компания IBU-tec предлагает 16 различных вращающихся печей для ваших проектов, испытаний и производственных нужд, предоставляя вам полный спектр размеров и вариантов конфигурации. Этот разнообразный спектр оборудования спроектирован так, чтобы быть максимально универсальным и адаптируемым, поэтому IBU-tec может предложить клиентам практически любую степень термической обработки, необходимую для завершения проекта.

Как работают вращающиеся печи

Вращающиеся печи (иногда называемые кальцинаторами или вращающимися печами) используются для процессов термической обработки, таких как прокаливание, спекание, пиролиз и обжиг, а также для окисления и восстановления. Эти обработки могут быть применены к порошкам, гранулятам, суспензиям и сырым телам. Вращающаяся печь состоит из цилиндрического вращающегося корпуса, установленного между стационарными корпусами подачи и выпуска материала. Постоянное вращение корпуса печи перемешивает материал, обеспечивая его однородную обработку. Вращающиеся печи нагреваются либо напрямую (внутри печной камеры), либо косвенно (снаружи), в зависимости от требований применения.

Вращающаяся печь прямого нагрева

В вращающейся печи прямого нагрева горелка расположена внутри корпуса печи, то есть внутри реакционной камеры. Материал нагревается непосредственно пламенем горелки и потоком горячего газа, производимого горелкой. Эти печи обычно футерованы огнеупорным (термостойким) материалом, чтобы их можно было эксплуатировать при более высоких температурах, чем печи с простыми металлическими трубами. Печи с прямым нагревом обладают высокой надежностью и легко масштабируются, и их можно использовать для достижения высокой производительности при относительно низких производственных затратах.

Факты и данные

• 4 вращающиеся печи прямого нагрева
• Диапазон температур: 100 – 1550°C
• Время пребывания: 15 – 180 минут
• Режимы реакции: непрерывный, периодический, прямоточный, противоточный

  7 Типовые процессы: прокаливание, спекание, восстановление, окисление и сушка0429

  Heated
  kiln
  length
  [m]

  Inner diameter
  [m]

  Temperature
  range
  [°C]

  Raw material
  throughput
  [кг/ч]

  Режим работы

  Специальные функции

  ОТКРЫТИЯ
  Тип 239929

  ОТДЕЛ
  2339929

  
  

  
  

  .

  GDO

  12

  1

  up to 1,500

  150 – 1,500

  counter-current (co-current)

  raw material silo, 10 m rotary cooler, cyclone preheater

  natural gas

  MDO

  4

  0. 6

  up to 1,250

  50 – 500

  counter-current

  rotary cooler, cyclone preheater

  natural gas

  KDO

  7

  0,3

  До 1550

  10-100

  Контр-кара0018 vibration cooler, rotary cooler, reducing gas atmosphere possible, afterburner

  natural gas

  BDO

  0.6

  0.35

  up to 1,200

  15 л на загрузку

  только периодическая обработка

  печь периодического действия для небольших количеств

  природный газ

• Загрузка

Вращающиеся печи косвенного нагрева

В отличие от печей прямого нагрева, вращающиеся печи косвенного нагрева (также называемые вращающимися кальцинаторами) оснащены горелками, работающими на природном газе, или электрическими нагревательными элементами, расположенными вне реакционной камеры, так что тепло передается внутрь через кожух печи. Такая компоновка позволяет легко эксплуатировать печь с регулируемой газовой атмосферой в реакционной камере (например, инертной или восстановительной). Поскольку дымовые газы не попадают в реакционную камеру, объемный расход газа в печах с непрямым нагревом обычно ниже, чем в печах с прямым нагревом. Это означает, что вращающиеся печи непрямого действия отлично подходят для обработки очень тонких порошков. Их также легче чистить, что позволяет более эффективно предотвращать перекрестное загрязнение материалов.

Факты и данные

• 12 вращающихся печей косвенного нагрева
• Диапазон температур: 100 – 1400°C
• Время пребывания: 15 – 180 минут
• Режимы реакции: непрерывный, прямоточный, противоточный, периодический

  5 Типичные процессы: пиролиз, прокаливание, восстановление и обработка поверхности носителей катализатора

• Вращающаяся печь
• Характеристики и производительность9929

  0,1 — 2

  9929

  0,1 — 2

  9929

  . 0023

  Печь название	Heated kiln length [m]	Inner diameter [m]	Temperature range [°C]	Raw Материал Пропускная пропускная способность [кг/ч]	Режим работы	Специальные функции		. 0023
  IDO 10	7	1	300 — 1,150	100 — 1,000	counter-current	5 heating zones	natural gas
  IDO 9	7	1	300 — 1,100	100 — 1,000	counter-current	defined gas atmosphere, 5 heating zones, thermal oxidizer	natural gas
  IDO 11	4.7	0,6	100 – 1 150	40 – 400	противоточный	Инертный и восстановительный, водород-атмосферный, термический окислитель	5 electrical
  IDO 3	4	0. 5	300 — 1,150	25 — 250	counter-current or co-current	определенная газовая атмосфера, 6 зон нагрева, термический окислитель	природный газ
  IDO 6	3.75	0.45	100 – 900	15 – 150	counter-current	defined gas atmosphere, 3 heating zones, thermal oxidizer, DeNOx	electrical
  IDO 5	3	0.4	300 — 1,150	10 — 100	counter-current or co-current	defined gas atmosphere, 3 heating zones, thermal oxidizer	electrical
  IDO 1	3	0. 4	50 — 1,150	10 — 100	противоток или прямоток, возможна периодическая обработка0023	electrical
  IDO 2	3	0.4	50 — 1,150	10 — 100	counter-current or прямоточный, возможен периодический режим	определенная газовая среда, 4 зоны нагрева	электрическая
  IDO 7	2.3	0.254	100 – 1,000	3 – 30	counter-current or co-current	Inert and reducing, thermal oxidizer	electrical
  IDO 4	1	0,1	50 — 1,100	0,1 — 2	defined gas atmosphere, thermal oxidizer	electrical
  IDO 8	1	0.1	100 — 1,400	0.1 — 2	противоток или прямоток, возможна периодическая обработка	керамическая и металлическая трубка, атмосфера определенного газа, термический окислитель	электрика
  IDO 12	0,9	0,4	50 — 1,100	9 9. 30 л / партия	только периодическая обработка		электрическая

  Journal of Mathematics in Industry

  Подробная математическая модель, которую мы разработали, представляет собой мультифизическую модель, которая учитывает следующие явления: поток и температура реакционноспособного газа, химические вещества и распределение радиационного теплообмена в печи, турбулентный поток без предварительного смешения сжигание углеводородных газов в горелке, изоляционные свойства футеровки, вращательное движение печи и принудительная конвекция на внешней поверхности.

  Слой материала занимает лишь небольшую часть объема печи и оказывает незначительное ограниченное влияние на распределение температуры. Поэтому мы не принимаем во внимание слой материала в нашей модели и моделируем пустую печь.

  В печи горячие газы вырабатываются пламенем, выбрасываемым из трубы горелки, расположенной внутри надводного борта. Устройство горелки показано на Рис. 3 и Рис. 4. Горелка впрыскивает топливо в осевом и радиальном направлениях и охлаждается воздухом, нагнетаемым через охлаждающие щели. Поток охлаждающего воздуха через прямоугольный воздухозаборник нарушает круговую симметрию конфигурации и требует разрешения модели в трех пространственных измерениях.

  Рисунок 4

  Сетчатая модель печи.

  Увеличенное изображение

  Важнейшим физическим явлением, происходящим в этой области горелки, является турбулентное горение топлива, впрыскиваемого из горелки, без предварительного смешения с вторичным воздухом. Горение, даже без турбулентности, представляет собой внутренне сложный процесс, включающий широкий диапазон химических масштабов времени и длины. Некоторые из химических явлений, контролирующих пламя, происходят в короткие промежутки времени над тонкими слоями и связаны с очень большими массовыми долями, градиентами температуры и плотности. Полное описание химических механизмов ламинарного пламени может потребовать учета сотен видов и тысяч реакций, что приводит к значительным трудностям в расчетах. Турбулентность сама по себе, вероятно, является самым сложным явлением в механике нереагирующей жидкости. Задействованы различные масштабы времени и длины, и описание турбулентности до сих пор остается открытым вопросом. Таким образом, моделирование печи требует использования ряда допущений, описанных в оставшейся части этого раздела.

  3.1 Геометрия

  Геометрическая модель печи показана на Рисунке 3. На Рисунке 3(a) и Рисунке 3(b) представлен внешний вид всей печи и более подробный внутренний вид области горелки, соответственно. . Сложный аспект этой геометрии заключается в том, что впускные отверстия горелки в тысячу раз меньше, чем осевая длина печи, что создает проблемы в процессе создания сетки.

  3.2 Генерация сетки

  Модель сетки показана на рис. 4. На рис. 4(a), рис. 4(b) и рис. 4(c) показан внешний вид сетки в области воздухозаборника, внутренний вид сетка и детальный вид сетки на горелке соответственно. Мы наняли многогранная сетка из 2,8 млн ячеек с локальным измельчением в критических входных и горелочных областях. Основные трудности при создании сетки этой геометрии были обнаружены в балансе требуемой точности захвата потока вокруг мелких элементов в горелке с общей стоимостью вычислений. Полиэдральные сетки обеспечивают сбалансированное решение подобных сложных задач создания сеток.

  Тетраэдры — простейший тип объемных элементов. Поскольку их грани представляют собой плоские сегменты, расположение центроидов как граней, так и объемов четко определены. Недостатком является то, что тетраэдры нельзя сильно растянуть. Для достижения приемлемой точности требуется гораздо большее количество контрольных объемов, чем при использовании структурированных сеток. Кроме того, поскольку контрольные объемы тетраэдра имеют только четыре соседа, вычисление градиентов в центрах ячеек с использованием стандартных приближений может быть проблематичным.

  Многогранники обладают теми же преимуществами автоматического построения сетки, что и тетраэдры, но лишены их недостатков. Основное преимущество многогранных ячеек заключается в том, что у них много соседей (обычно порядка 10), что позволяет намного лучше аппроксимировать градиенты. Очевидно, что чем больше соседей, тем больше операций хранения и вычислений на ячейку, но это с лихвой компенсируется более высокой точностью. Многогранные клетки также менее чувствительны к растяжению, чем тетраэдры. Например, многогранник с 12 гранями имеет шесть оптимальных направлений, что вместе с большим количеством соседей приводит к более точному решению с меньшим количеством ячеек. Сравнения во многих практических тестах подтвердили, что с многогранными сетками требуется примерно в четыре раза меньше ячеек, вдвое меньше памяти и от десятой до пятой вычислительного времени по сравнению с тетраэдрическими сетками для достижения решений той же точности. Кроме того, было обнаружено, что решатели на полиэдральных сетках более робастно сходятся по отношению к изменению их параметров. Более подробный анализ полиэдральных сеток можно найти в [6].

  3.3 Основные уравнения реагирующего потока

  В этом разделе мы представляем уравнения сохранения для реагирующих потоков, которые мы использовали. Уравнения выводятся из уравнений Навье-Стокса (НС) путем добавления членов, учитывающих реагирующие потоки. Реагирующий газ представляет собой неизотермическую смесь нескольких компонентов, которые необходимо отслеживать по отдельности. Поскольку теплоемкости значительно меняются в зависимости от температуры и состава, коэффициенты переноса требуют особого внимания. В этом подразделе мы опишем модель течения Навье-Стокса и усредненную по Рейнольдсу модель течения Навье-Стокса, нереализуемую модель турбулентности K-Epsilon и модель горения Standard Eddy Break Up. Более подробный вывод этих уравнений можно найти в напр. [7, 8].

  Вещества определяются их массовой долей, определяемой как

  Yℓ=mℓmfor ℓ=1:N,

  (1)

  где N число веществ в реагирующей смеси, м л масса вещества л в объеме V и м массы газа в объеме соответственно. Тогда сохранение массы можно записать как

  NS: Сохранение массы

  DρDt=∂ρ∂t+∂ρui∂xi=0,

  (2)

  , где ρ=m/V — плотность газа и ui его трехмерное поле скоростей соответственно. Сохранение видов ℓ для ℓ=1:N может быть тогда записано как

  NS: Сохранение видов

  ∂ρYℓ∂t+∂∂xi(ρ(ui+Vℓ,i)Yℓ)=ω˙ℓ,

  (3)

  где Vℓ,i i -я компонента скорости диффузии Vℓ частиц ℓ и ω˙ℓ скорость химической реакции частиц ℓ . Сохранение количества движения газа может быть выражено для j=1:3 как:

  НС: закон сохранения импульса 1NYℓfℓ,j,

  (4)

  , где p обозначает давление, а τij и fℓ,j компоненты тензора напряжений Рейнольдса и объемной силы, действующей на частицы ℓ соответственно. Мы выразим закон сохранения энергии, используя чувственную энтальпию смеси hs как независимую переменную. Чтобы ввести эту количественную характеристику, мы сначала обозначим энтальпию частиц л как ч л. Эта количественная характеристика представляет собой сумму чувствительной и химической частей, , т.е. конкретная эталонная температура T0. Затем энтальпия смеси определяется как средневзвешенное значение, которое снова может быть разложено на физическую и химическую части следующим образом:

  ℓ=1NYℓΔhf, ℓ0.

  (6)

  Обозначим коэффициент диффузии тепла и температуру λ и T соответственно. Поток энергии qi представляет собой сумму члена диффузии тепла, полученного из закона Фурье, и члена, связанного с диффузией частиц с различными энтальпиями, т. е. ,

  .

  (7)

  В уравнении сохранения энергии будут играть роль следующие три члена источника: источник тепла из-за радиационного теплового потока, обозначенный как Q , термин вязкого нагрева, обозначенный как Φ, где Φ=τij∂ui∂xj, и тепловыделение при сгорании, обозначенное как ω˙T, где

  ω˙T=−∑ℓ=1NΔhf,ℓ0ω˙ℓ.

  (8)

  Работа, совершаемая газом над частицами, может быть выражена как ρ∑ℓ=1NYℓfℓ,iVℓ,i. С введением всех этих величин закон сохранения энергии через hs можно выразить следующим образом:

  NS: сохранение энергии

  ˙−∂∂xi(ρ∑ℓ=1Nhs,ℓYℓVℓ,i)+ρ∑ℓ=1NYℓfℓ,iVℓ,i.

  (9)

  Турбулентное горение является результатом двустороннего взаимодействия между химией и турбулентностью. Когда пламя взаимодействует с турбулентным потоком, горение изменяет турбулентность двумя способами. Выделяющееся тепло вызывает сильное ускорение потока через фронт пламени, а изменения температуры вызывают большие изменения кинематической вязкости. Эти явления могут создавать или демпфировать турбулентность и называются турбулентностью, создаваемой пламенем, и реламинаризацией вследствие горения соответственно. Турбулентность, наоборот, изменяет структуру пламени. Это может либо усилить химические реакции, либо полностью затормозить их, что приведет к гашению пламени. По сравнению с предварительно смешанным пламенем турбулентное пламя без предварительного смешения имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать. Пламя без предварительного смешения не распространяется, так как оно локализовано на границе раздела топливо-окислитель. Это свойство полезно для целей безопасности, но оно также влияет на взаимодействие химии и турбулентности. Без скорости распространения пламя без предварительного смешения не может навязать свою собственную динамику полю потока и поэтому более чувствительно к турбулентности.

  Описание турбулентных процессов горения без предварительного смешения в вычислительной гидродинамической модели может быть достигнуто с использованием трех уровней точности вычислений. Можно использовать либо усредненную по Рейнольдсу модель Навье-Стокса (RANS), либо модель моделирования больших вихрей (LES), либо модель прямого численного моделирования (DNS). В современной инженерной практике модель RANS широко используется, поскольку она менее требовательна к ресурсам. Однако его достоверность ограничена моделями замыкания, описывающими турбулентность и горение, а также необходимостью некоторой формы калибровки. Учитывая сложность и размеры нашей печи, использование модели RANS является единственным возможным выбором.

  3.3.1 RANS модель

  В потоках с постоянной плотностью осреднение Рейнольдса состоит в разбиении любой величины ξ на среднюю и флуктуирующую составляющие (ξ=ξ¯+ξ′). В потоке с переменной плотностью Фавра [9] обычно предпочитают взвешенные по массе средние значения , т. е. , f˜=ρf¯ρ¯. Таким образом, любое количество f можно разделить на:

  f=f˜+f″, где f″˜=0.

  Уравнения RANS, полученные из реагирующего уравнения Навье-Стокса, приведенного выше, затем задаются уравнением сохранения массы

  RANS: Сохранение массы

  ∂ρ¯∂t+∂ρ¯ui˜∂xi=0,

  (10)

  уравнение сохранения вида ℓ для ℓ=1:N

  3 RANS: Сохранение видов

  (11)

  уравнение сохранения импульса при j=1:3

  RANS: сохранение импульса ∂p¯∂xj=∂∂xi(τij¯−ρ¯ui″uj″˜),

  (12)

  и, наконец, уравнение сохранения импульса

  RANS: сохранение энергии

  ∂∂t(ρ¯hs˜)+∂∂xi(ρ¯ui˜hs˜)=ω˙¯T+Dp¯Dt+∂∂ xi(λ∂T∂xi¯−ρ¯ui″hs″˜)+Φ¯−∂∂xi(ρ∑k=1Nhs,ℓYℓVℓ,i¯).

  (13)

  Процедура усреднения вводит незакрытые величины, которые необходимо моделировать. Не вдаваясь в подробности, перечислим здесь два основных незакрытых члена, которые будут описаны в следующих разделах:

  3.3.2 Модель турбулентности

  Используя предположение Буссинеска [10] о турбулентной вязкости, напряжения Рейнольдса можно представить как

  ρui″uj″¯=ρ¯ui″uj″˜=−μt(∂u˜i∂xj+∂u˜j∂xi−23δij∂u˜K∂xK)+23ρ¯k,

  (14)

  где μt=ρ¯νt — турбулентная динамическая вязкость, а δij — дельта Кронекера. Турбулентная кинетическая энергия k , в свою очередь, может быть выражена как

  k=12∑j=13uj″uj″˜.

  (15)

  Моделирование турбулентной вязкости μt является центральной задачей в расчетах турбулентности. Существует множество подходов. В данной работе мы используем классическую модель турбулентности, разработанную для нереагирующих течений, а именно модель Реализуемая модель К-Эпсилон [11]. Влияние тепловыделения на напряжения Рейнольдса в этом подходе явно не учитывается, и турбулентная вязкость моделируется как

  μt=ρ¯Cμk2ε,

  (16)

  , где ε — скорость диссипации энергии. В этой модели критический коэффициент Cµ является функцией свойств среднего потока и турбулентности, а не считается постоянным, как в стандартной модели. Это позволяет удовлетворить определенные математические ограничения на нормальные напряжения в соответствии с физикой турбулентности и называется реализуемость .

  Из соотношения Буссинеска в уравнении (14) и определения турбулентной вязкости в уравнении (16) можно получить следующее выражение для нормального напряжения Рейнольдса u2¯ в несжимаемом деформированном среднем потоке U

  u2¯= 23k−2νt∂U∂x,

  (17)

  , где νt=µtρ. Можно показать, что u2¯, которая по определению является положительной величиной, становится отрицательной ( нереализуемой ), когда деформация достаточно велика, чтобы удовлетворить

  kε∂U∂x>13Cμ≈3,7.

  (18)

  Самый простой способ обеспечить реализуемость — сделать Cµ в (16) переменной [12].

  Критический коэффициент Cµ может быть выражен как функция средних деформаций и скоростей вращения, угловой скорости вращения системы и полей турбулентности следующим образом

  Cµ=1A0+AskU∗ε,

  (19)

  где

  (20)

  (21)

  где Ω¯ij — тензор средней скорости вращения во вращающейся системе отсчета с угловой скоростью ωk. Параметры A0 и As в (19) можно вычислить как

  (22)

  (23)

  (24)

  (25)

  следуя двум уравнениям баланса

  (26)

  (27)

  где Pk – производная турбулентной кинетической энергии за счет средних градиентов скорости, Pb – производная турбулентной кинетической энергии за счет плавучести, YM – дилатационная диссипация, которая учитывает вклад флуктуирующего расширения в сжимаемой турбулентности в общую скорость диссипации, Sk и Sε определяемые пользователем исходные условия для турбулентной кинетической энергии и диссипации, а σk и σε турбулентные числа Прандтля для k и ε соответственно. C1ε, C2ε и C3ε — константы модели.

  Еще одним недостатком традиционных моделей турбулентности K-Epsilon является их моделирование скорости диссипации ε . Действительно, хорошо известная аномалия скорости распространения (или дисперсии) связана с тем фактом, что традиционные модели достаточно хорошо предсказывают скорость распространения плоской струи, но неожиданно плохо работают для круглых струй. Эта слабость может быть прослежена до недостатка традиционных ε -уравнения. Реализуемая модель, предложенная Ши [11], была разработана для исправления этого недостатка и решает как таковую проблему, которая имеет первостепенное значение в нашем исследовании.

  3.3.3 Модель горения

  Усредненное уравнение сохранения видов (11) можно переписать в компактной форме для ℓ=1:N как

  ∂∂t(ρ¯Yℓ˜)+∂∂xi(ρ¯ ui˜Yℓ˜)=−∇⋅Jℓ+ω˙¯ℓ,

  (28)

  , где Jℓ — массовый диффузионный поток частиц ℓ . Предыдущее уравнение решается в коде CFD для N−1 видов, где N – это общее количество химических веществ в жидкой фазе, присутствующих в системе. Поскольку массовая доля частиц должна в сумме равняться единице, N -я массовая доля определяется как единица минус сумма N-1 растворенных массовых долей. Чтобы свести к минимуму числовую ошибку, N -й вид должен быть выбран как вид с наибольшей общей массовой долей.

  В турбулентных потоках массодиффузионный поток рассчитывается как)

  , где Sct — турбулентное число Шмидта, а Dℓ — коэффициент молекулярной диффузии частиц ℓ .

  Незамкнутый член скорости химической реакции вида ω˙ℓ должен быть смоделирован с помощью модели горения. Модель горения описывает двустороннее взаимодействие между свойствами турбулентного потока, создаваемого пламенем, и химическими реакциями. Он служит для вычисления пространства состояний реакции и величин, на которые оно влияет, а именно плотности, вязкости и температуры жидкости. Он учитывает процессы, происходящие в масштабах длины и времени, которые мы не можем разрешить на сетке ни в пространстве, ни во времени из-за ограничений вычислительных ресурсов. Выбор модели горения определяется знанием числа Дамкелера, определяемого как Da=tmixtrxn, где tmix — шкала времени смешивания, а trxn — шкала времени реакции. Когда число Дамкелера очень велико, как в случае печи, скорость реакции регулируется турбулентным перемешиванием, которое сближает реагенты на молекулярном уровне. В этом пределе модель Standard Eddy Break Up (EBU) [13] является достаточно точной, поскольку предполагает, что реакция происходит мгновенно при микроперемешивании.

  Модель горения EBU отслеживает отдельные средние концентрации частиц в сетке с помощью уравнений переноса. Скорости реакций, используемые в этих уравнениях, рассчитываются как функции средних концентраций частиц, характеристик турбулентности и, в зависимости от конкретной используемой модели, температуры. Уравнение средней энтальпии решается в дополнение к уравнениям переноса частиц. Затем рассчитывают среднюю температуру, плотность и вязкость, зная среднюю энтальпию и концентрации частиц. В используемом EBU предполагается, что отдельные виды в глобальной реакции переносятся с разной скоростью в соответствии с их собственными определяющими уравнениями.

  Скорость реакции моделируется выражением, учитывающим турбулентный процесс микроперемешивания. Это делается с помощью размерных аргументов. Так, для реакции вида

  vFF+vOO⟶vP1P1+vP2P2+⋯+vPjPj,

  (30)

  , где F – горючее, O окислитель и P скорость реакции для реакции ℓ принимается равной

  ω˙¯ℓ=ρ¯M(1τmix)Aebumin{Y¯F,Y¯OsO,Bebu(Y¯P1sP1+⋯+Y¯PjsPj)},

  (31)

  где sO=vOMOvFMF, sPj=|vPj|MPjvFMF, v — молярный стехиометрический коэффициент для частиц j в реакции ℓ , M — молекулярная масса частиц. Уравнение (30) по существу утверждает, что интегральная скорость микроперемешивания пропорциональна средней (макроскопической) концентрации ограничивающего реагента, деленной на временной масштаб больших вихрей (kε=τmix). Y¯F, Y¯O, Y¯P – средние концентрации горючего, окислителя и продуктов соответственно. Aebu и Bebu — константы модели с типичными значениями 0,5 и 4,0 соответственно. Значения этих констант подобраны по экспериментальным результатам и подходят для большинства случаев, представляющих общий интерес.

  В нашем моделировании мы использовали сокращенный механизм сгорания с 6 компонентами и 4 реакциями для учета топлива, представляющего собой смесь различных алканов. Эта смесь состоит на 95% из СН ₄ и на 5% из С ₂ Н ₆ , С ₃ Н ₈ и С ₄ Н ₁₀ .

  Вышеупомянутые модели дискретизируются с помощью метода конечных объемов с использованием наматывания вверх второго порядка для конвективных членов [14–16]. Уравнения потока решаются с помощью раздельного подхода, в котором алгоритм SIMPLE реализует связь скорость-давление. Уравнение энергии решается для химической термической энтальпии с использованием снова раздельного подхода. Температура вычисляется из энтальпии в соответствии с уравнением состояния. На каждой внешней нелинейной итерации результирующие линейные системы решаются с помощью алгебраического многосеточного предобуславливателя для подходящего ускорения подпространства Крылова [17].

  3.4 Дополнительная информация

  В ситуациях, когда среда, разделяющая горячие стенки, прозрачна для теплового излучения, как в случае сухого воздуха, излучение может возникать только как поверхностное явление. Однако в нашем случае газ в надводном слое печи будет поглощать, излучать и рассеивать интенсивность теплового излучения, испускаемого горячими стенками печи. Этот процесс регулируется уравнением переноса излучения (RTE), которое реализовано в модели излучения участвующей среды. Модель дискретизируется в телесном угле методом дискретных ординат, подробно описанным в [18, 19].].

  3.5 Реализация программного обеспечения

  Моделирование проводилось с использованием пакета программ STAR-CCM+ [20] на десятиузловом кластере Linux с процессорами Intel Duo и Quad Core с тактовой частотой от 2,20 до 3,16 ГГц под управлением Slackware 13 64- битовое распределение. Итерация трехмерной модели горения до равновесного состояния требовала от 3500 до 4000 нелинейных итераций и от трех до трех с половиной дней расчетного времени.

  Вращающаяся печь для декальцинации — AirPro Fan & Blower Company

  Промышленная вращающаяся печь для кальцинатора Применение

  Огнеупорная печь или печь для промышленного кальцинатора представляет собой вращающуюся печь непрямого действия, используемую для удаления влаги в процессе производства таких материалов и продуктов, как цемент, известь и гипс. Вращающаяся печь кальцинатора, или печь непрямого действия, представляет собой вращающийся барабан внутри печи с внешним нагревом, температура которой может достигать 3000°F, которую необходимо строго контролировать, чтобы она оставалась ровной по всей поверхности барабана.

  В этих случаях очень большие приточные вентиляторы втягивают чистый окружающий воздух в горячий вращающийся барабан, где он проходит через материал, поступающий с противоположного конца. Воздух вытягивает влагу из материала, оставляя преобразованный порошок или клинкер в случае цемента, чтобы выйти через выпускное отверстие для продукта в нижней части. Вращающаяся печь также имеет один или несколько вытяжных вентиляторов, которые вытягивают газ и/или водяной пар до того, как он пройдет различные другие потенциальные применения для борьбы с пылью или загрязнением, включая окислители, рукавные фильтры, циклоны и т.д.

  Среда применения промышленного декарбонизатора и воздушный поток будут определять технические характеристики вашего технологического вентилятора. Прокрутите вниз или перейдите по гиперссылке вниз, чтобы найти приложения Рекомендуемые продукты, тематические исследования и дополнительные сведения о приложениях, как показано ниже:

  • Основные отрасли промышленности
  • Выбор и спецификация вентилятора
  • Композиции, аксессуары и дизайн
  • Узнайте больше и связанные материалы

  Рекомендуемые продукты

  Все продукты >

  Практические примеры

  1. Перейти к последнему слайдуПерейти к следующему слайду

  Все тематические исследования >

  ПОГОВОРИТЕ С ИНЖЕНЕРОМ ПО ПРИЛОЖЕНИЮ

  Первичная промышленность для кальцинаторов

  Многие отрасли промышленности используют кальцинаторы в своих процессах. Вращающаяся печь непрямого действия широко применяется в этих и других отраслях промышленности:

  • Цемент
  • Инфраструктура
  • Строительные материалы
  • Известь/Известняк
  • Гипс
  • Технологическая металлургия
  • Пищевая промышленность
  • Фармацевтика

  Выбор и спецификация вентилятора декарбонизатора

  Поскольку вентилятор подает чистый окружающий воздух в барабан декарбонизатора, оптимальными являются высокоэффективные модели с наклоненными назад или загнутыми назад крыльчатками. Размер и конструкция вентилятора зависят от воздушного потока. Есть только несколько моделей, которые мы используем в зависимости от конкретного приложения.

  Конструкции промышленных вентиляторов, обычно используемые для вращающихся печей кальцинатора

  • Изогнутая назад (BCHS)
  • С наклоном назад (BIHS)
  • Радиальный наконечник (RTHS)

  Расположение вентиляторов, аксессуары и конструкция

  Расположение вентиляторов указывает, как двигатели крепятся к вентиляторам и приводят их в действие. На вентиляторе кальцинатора размер двигателя определяет компоновку, обычно это двигатель с ременным приводом в схеме 1 мощностью примерно до 250 л.с. Когда мощность двигателя превысит 250 л.с., что является обычным явлением, мы будем использовать двигатель с прямым приводом 8-й компоновки.

  Варианты компоновки:

  Компоновка 1 – Ременная передача с выступающим рабочим колесом. Вентилятор и двигатель крепятся отдельно к единому основанию.

  Схема 8 – Прямой привод с выступающим рабочим колесом. Вал вентилятора напрямую соединен с валом двигателя гибкой муфтой.

  Когда речь идет о дизайне и аксессуарах, речь идет о защите и оптимизации работы, обслуживания и продлении срока службы вентилятора и подшипников. На вращающейся печи возникает дополнительная сложность расчета, как сушить материал. Если вы не будете осторожны, вы можете оказаться слишком близко к максимуму, и вам все равно потребуется больше скорости. По этой причине мы обычно рекомендуем проектировать вращающиеся печи и сушилки с 15-процентным запасом производительности, чтобы оставить небольшое пространство для маневра.

  В промышленных декарбонизаторах мы часто рекомендуем:

  • Расходомер воздуха для измерения передачи энергии в вентиляторе
  • Впускная коробка, если место для воздуховода ограничено
  • Входной фильтр для обеспечения чистоты воздушного потока
  • Привод с гибкой муфтой для уменьшения натяжения ремня на подшипниках и связанного с этим технического обслуживания
  • Виброизоляторы для поддержания баланса приточного вентилятора
  • Датчики вибрации и температуры для контроля состояния подшипников и вентиляторов и предотвращения незапланированных отключений.
  • Разъемный корпус для более легкого доступа к крыльчатке и валу вентилятора.
  • Надлежащая установка и техническое обслуживание для обеспечения безопасного запуска и эксплуатации

  Поговорите с нашими инженерами по приложениям

  Если вы чувствуете, что вся эта информация перегружена, не отчаивайтесь! У нас есть команда инженеров по применению, которые будут рады поговорить с вами и выбрать лучший вентилятор для вашего приложения. Вы можете позвонить по телефону 715-365-3267, отправить электронное письмо [email protected] или отправить нам свою информацию, и один из наших инженеров свяжется с вами.

  Контент, связанный с применением вращающихся печей

  Здесь вы найдете соответствующие сообщения и тематические исследования, которые могут быть вам интересны, когда вы думаете о своем приложении.

  • Прокалочная печь для производства фосфатов
  Датчики температуры RTD
  • помогают предотвратить выход из строя подшипника
  • Подробная информация о поиске и устранении неисправностей центробежного вентилятора

  Производитель вращающихся цементных печей | Вращающаяся печь для цементного завода

  D расчетная мощность: 180 ~ 10000 TPD
  Индивидуальный дизайн: Поддержка
  Моторная мощность: 55 ~ 950 кВт
  Применение: Центр Клинкер. наиболее важное устройство на цементном заводе, это место, где сырьевая мука сжигается и прокаливается в цементный клинкер. Вращающаяся печь для цемента одновременно играет несколько ролей в линии по производству цемента. Это не только устройство сжигания, но и устройство теплообмена, химический реактор и транспортное устройство.

  Вращающаяся цементная печь, которую мы поставляем, является наиболее идеальной цементной печью для нового сухого процесса производства цемента. Он имеет отличные характеристики при производстве клинкера из обычного портландцемента, белого цемента, портландцемента, пуццолана и так далее.

  Вращающаяся цементная печь AGICO Преимущества

  На протяжении десятилетий наша компания обобщала опыт, совершенствовала технологию производства и обновляла производственное оборудование в процессе проектирования и строительства вращающихся печей для заказчиков. До сих пор мы успешно добавляли следующие преимущества нашим вращающимся цементным печам:

  1. Все наши вращающиеся цементные печи изготовлены из теплоизоляционного материала, что снижает тепловые потери и потребление энергии в процессе горения;

  2. Мы используем составную рыбью чешую для мягкого уплотнения переднего и заднего концов вращающейся цементной печи. Таким образом, коэффициент утечки воздуха может быть меньше 10. Это также помогает соответствовать требованиям по защите окружающей среды.

  Характеристики вращающейся печи

  Продукт Specification （m）	Kiln dimensions					Motor power （kw）	Total weight （t）
  	Diameter （m）	Length （m）	Obliquity （% ）	Capacity （t/d）	Rotation speed （r/min）
  Φ2.5×40	2.5	40	3.5	180	0.44-2.44	55	149,61
  Φ2.5×50	2.5	50	3	200	0.62-1.86	55	187. 37
  Φ2.5×54	2.5	54	3.5	280	0.48-1.45	55	196.29
  Φ2.7×42	2.7	42	3.5	320	0.10-1.52	55	198.5
  Φ2 0,8×44	2.8	44	3.5	450	0.437-2.18	55	201.58
  Φ3.0×45	3	45	3.5	500	0.5-2.47	75	210.94
  Φ3.0×48	3	48	3.5	700	0.6-3.48	100	237
  Φ3.0×60	3	60	3.5	800	0.3-2	100	310
  Φ3.2×50	3.5	50	4	1000	0. 6-3	125	278
  Φ3.3×52	3.3	52	3.5	1300	0.266-2.66	125	283
  Φ3.5×54	3.5	54	3.5	1500	0.55-3.4	220	363
  Φ3.6×70	3.6	70	3.5	1800	0.25-1.25	125	419
  Φ4. 0×56	4	56	4	2300	0.41-4.07	315	456
  Φ4.0×60	4	60	3.5	2500	0.396 -3,96	315	510
  Φ4.2×60	4.2	60	4	2750	0.41-4.07	375	633
  Φ4.3×60	4.3	60	3. 5	3200	0.396-3.96	375	583
  Φ4.5×66	4.5	66	3.5	4000	0.41-4.1	560	710.4
  Φ4.7×74	4.7	74	4	4500	0.35-4	630	849
  Φ4.8×74	4.8	74	4	5000	0.396-3.96	630	899
  Φ5.0×74	5	74	4	6000	0.35-4	710	944
  Φ5.6×87	5.6	87	4	8000	Max4.23	800	1265
  Φ6.0×95	6	95	4	10000	Max5	950×2	1659

  Заинтересованы в нашей продукции? Отправьте сообщение сейчас, и мы предоставим вам дополнительную информацию!

  Запросить предложение

  Конструкция вращающейся печи

  Конструкция вращающейся цементной печи

  В состав вращающейся цементной печи в основном входят:

  Цилиндр: Цилиндр представляет собой корпус вращающейся печи. Он закрыт кожухом печи, изготовленным из сварной стали. Внутри корпуса имеется огнеупорная футеровка, предотвращающая расплавление корпуса.

  Корпус печи

  Шина: Шина также называется опорным кольцом. Это стальное кольцо, установленное на корпусе печи для поддержки печи. Толщина корпуса печи увеличивается вокруг шины, чтобы предотвратить деформацию, вызванную давлением шины.

  Шина

  Ролик: Ролики установлены на массивной чугунной или стальной опорной плите, которая обеспечивает внутренние горизонтальные силы на роликах и распределяет вес печи по опоре. Расстояние между роликами должно быть достаточно маленьким, чтобы предотвратить большие горизонтальные силы, но достаточно большим, чтобы печь оставалась стабильной в поперечном направлении.

  Ролик

  Приводная шестерня: Функция приводной шестерни заключается в обеспечении вращения вращающейся печи и регулировании скорости вращения печи.

  Привод вращающейся печи

  Уплотнение печи: Поскольку вращающаяся печь работает в условиях отрицательного давления, а в местах соединения цилиндра с колпаком печи и дымовой камерой имеются зазоры, уплотнительное устройство должно быть установлен как на переднем конце, так и на заднем конце, чтобы предотвратить утечку воздуха и утечку материала.