Печи шахтные, многозонные

Характерный класс аппаратов представляют шахтные многозонные печи, широко используемые в процессах изготовления и регенерации катализаторов в химической и нефтехимической отраслях промышленности. На рис. 28 представлена печь для производства гранулированных ванадиевых катализаторов. Печь состоит из нескольких отдельных прямоугольных секций, скрепленных между собой болтами. Печь имеет несколько температурных зон (в рассматриваемом случае – пять): I зона – сушки, 2 секции; II и III зоны – нагрева, по 1 секции в каждой зоне; IV зона – прокалки, 2 секции; V зона – охлаждения, 2 секции. Каждая секция состоит из трех камер: камера распределения теплоносителя или охлаждающего воздуха; камера технологическая, в которой протекают собственно технологические процессы, и камера сборная. В зависимости от конкретных условий работы, каждая из камер может изготавливаться из разных конструкционных материалов.

Рис. 28. Печь шахтная, многозонная: 1 – загрузочный короб; 2 – смотровой люк; 3 – люк; 4 – секция печи; 5 – разгрузочный конус; 6 – механизм разгрузки; 7 – короб.

Каждая секция имеет свой ввод теплоносителя или охлаждающего воздуха и вывод отработанного теплоносителя (продуктов сгорания) или нагретого воздуха. Для этой цели в каждой секции предусмотрены по два ряда нагнетающих и отсасывающих коробов-туннелей, приваренных со стороны распределительных и сборных камер (сечение А – А), а также люки для осмотра и очистки секций. Обрабатываемый катализатор через загрузочный короб вводится в верхнюю секцию печи и под действием гравитационных сил сплошной массой ссыпается по аппарату сверху вниз, обтекая короба-туннели и равномерно пронизываясь теплоносителем или охлаждающим воздухом. Скорость движения катализатора относительно сечения печи составляет несколько сантиметров в минуту. Принятая схема позволяет обеспечить автономный тепловой режим работы для каждой секции за счет варьирования расходов и температур воздуха, подаваемого в каждую отдельную секцию. Теплоноситель для каждой зоны в определенном количестве и при определенной требуемой температуре также приготавливается в автономной секции специального топочного устройства.

Близкие по конструкции аппараты используются и на нефтеперерабатывающих предприятиях в качестве регенераторов установок каталитического крекинга с шариковым катализатором. Назначение данных аппаратов – выжиг кокса с поверхности шарикового катализатора, который откладывается на катализаторе в реакторах при проведении крекинг-процесса. В этих аппаратах в секциях выжига дополнительно установлены теплообменные элементы, в которых тепло, выделяющееся при сжигании кокса, преобразуется в тепло перегретого пара высоких параметров. Это позволяет утилизировать тепло экзотермической реакции выжига кокса и повысить технико-экономические показатели процесса крекинга.