1.2.1.2. Сжигание природного газа, нагрев электрической дугой, индукционным методом
Основным видом топлива в настоящее время для большинства химических заводов является природный газ. В табл. 3 приведены основные формулы, применяемые для расчетов горения газообразного топлива.
В табл. 4, 5, 6, 7, 8 приведены теплотехнические характеристики различных газов.
Сжигание сжиженных газов. Сжиженные газы являются высококачественным топливом для печей и топок. Целесообразность применения их в печах и топках химической промышленности вызывается отсутствием природного газа на предприятии, а термотехнологический процесс требует использования газообразного топлива. Сжиженные газы используются иногда для опытных, опытно-промышленных установок, где предусматривается переход в дальнейшем на серийный промышленный агрегат на газовом топливе. Характеристики сжиженных газов приведены в табл. 9—11 и на рис. 2.Сжиженные газы в большинстве случаев представляют собой смесь пропана и бутана и небольшие количества изобутана, этана, непредельных углеводородов и других примесей. Содержание пропана и бутана в смеси определяется требованиями эксплуатационных условий.
Получение тепловой энергии от преобразования электрической энергии. Нагрев по методу сопротивления основан на физическом свойстве твердых и жидких проводников преобразовывать электрическую энергию в тепловую в тех случаях, когда они непосредственно включаются в цепь электрического тока.
Нагрев электрической дугой основан на преобразовании электрической энергии в тепловую в электрической дуге преимущественно в газовом пространстве, разделяющем электроды, и на концах электродов.
По способу передачи тепловой энергии в дуговых печах различаются следующие виды нагрева:
а) прямой, когда дуга горит между электродом и расплавленным материалом;
б) косвенный, когда дуга горит между двумя электродами, а расплав находится на некотором расстоянии от дуги. При этом передача тепловой энергии в расплав происходит преимущественно в результате излучения;
в) комбинированный или смешанный, когда электрическая дуга создается между шихтой и погруженным в твердую или расплавленную шихту электродом. В этом случае выделяемая в шихте тепловая энергия слагается из двух составляющих: тепловой энергии, выделяемой непосредственно в загрузке, и тепловой энергии, выделяемой в электрической дуге, горящей между электродом и нагретой шихтой;
г) нагрев в дуговых плазмотронах, когда нагреваемый материал помещается в потоке низкотемпературной плазмы (десятки тысяч К).
Нагрев индукционным методом. С помощью этого метода могут быть расплавлены главным образом электропроводящие материалы. При этом выделение тепловой энергии происходит с помощью индуктированных токов в расплавленном металле, т. е, методом сопротивления.