دید کلی
با توجه به اینکه در اکثر پروسس و فرایندهای با حرارت بالا از دستگاههای مخصوص که به
دما و حرارت بالا مقاوم باشند، استفاده می‌گردد و گاهی بر حسب نوع پروسس و مواد ، محدودیتهای خاصی نیز برای استفاده از این دستگاهها وجود دارد که در محدوده بحث این مقال نیست، لذا در این قسمت به انواع کوره‌ها و دستگاههایی که در پروسس‌های شیمیایی حرارت بالا بکار می‌روند و بیشتر در رابطه با سیستم هتروژن است، استفاده می‌گردد.
هیچ کارگاه و کارخانه ای بدون انرژی حرارتی قادر به کار و تولید نیست. در این میان ، کوره‌ها از مهمترین منابع تولید انرژی هستند و قسمت عمده هزینه تولید محصولات را انرژی حرارتی در بر می‌گیرد. به عنوان مثال ، اگر مخارج پالایشگاهی برابر یک دلار باشد، یک‌چهارم آن ، خرج کوره و یا در حقیقت مخارج مربوط به سوخت می‌شود. لذا با طراحی کوره مناسب و بالا بردن راندمان حرارتی ، می‌توان هزینه تولید را کاهش داد.
کوره‌های حرارت بالا
طبقه‌بندی کوره ها
واکنشهای شیمیایی در حرارت بالا اکثرا در انواع مختلف کوره مانند اتوکلاو ، تبخیر کننده دیک بزرگ ، اجاق ، تنور و غیره صورت می‌گیرد. در صنعت ، اکثرا از کوره های صنعتی استفاده می‌شود. کوره های صنعتی به دستگاههایی اطلاق می‌گردد که در آنها ، در اثر حرارت حاصل از سوخت یا واکنشهای شیمیایی و یا با استفاده از انرژی الکتریکی ، مواد یک سری تغییر فیزیکی یا شیمیایی را محتمل می‌گردند.
چیزی که مشخصه این کوره های صنعتی است، وجود دو پروسس مشخص می‌باشد: یکی اجرای پروسس تعیین مواد معین و دیگری ایجاد و استفاده از حرارت می‌باشد. در نتیجه ، باید این دستگاهها از لحاظ تکنولوژیکی و انرژی ، طوری انتخاب گردند که از دو نظر تولید و مصرف مواد و تولید و مصرف انرژی رضایت‌بخش باشند. در ساخت کوره ها باید مواد زیر پیش‌بینی گردد.:
- ظرفیت حداکثر در رابطه با انتقال انرژی از منطقه تولید به محل انجام واکنشها
- یک ضریب استفاده حداکثر از حرارت و در همان زمان ، اتلاف حداقل انرژی و روشهای احیاء انرژی‌های مختلف
- تولید محصولات نهایی با کیفیت بالا و راندمان بیشتر
- ساده بودن دستگاهها و استحکام آنها
- مکانیزاسیون و اتوماسیون کامل جریان عمل
به‌علت تنوع و کثرت زیاد واکنشهای شیمیایی در حرارتهای بالا ، تعداد زیادی از انواع کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با وجود این ، یک طبقه‌بندی کاملا مشخص برای همه کوره های مورد استفاده وجود ندارد. ولی بطور عموم ، می‌توان آنها را بر حسب منشا انرژی ، نحوه گرم کردن ، نحوه پخت و نوع عملیات آنها و غیره طبقه‌بندی کرد که بطور خلاصه به این شرحند:
- بر اساس پروسس های تکنولوژیکی
- برحسب طبیعت انرژی تولید شده
- بر حسب نحوه گرم کردن
کوره های بلند مدرن
این کوره ها ، دارای ظرفیت مفید تا حدود 5000 متر مکعب دارند و از قسمتهای اساسی زیر ساخته شده‌اند:
- قسمت مربوط به شارژ دستگاه که دارای یک مخروط برای تغذیه مواد است که در زمانهای معینی باز و بسته می‌شود.
- گلوگاه (Throat) که مواد (سنگ معدن ، کک و مواد دیگر) در این محل ریخته می‌شود.
- قسمت حمزه یا استوانه (Shaft) که در آنجا احیای سنگ آهن شروع و انجام می‌گیرد.
- قسمتن بدنه (Body) که احیای سنگ معدن ادامه دارد و دما در حدود 900 درجه سانتی‌گراد است.
- قسمت شکم (boshed) که گشادترین قسمت کوره است و عمل احیای سنگ معدن آهن در آن قسمت ادامه می‌یابد. در این قسمت ، دما در حدود 1000 درجه می‌باشد.
- قسمت بوته یا کروزه (hearth) که قسمت زیرین کوره است و مذاب در آن قرار می‌گیرد.
- قسمت کاتنالیزاسیون (tuyere) که هوای گرم با فشار از این قسمت وارد دستگاه می‌شود.
- زمین و پایه بوته (کروزه) که بوته در روی آن قرار می‌گیرد.
مباحث مرتبط با عنوان
منبع
- شیمی صنعتی 2 ؛ تالیف:دکتر سیروس نوری ؛ انتشارات جهاد دانشگاهی آذربایجان غربی.
