مواد دیرگداز (Refractories Material)

مواد دیرگداز مواد دارای مقاومت حرارتی هستند که در دماهای بالا پایدار هستند و خواص فیزیکی و شیمیایی شان در این دماها حفظ می گردد.

   مواد دیرگداز گران بها هستند و هرگونه خرابی در این مواد باعث افزایش زمان تولید، ازبین رفتن ادوات و در برخی مواقع باعث از بین رفتن محصول می گردد. نوع ماده دیرگداز بر روی میزان مصرف انرژی و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. بنابراین انتخاب نوع ماده دیرگداز برای کاربردهای معین بسیار مهم می باشد. مواد دیرگداز همچنین برای فرایند ایمن در تولید مواد ضروری است. نباید برای پرسنل خط تولید و کسانی که مواد دیرگداز را نصب می کنند، شرایط خطرناک ایجاد شود. ضمناً دیرگدازها نباید در شرایط استفاده شدن و هم پس از اینکه به صورت زباله صنعتی در می آیند، موجب آلودگی زیست محیطی شوند.

دیرگداز چیست؟

   دیرگدازها مواد غیر آلی، غیر فلزی و مقاوم در برابر حرارت هستند که این مواد می توانند در مقابل عوامل ساینده و یا خورنده در دماهای بالا مقاومت کنند، این عوامل خورنده و یا ساینده می توانند در حالت جامد، مایع و یا گاز باشند. به خاطر وجود شرایط متنوع محیطی، انواع متنوعی از دیرگدازها با خواص متفاوت ساخته شده اند. دیرگدازها از مواد پخته شده، مواد شیمیایی و انواع چسب های کربنی (بایندرهای کربنی) تشکیل شده اند. این مواد دارای گستره شیمیایی متنوع هستند و دارای اشکال مختلفی نیز هستند. ( ترکیب شیمیایی و اشکال استفاده از دیرگدازها بر اساس کاربردهای گوناگون آن ها تعیین می شود.)

ساختار فازی مواد دیرگداز

   دیرگدازها از مواد ناهمگون، چند ترکیبی و دارای تخلخلی هستند. در ساختار این مواد، سنگ دانه های پایدار در برابر حرارت به وسیله فازهای چسبنده و افزودنی ها در کنار هم قرار گرفته اند.

   مواد دیرگداز در دماهای پاییین شبه تردند و هنگامی که دما بالا می رود از خود رفتار ویسکوز نشان می دهند. به خاطر تغییرات نقطه به نقطه در زیر ساختار گدازها و انعطاف پذیر بودن آن ها، استحکام در محل های مختلف دیرگداز متفاوت است. این مواد به خاطر خزش در دمای بالا یا تغییر شکل پلاستیکشان شاخص هستند. تردی و مدول الاستیک بالای این مواد باعث شده است تا در برابر تنش های حرارتی و شوک ها حساس بوده و در تحت این شوک ها بشوکنند.

دیرگدازها برای چه کاربردهایی مصرف می شوند؟

مرجع کاربردی بویلرهای آب گرم و بخار صنعتی

در این کتاب می خوانیم:

فصل1: اصول مکانیکی

فصل 2: بویلر های آب گرم و آب داغ

• در این بخش به معرفی انواع تقسیم بندی دیگ ها، مزایا و معایب هر کدام می پردازد.

فصل 3: کاربرد بویلر های آب گرم و آب داغ

• معرفی تجهیزات پخش کننده گرما شامل رادیاتورها و انواع آن، فن کوئل، یونیت هیتر، زنت و ....

فصل 4: شبکه توزیع آب گرم

• انواع شبکه لوله کشی حرارت مرکزی با آب گرم، انواع مدار و بالانس آنها، انواع شیر بالانس و طریقه انتخاب، انواع پمپ گردشی دور ثابت و دور متغیر و طریقه عملکرد و انتخاب آنها..

 فصل 5: بخار و انواع آن

• به همراه جداول بخار اشباع و سوپرهیت

فصل 6: انواع دیگ بخار

• معرفی دیگ های لوله آبی و لوله دودی

فصل 7: آتشکاری ، سوخت و مشعل

• شیمی احتراق، مشعل های مایع سوز و گازسوز و طریقه انتخاب، محاسبه مخازن گازوئیل و نازل گازوئیل، خط گاز مشعل (رگلاتور، شیر برقی، شیر اطمینان، شیر قطع ایمن)

فصل 8: تصفیه آب بویلر

• تصفیه داخلی و خارجی آب بویلر شامل روش های جلوگیری از مشکلات رسوبی و خوردگی در بویلر، کنترلph، اکسیژن و سختی باقیمانده در بویلر با تزریق مواد شیمیایی

فصل 9: زیر آب زنی

• محاسبات زیرآب، روش های زیرآب زنی، انواع شیر زیرآب، طریقه دفع زیرآب، محاسبات تانک بلودان، پیت بتونی و فلش سپریتور

فصل 10: راندمان

• طریقه محاسبه راندمان بویلر، روش های بالا بردن راندمان دیگ خانه، هزینه تولید بخار بر اساس قیمت روز انرژی

فصل 11: کیفیت بخار

• بخار مطلوب و علل بروز آن، معادلات بخار مرطوب، روش های مقابله آن. انواع ضربه قوچ در خطوط بخار و کندانس و راهکارهای مقابله با آن. دلائل وجود هوا در بخار و روش های پیشگیری و خارج ساختن آن

فصل 12: انتقال بخار

• روش های سایررزنی خطوط بخار، انبساط خطوط بخار و راهکارهای خنثی سازی، محاسبات انتخاب کلکتور و نصب دیگ ها در دیگ خانه

فصل 13: تجهیزات و شیرآلات

• انواع شیر ( کشویی، پروانه ای، سوزنی، ربع گرد، گلاب، دیافراگمی) انواع شیر اطمینان و طریقه انتخاب، انواع شیر تقلیل فشار و طریقه انتخاب، انواع تله بخار و طریقه انتخاب، انواع مصرف کننده های بخار و طریقه محاسبه بار کندانس به همراه نکات اجرایی

فصل 14: کندانس

• معرفی انواع سیستم های کندانس، طریقه  اجرای کندانس تحت فشار و محاسبات تانک فلش، سایز زنی خطوط دو فازی و تک فازی کندانس

فصل 15: پمپ در دیگ خانه

• معرفی انواع پمپ مورد استفاده در دیگ خانه بخار و طریقه انتخاب آنها، کاویتاسیون و علل بروز آن، راهکارهای پیشگیری از کاویتاسیون، روش های نصب پمپ بویلر ( استارت- استاپ، با شیر کنترل، سیستم دور متغیر) مزایا و معایب هر کدام

فصل 16: نکات اجرایی

• طریقه نگهداری از بویلرهای آب گرم و بخار ( برنامه های هفتگی، ماهانه و سالانه)

فصل 17: ضمایم

جداول بخار اشباع و سوپرهیت براساس SI ، US :

منابع

راه کارهای متداول بهینه سازی سیستم های آب و فاضلاب در صنعت

مصرف  آب را در کنار انرژی الکتریسیته به عنوان یکی از بخش های پر مصرف، می توان در نظر گرفت. برخی از صنایع برای خنک کاری تجهیزات خود نیاز به آب دارند. برخی دیگر نیز به آب به عنوان سیال عامل احتیاج دارند که در این حالت می بایست آب مصرفی را تصفیه نمود. البته باید خاطر نشان کرد که بسته به صنعت و فرآیند اجرایی، درصد خلوص آب متغیر است.

   از آنجایی که در حال حاضر مسئله آب به عنوان یک بحران جهانی شناخته می شود لذا بهینه سازی فرآیندهایی که به آب نیاز دارند یکی از الزامات صنعتی محسوب می گردد. در این راستا تمام صنایع موظف هستند تا میزان بهره وری سیستم های آبی خود را تا حد امکان افزایش دهند. در زیر برخی از روش های ممکن برای افزایش بهره وری در استفاده اولیه از آب و همچنین بازیابی فاضلاب های صنعتی (در صورت امکان) بیان شده است.

   این راه کارها عبارتند از:

هیدرومکانیک، روش نوین رسوب زدایی مکانیکی

اهمیت رسوب در صنعت و اقتصاد

   طبق محاسبات بعمل آمده در کشورهای صنعتی زیان ناشی از رسوب در مبدل های حرارتی 25% درصد از رشد ناخالص ملی را شامل می شود.

   امروزه وجود رسوب در مبدل های حرارتی و تجهیزات انتقال حرارت مشکل اقتصادی عمده ای است. تا 25 سال پیش معضل رسوب در مبدلها تقریبا غیر قابل حل محسوب می شد. در بخش انرژی سنگاپور، اتلاف انرژی به علت رسوبات موجود در مبدل های حرارتی حدود 8%- 1% درصد از GDPسنگاپور می شود که مبلغی بین 120-150 میلیون دلار سالانه بر بخش صنعت انرژی آن کشور تحمیل می نماید.طبقمحاسبات بعمل آمده حداقل زیان های ناشی از رسوب در صنایع ایالات متحده امریکا 18 میلیارد دلار بر آورد شده است که به تنهایی 6 میلیارد دلار خسارات ناشی از وجود رسوب در مبدلهای حرارتی می باشد.

   وجود رسوب در عملکرد حرارتی و هیدرولیکی اصلی ترین مشکل طراحی و بهره برداری مبدل های صنعتی می باشد. به علت تشکیل رسوب در مبدل های حرارتی و چگالنده ها، سطح انتقال حرارت بین 20% - 200% در طراحی اولیه افزایش می یابد.

Shut Downمنظم تجهیزات و تمیزکاری آن ها مهمترین نیاز صنایع می باشد. در صنعت کمترین مقدار رسوب قابل تحمل نمی باشد.

معایب و مضرات رسوب

• کاهش و تغییر در ضریب انتقال حرارت
• محدود نمودن دبی خروجی بعلت افزایش ضریب اصطکاک سطح داخلی لوله ها
• افزایش زمان و تعداد اورهال مجموعه
• افزایش هزینه ها و قیمت محصول
• کاهش راندمان تولید و افزایش مصرف مواد اولیه
• افزایش استفاده از حلالهای شیمیایی
• افزایش تعویض لوله ها و مخازن و تجهیزات و کاهش عمر مفید آنها
• به سیستم
• کاهش عمر مفید تجهیزات
• اختلال در فرآیند

روش های رسوب زدایی

1. واتر جت

2. هیدرو فرز پنوماتیکی

3. فشنگی های ساینده

4. مواد شیمیایی

5. روش های نوین

در ادامه با روش های رسوب زدایی آشنا خواهید شد.

نحوه تولید سوخت CWM

مصرف انرژی در جهان بطور فزاینده ای رو به افزایش است و مسأله انرژی به یکی از مهمترین نگرانی های بشر در قرن جدید تبدیل شـــده اســـت. نیازهـــای انـــرژی به دلیل بیـــشتر شـــدن جمعیـــت جهـــان و رونـــد رشـــد اقتـــصادی کـــشورها، افـــزایش یافته اســـت. در حال حاضر ایجاد تنوع در منابع تأمین انرژی به منظور دستیابی به توسعه پایدار مورد توجه همگان قرار گرفته است. می توان از زغال سنگ بعنوان یکی از حامل های انرژی در کنار نفت اسـتفاده نمـود. بـرای آنکه بتوان زغالسنگ را بصورت سوخت مایع براحتی حمل و نقل نمود و سوختی بـا خـواص مـشابه خـواص نفـت تولید کرد، مـی تـوان از تکنولـوژی CWM استفاده نمود.

   صنایع UBE مخلوط غلیظ و پایدار آب و زغال سنگ (CWM) را به عنوان سوخت، توسعه داده است. بر اساس نتایج مطالعات و تحقیقات پایه ای بلند مدت، یک سری تجهیزات بر پا و تست شد که این آزمایشات در یک دوره دو ساله به انجام رسید. این پروژه شامل تولید، ذخیره، انتقال و تجهیزات احتراق بود که به نتایج خوبی در پایان مارس 1992 رسید. در ابتدا زغال سنگ وارد آسیاب گلوله ای(mill Ball) شده و سپس برای کاهش بیشتر ابعاد ذرات زغال سنگ از آسیاب میله ای (mill Rod) استفاده می شود. دو نوع از مخلوط زغال و آب توسعه یافته و استفاده می شود، یکی CWM بدون خاکسترگیری و دیگری CWM همراه با خاکسترگیری است که هر دو دارای حدود 70% زغال سنگ بوده و مشخصه های مشابه با نفت سنگین دارند. مشخصات آن ها در جدول 1 نشان داده شده است.

   برای تولید CWM خاکسترگیری شده از زغال کم خاکستر استفاده می کنند. استفاده از CWM خاکسترگیری شده مشکلات ناشی از جدا کردن خاکستر را از محصولات احتراق کاهش می دهد. خواص CWM تولید شده در این پروژه در جدول 1 نشان داده شده است. آب موجود درCWM تا حدود 30 درصد، تاثیر چندان بدی بر فرآیند احتراق نمی گذارد و تنها 4% از انرژی زغال سنگ برای بخار کردن آب استفاده می شود. حتی آب موجود در CWM تاثیر مثبتی بر فرآیند احتراق دارد بطوریکه با کاهش دمای محصولات درصد تولید Nox را کاهش می دهد. این آب همچنین از احتراق لحظه ای سوخت جلوگیری کرده و مانع پراکنده شدن غبار زغال سنگ در محیط می گردد.

ادامه مطلب  ...