Tüzeléstechnika, 1928 (1. évfolyam, 1-12. szám)
1928-07-08 / 1. szám
4 TÜZELÉSTECHNIKA 1928 július 8. lorid hőmennyiség halmozható fel, így kétségtelen, hogy az égető zónából távozó égéstermények 4X312 kalória melegtartalomból a tűztérbe az égetés hőfokára felmelegített mészkővel csak 17976 kalória juttatható vissza. A két mennyiség különbsége, azaz 23336 kalória hőmennyiség tehát itt még az elméleti kemencében sem térül vissza s így az égéstermények e hőveszteségnek megfelelő hőmérséklettel, számítás szerint 750 u-on jutnak a kéménybe. Az így veszendőbe menő 23336 kalória az elméleti kemence tüzelőszerfogyasztásának 35%-át teszi ki, így ennek hatásfoka csak 66% lehet. Milyen messze van ez az ideális kemence 100%-os hatásfokától. A mészégetőkemence hatásfoka a valóságban természetesen ennél sokkal kisebb és legjobb esetben is kb. csak 40%, de legtöbbször a 30%-ot is alig éri el. Ha arra gondolunk, hogy modern kazántelepen a 85%-os hatásfok sem ritkaság, önkénytelenül is az a kérdés merül fel, hogy nem ,lehetne-e a mészégetőkemence hatásfokát s így gazdaságosságát, is megfelelő szerkezeti változtatásokkal lényegesen megjavítani, vagy nem lehetne-e az égéstermények fölös melegét esetleg más úton értékesíteni? Mielőtt e kérdésekre válaszolnánk, vizsgáljuk meg, vájjon az elméleti adatok a gyakorlatban miképen módosulnak. Láttuk, hogy az elméleti körkemencében az égéstermények hőmérséklete 750 ° C. A gyakorlatban természetesen más körülményekkel kell számolnunk, s így más eredményt is kapunk. A mészégetés nem 856°-on, hanem 1100—1200°-on történik. Minél magasabb hőmérsékleten égetjük a meszet, annál rövidebb az égetés időtartama, de annál nagyobb a tüzelőszerfogyasztás. Hogy ez így van, az nem szorul bővebb bizonyításra. Elég, ha arra gondolunk, hogy az égetőtérből távozó égéstermények magasabb hőmérsékleten több melegmennyiséget visznek el s ezt csak több tüzelőszer elégetésével pótolhatjuk. Ugyancsak növeli a tüzelőanyagfogyasztást az is, hogy a gyakorlatban az elméleti levegőmennyiség többszörösével (gyakran négy-, sőt nyolcszorosával) égetünk. E levegőfelesleget is az égetés hőmérsékletére kell melegítenünk. A gyakorlatban tehát több tüzelőszert égetünk el, továbbá levegőfelesleg is szaporítja az égésterményeket és magasabb hőmérséklettel égetjük s így jóval több melegmennyiséget vonunk el az égető zónából, mint amennyit az elméleti kemencénél a számítás mutatott. A hideg mészkő 100 kg-ja azonban a gyakorlati kemence előmelegítő zónájában is csak 17916 kalóriát vehet fel. Ha a mészkő e hőfokra felmelegedett, hiába vezetünk oda több meleget, hőmérsékletét már nem emelhetjük. Hasonló folyamat ez ahhoz, mint amit a víz forralása mutat. Ha 1 kg vizet 109 kalóriával 100°-ra melegítünk fel, hiába melegítjük tovább, hőmérséklete nem emelkedik, hanem a víz elpárolog. Ha a mészkövet az égetés hőfokára, 860°-ra melegítettük, akkor továbbhevítésével hőmérséklete már nem emelkedik, hanem kiég. Kemencéinkelőmelegítő és égető zónájának tehát ott van a határa, ahol a mészkő már 856°-ra felmelegedett, mert itt már a kiégés kezdetét veszi. A gyakorlati kemencénél — mint látjuk — az égéstermények sokkal több hőegységet visznek el az égető zónából, mint az elméleti kemencénél. De az előmelegített mészkővel csak 17976 kalória juthat vissza az égető térbe. A hőveszteség tehát a gyakorlatban még jóval nagyobb lesz és pedig annál nagyobb, minél nagyobb levegőfelesleggel és minél magasabb hőmérsékleten égetünk. Az égéstermények hőmérséklete a gyakorlati mészégetőkemencéknél a levegőfelesleg miatt valamivel alacsonyabb (500-—700°), mint az elméleti kemence számított 750° hőmérséklete, azonban még mindig igen magas. Az, hogy némely mészégetőkemence égésterményei aránylag alacsony hőmérsékleten (néha 300°-on) távoznak a kemencéből — az elmondott tények ismerete nélkül —, arra a téves következtetésre vezethetne, hogy az ilyen kemence hőgazdasága jobb, mint azé, amelynél az égéstermények magasabb hőmérsékletűek. A kazántüzelésnél valóban érvényes az a szabály, hogy alacsonyabb hőmérsékletű füstgáz tökéletesebb hőkihasználást s így jobb hatásfokot jelent. A mészégetésnél azonban ennek éppen az ellenkezője igaz. Amilyen hibás volna az a kemence, melyből az égéstermények az előmelegítő tér hiánya vagy elégtelen mérete miatt túlforrón távoznak, annyira gazdaságtalan az olyan mészégetés, melynél a füstgázok hőmérséklete 500° C alá száll. Csak abnormálisan nagy sugárzási veszteség, túlnagy levegőfelesleg, vagy a kemence repedésein és nyílásain betóduló hideg (falshh) levegő hűtheti le a gázokat a hőmérséklet alá. Nem ismételhetem elégszer, hogy a mészégetőkemence gázainak túl alacsony hőmérséklete csak kedvezőtlen hőkihasználás következménye lehet s így tüzelőszerpazarlást jelent. Tudjuk most már, hogy a mészégetőkemence égésterményeivel jelentős hőmennyiség vész el. Azt is tudjuk, hogy a hőveszteség a legkedvezőbb estben, vagyis az elméleti kemencében is a tüzelőszer fűtőértékének 35 százalékát teszi ki. Tudjuk, hogy a valóságban a veszteség ennél is nagyobb. Most már arra a kérdésre kell megfelelnünk, hogy milyen célra és milyen módon volna ez az elvesző jelentékeny melegmennyiség értékesíthető? Legcélszerűbb mindenesetre, ha az égéstermények hőfeleslegét magában a mészégetőkemencében értékesítjük. Ennek pedig egyetlen kivihető és célszerű módja csak az lehet, hogy a forró égésterményekkel az égetéshez szükséges levegőt melegítjük fel és ezek hőfeleslegét így az égető zónába juttatjuk vissza. E megoldásnak sem hőtechnikai, sem konstruktív akadályai nincsenek. Az idea nem új. A német birodalmi mészipari érdekeltség hőtechnikai szakosztályának 1925 december havi ülésén dr. Quincke tanár egyik felszólalásában ugyan a következő megjegyzést tette: „Sokkal célszerűbbnek vélném, ha a mészégetőkemencék szerkezetét úgy módosítanánk, hogy az elvonuló égéstermények fölös melegének azt a részét, amelyet a mészkő előmelegítésére nem tudunk kihasználni, valami más célra fordíthatnánk.” Dr. Quincke azt javasolja, hogy az égéstermények fölös melegét tüzelésre vagy energiatermelésre használja ki. E megoldás azonban a legtöbb mészégetőtelepen már csak azért sem jöhet tekintetbe, mert ezek rendesen a mészkőbányák mellett minden más ipari teleptől, sőt kultúrhelytől is távol fekszenek. Csak a cukorgyárak mészégetőtelepeinél lehetne célszerűen az égéstermények fölös melegét fűtésre vagy energiatermelésre értékesíteni. Ugyanazon a gyűlésen E. Laaser mérnök értekezésében azt ajánlja, hogy az aknás mészégetőkemencék forró égésterményeit az égetéshez szükséges levegő felhevítésére használják ki és pedig a kemence mellé épített vaslemezes léghevítő közbeiktatásával (Taschenlufterhitzer).Számításai szerint ezzel 16—20% tüzelőanyagmegtakarítás járna és a léghevítőberendezés 12— 2 év alatt ammortizálná magát. A szakközlemények is mind megegyeznek abban, hogy a mészégetőkemence gázai — tényleges mérések szerint is — általában igen magas hőmérsékletűek. A jelenség igazi okára azonban alig mutatnak rá. A gázok melegtartalmának értékesítésére pedig — Laaser javaslatát kivéve — nem találkozunk elfogadható ideával, noha az így veszendőbe menő hőértékek visszanyerésével megtakarítható tüzelőszer nem csekély, elhanyagolható mennyiség. Húszszázalékos, vagy ennél több tüzelőanyagmegtakarítás a mészégetés rentabilitására lényeges befolyást gyakorol.