Сухий спосіб виробництва цементу

Сьогоднішня тенденція при переході печей мокрого способу виробництва на напівсухий процес складається з переобладнання на піч з циклонним теплообмінником (з декарбонізаторі або без нього) з наступною сушкою і підготовкою сировинної муки в окремій сушилі перед піччю, використовуючи для сушки відхідні пічні гази.

В принципі цього можна досягти 2-ма способами:

- сушарка з традиційним теплообмінником (мал. 8); - сушарка з компактною пічною системою (мал.9).

Сушарка з традиційним теплообмінником

Малюнок 9 – Сушарка з традиційним теплообмінником.

В основі цієї системи лежить традиційний 4-ступінчастий теплообмінник з декарбонізатором або без нього, за яким слідує димосос пічних газів. Після димососа гази подаються в сушилку. Температура газів – менша 4000С, тому додаткове тепло для сушки необхідно подавати за допомогою теплового генератора. Перевага цієї установки полягає

в тому, що в процесі вже закладена можливість переходу на сухий спосіб виробництва у майбутньому. Проте, в цьому технологічному ланцюжку необхідно передбачити й установку пальника, причому розмір цього пальника, зрозуміло, залежить від потреб у сушарці. Спалювання у генераторі тепла зазвичай потребує палива вищої якості (природний газ, дизельне паливо або мазут), ніж те, яке необхідне в печі і декарбонізаторі, де умови для згоряння кращі(більш висока температура).

Компактна пічна система

В цій пічній системі сушилка безпосередньо пов’язана з піччю і являється частиною пічної системи.

Головна задача при проектуванні такої системи – визначити розміри теплообмінника, тобто визначити кількість його ступенів, щоб тепло газів, що виходять із теплообмінника, дорівнювало теплу необхідно для сушки. Проте, конструкція повинна, бути такою, щоб враховувались деякі варіації вологості і температури сировини.

Малюнок 10– Сушарка з компактною пічною системою.

Основними передумовами для використання сухого способу є:

- докорінне поліпшення процесів гомогенізації сировинного борошна;

- створення високо потужних агрегатів для одночасного підсушування і помелу сировини;

- створення потужних пічних агрегатів, а саме печей з циклонними та шахтно-циклонними теплообмінниками;

- витрата теплоти на них повинна становити 3100….4000кДж/кг клінкеру, в довгих печах, що працюють за мокрим способом – 5300….6500кДж/кг.

При сухому способі виробництва зменшується загальна витрата теплоти на сушіння і випалювання: при вологості 3,5% - на 1680, при вологості 17% - на 840кДж/кг. Лише в тих випадках, коли вологість вихідної сировини перевищує 20%, кількість теплоти, що витрачається при сухому і мокрому способах виробництва, приблизно однакові. Відхідні гази при сухому способі виробництва мають знижену вологість і можуть використовуватися при підсушуванні сировини.

Хоча помел за мокрим способом ефективніший, ніж за сухим, однак у зв’язку з тим, що для печей з циклонними теплообмінниками використовують більш низько дисперсну сировинну суміш, загальна витрата електроенергії на помел при мокрому способі не перевищує витрати електроенергії при сухому способі тільки при застосуванні сировини, що легко розчиняється у воді.

При випалюванні за сухим способом різко скорочується витрата пісної води, що в наш час набуває важливого значення.

Запиленість газів при сухому способі виробництва значно вища ніж при мокрому, але загальний об’єм відхідних пічних газів на 35…40% менший, а отже витрати на обезпилювання приблизно однакові.

Впровадження сухого способу виробництва цементу в печах, обладнаних циклонними теплообмінниками і реакторами – декарбонизаторами шляхом реконструкції існуючого виробництва за мокрим способом знижує витрату палива на 30…40%, а металоємність пічних агрегатів – у 2,5…3 рази. Застосування сухого способу дасть можливість збільшити одиничну потужність агрегатів, що, в свою чергу, зменшить витрати на одиницю продукції.

Сухий спосіб полягає в подрібненні й ретельному перемішуванні сухих або попередньо висушених сировинних матеріалів. Продукт такого подрібнення та перемішування називають сировинним борошном. Подрібнення в млинах вапняку та глини поєднують із сушінням їх до остаточної вологості 1..2% відхідними газами печей. Із млинів сировинне борошно надходить у силос, де коригують його склад і створюють потрібний технологічний запас для безперебійної роботи печей.

Виготовлення клінкеру за сухим способом технічно і економічно найбільш доцільно використовувати в тих випадках, коли вихідні сировинні матеріали характеризуються:

- вологістю до10..15%;

- відносною однорідністю за хімічним складом і фізичною структурою, що забезпечує можливість одержання гомогенного сировинного борошна при подрібненні сухої сировини.

При сухому способі виробництва портландцементу витрати палива на випалювання сировинної суміші в печі і одержання клінкеру в 1,5 – 2 рази менші, ніж при мокрому способі.

Сухий спосіб виробництва цементу значно вдосконалений у порівнянні з мокрим:

- відсутній процес утворення шламу;

- можна сумістити окремі ланцюги технологічної схеми в один агрегат (млини само подрібнення – «Аерофол», усередню вальні склади, млини помелу сировинних матеріалів із підсушкою та інше.);

- найбільш енергоємний процес – декарбонізація сировини – винесено із обертової печі в спеціальний пристрій – декарбонизатор, в якому він протікає швидше і з використанням тепла відхідних газів.