МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АРХИТЕКТУРНО—СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА

КЕРАМЗИТОВОГО

ГРАВИЯ И ПЕСКА

Методические указания

к курсовому и дипломному

проектированию

САМАРА 2014

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра "Производство строительных материалов,

изделий и конструкций"

ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА

КЕРАМЗИТОВОГО ГРАВИЯ И ПЕСКА

Методические указания

к курсовому и дипломному проектированию

Утверждены редакционно-издательским

советом академии «____»_________20___г.

САМАРА 2014

Составители: Л.C. Коннова, А.Н. Царева

УДК 666.9.035.55.002.52

Печи для обжига керамзитового гравия и песка: Методические указания к курсовому и дипломному проектирова­нию/ Сост.: Л.C. Коннова, А.Н. Царева; Самарск. арх-строит. акад. Самара. 2014. 28 с.

Содержатся основные сведения о тепловых установках, применя­ющихся в промышленности строительных материалов для обжига керамзитового гравия и песка. Рассматриваются методики и примеры расчетов вращающейся печи для обжига керамзитового гравия и печи кипящего слоя для обжига керамзитового песка.

Методические указания предназначены для студентов, обучающих­ся по специальности 290600 "Производство строительных материа­лов, изделий и конструкций".

Номер лицензии на издательскую деятельность

ЛР № 020726 от 3 февраля 1993 г.

© Самарская государственная

архитектурно-строительная

академия,2014

Основные виды топлив

Топливом называют вещества, реакция соединения которых с кислородом воздуха сопровождается выделением света и тепла. Все разновидности топлив по своему агрегатному состоянию подразделяются на твёрдые, жидкие и газообразные, а по способу получения на естественные и искусственные. Естественные это те виды топлива, которые сжигают без обогащения. Искусственные виды топлива получают путём термической обработки естественных видов топлива, при которой может меняться не только химический состав, но и агрегатное состояние вещества.

1.Характеристики твёрдого топлива

Естественными видами твёрдого топлива, которые сжигают в промышленных тепловых установках, шахтных пересыпных печах при обжиге извести, а также в кольцевых и туннельных печах при производстве кирпича являются бурые и каменные угли, антрацит.

Искусственное твёрдое топливо – кокс, является продуктом термохимической переработки коксующихся углей, нагреваемых до температуры 900…1100^оС без доступа воздуха в специальных печах (коксовых батареях). При коксовании, кроме кускового кокса, получают коксовый газ – продукт сухой перегонки. Для вагранок и доменных печей требуется кокс определённой крупности (более 50 мм) с малым количеством мелочи. Поэтому отсев мелких фракций кокса в виде коксовой мелочи (крупностью до 15 мм) или коксика (крупностью 15…25 мм) используется для сжигания в топках, шахтных печах или в газогенераторах для получения генераторного газа для печей. Пылевидное топливо - искусственно приготовленная угольная пыль, которую можно производить практически из всех видов ископаемых углей. Это весьма эффективное топливо, применяемое для сжигания во вращающихся печах при производстве цементного клинкера.

Все виды твёрдого, жидкого и газообразного топлива состоят из горючей и негорючей (балласта) частей. Элементарный химический состав твёрдого топлива представлен углеродом (С), водородом (Н), кислородом (О), азотом (N) и серой (S).Свойства топлива как горючего материала согласно ГОСТ 27313-89 определяются его составом в сухом беззольном состоянии (обозначается индексом «daf» - dry ash free – условное состояние топлива, не содержащего общей влаги и золы, т.е. сухая горючая масса – индекс г). Поскольку химический состав твёрдого топлива сложен, то его характеризуют массовым содержанием образующих элементов: С ^daf + Н ^daf + О ^daf + N ^daf +

S_c ^daf = 100% или С ^г + Н ^г +О ^г + N ^г + S_c ^г =100 %, где S_c – суммарное содержание горючей серы.

Горючими элементами в органическом топливе являются углерод, водород и сера. Они находятся в соединении друг с другом, а также в соединении с кислородом и азотом.

Кислород нежелательная составная часть в топливе, снижающая его тепловую ценность. Чем больше кислорода находится в соединениях, тем большая доля водорода и углерода топлива химически связана с ним, т.е. фактически сгорела, и тем меньше выделится теплоты при сгорании единицы массы.

Углерод в твёрдом топливе является существенной частью и находится в виде сложных органических соединений. При его полном сгорании образуется относительно безвредный диоксид углерода СО₂ и выделяется 32800 кДж теплоты на 1 кг углерода. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание углерода с образованием очень токсичного оксида углерода СО и выделяется всего 9200 кДж теплоты.

Водород наиболее высококалорийная часть твёрдого топлива. Он находится в виде органических соединений. При горении водорода образуется влага, которая может находиться в жидком состоянии или в виде пара.

Сера твёрдого топлива подразделяется на органическую, пиритную и сульфатную. Первые два вида серы участвуют в процессе горения и относятся к сере горючей (S _г); сульфатная сера практически полностью переходит в золу топлива. При сгорании органической и пиритной серы образует токсичный сернистый ангидрид SO₂ и в небольших количествах ещё более токсичный серный ангидрид SO₃. Выброс их с продуктами сгорания в атмосферу вызывает загрязнение воздушного бассейна. При общем содержание серы более 7% топливо непригодно для использования в промышленных тепловых установках.

Азот является балластом. Он не горит и не поддерживает горения. Его содержание в сухом беззольном топливе составляет от 1 до 2% по массе. Однако даже столь малое количество азота является весьма вредным, поскольку при сгорании азотосодержащих соединений при высоких температурах образуются сильнотоксичные оксид NO и NO₂.

Зола – балласт топлива. Это твёрдый негорючий остаток, полученный в результате сжигания горючей части топлива. Она понижает теплотворную способность рабочего топлива; разрушает огнеупорную футеровку топки; затрудняет доступ воздуха к горящему топливу; требует затрат тепла на разложение содержащихся в ней химических соединений.

Влага снижает теплотворную способность топлива, за счёт понижения содержания горючих компонентов топлива, а также за счёт дополнительного количества тепла, необходимого для нагрева водяных паров до температуры продуктов горения и их испарения.

Твёрдое топливо, сжигаемое в технических устройствах, характеризуется рабочим состоянием (индекс р). В его состав кроме образующих элементов ещё входят зола А и влага W, составляющие балласт топлива: С ^р + Н ^р +О ^р + N ^р + S ^р + А ^р + W ^р =100 %.

Состав топлива в сухом состоянии: С ^d + Н ^d + О ^d + N ^d + S ^d + А ^d =100 %.