Характеристика печной пыли
Печная пыль состоит из частично прокаленной сырьевой смеси с повышенным содержанием легко возгоняемых соединений, содержащих щелочи, серный ангидрид, хлор и др. (табл. 19.1).
Количество этих примесных соединений зависит от их содержания в сырье, топливе и пыли электрофильтров, возвращаемой в печь. Чем меньше пыли выносится из печи, тем выше концентрация легко возгоняемых соединений в ней. По минералогическому составу пыль состоит из основных минералов сырья, извести СаО и гидрооксида кальция Са(ОН)2. Примесные соединения представлены в основном сульфатами и хлоридами щелочей. КН пыли обычно несколько выше сырьевой смеси, что свидетельствует об избирательном пылеуносе, т.е. преимущественном выносе из печи кальцийсодержащего компонента.
Печную пыль нельзя вводить в шлам, так как такая смесь через определенное время (~ 2 часа) загустевает, оседает в бассейне и забивает трубопроводы. Действительно, растекаемость сырьевого и пылевого шламов значительно снижается при их смешении (рис. 19.1).
Рис. 19.1. Изменение растекаемости шлама в зависимости от концентрации пыли
19.2. Способы использования пыли из электрофильтров
Существует 3 варианта использования пыли:
1) возврат пыли в печь на повторный обжиг;
2) обжиг пыли в отдельной печи;
3) использование пыли за пределами цементной технологии.
Первый вариант самый распространенный в технологии цемента и включает в себя 3 способа (рис. 19.2):
1) подачу пыли с холодного конца печи совместно со шламом или под шлам;
2) подачу пыли за или в цепную завесу;
3) вдувание пыли с горячего конца печи.
Рассмотрим преимущества и недостатки каждого способа.
Способ 1. С холодного конца печи нельзя вдувать пыль, так как она при этом подхватывается газовым потоком и вновь уносится в электрофильтр. Поэтому ее необходимо либо предварительно смешивать со шламом, либо подавать по отдельной течке под шлам. Этот способ самый неудачный из всех, т.к. вместе с пылью в шлам поступают все вредные примеси, что в дальнейшем приводит к образованию колец в цепях и других зонах печи. Кроме того, этот способ требует наличия системы питания, которая состоит из бункера, дозатора и смесителя. Для предотвращения загустевания шлама в смеситель дополнительно подается вода, которая в связи с необходимостью ее испарения увеличивает расход тепла на обжиг клинкера.
Рис. 19.2. Способы возврата пыли в печь
Способ 2. Вдувание в цепную завесу наиболее простой и распространенный способ. Пневмовинтовым насосом из электрофильтра пыль вдувается за или в цепную завесу. Данная система не требует дополнительного оборудования, так как вся выносимая пыль возвращается с минимальным запаздыванием в печь, и происходит как бы уравновешивание системы. Необходимо строго следить за непрерывностью процесса, чтобы пыль нигде не скапливалась.
Недостаток этого способа заключается в том, что вдуваемая в среднюю часть печи пыль подхватывается газовым потоком, уносится и частично осаждается на мокрую поверхность цепей, что приводит к их зарастанию. Приблизительно 50% пыли постоянно циркулирует в системе, что приводит к увеличению пылевыноса из печи. Поэтому с технологической позиции - этот способ не самый рациональный.
Способ 3. Способ подачи пыли с горячего конца печи несколько сложнее второго, но с технологической и особенно теплотехнической позиции наиболее рациональный. Преимущества заключаются в следующем. Несмотря на то, что подача пыли осуществляется в одну точку, она распределяется по всей длине печи, что снижает вероятность колебания слоя материала в ней.
На практике используются два варианта. Наиболее распространенный способ показан на рис. 19.2. При такой подаче необходимо, чтобы пылеподающая труба на ~ 1,5 м выходила за сопло топливной горелки. При этом пыль поступает в область максимальной температуры, что приводит к следующим положительным эффектам: увеличивается степень черноты факела, снижается максимальная температура пламени, и дополнительно интенсифицируется теплообмен вследствие того, что нагретая в газовом потоке пыль выпадает на материал. Эти тепломассообменные процессы обеспечивают снижение пылеуноса из печи и формирование устойчивой обмазки на огнеупоре, что приводит к повышению стойкости футеровки и экономии топлива.
Преимущество этого способа, как и во втором случае, заключается также в отсутствии дополнительного оборудования. Недостатки связаны с необходимостью тщательной настройки всей системы. Следует обеспечить равномерную подачу, не допуская пульсаций и поступления пыли в «корень» факела, так как это может приводить к недожогу топлива и затрудняет визуальное наблюдение за состоянием зоны спекания. Данные затруднения преодолеваются повышением давления воздуха на пневмовинтовом насосе и исключением резких перегибов на трубопроводе пылевоздушной смеси. Радиус любого изгиба на нем должен быть не менее 3 м. При тщательной настройке процесса данным способом можно возвращать до 20...25% пыли от массы клинкера.
Второй вариант 3-го способа заключается в подаче пыли под факел в конец зоны спекания. Такой вариант применим при незначительном пылеуносе, до 5...7% от массы клинкера, и по этой причине применяется редко.