19.3. Обжиг пыли в отдельной печи
В связи с тем, что пыль из электрофильтров при возврате в печь оказывает негативное влияние на ее работу: способствует клинкерному пылению, образованию колец и настылей, снижает качество клинкера и увеличивает расход топлива, то следует изучить возможность других вариантов использования пыли. Одним из способов, реализованных в свое время на Чимкентском заводе, является способ обжига пыли в отдельной печи с предварительным приготовлением пылевого шлама.
Охарактеризовать кольце- и настылеобразование в печных системах.
13.2. Кольце- и настылеобразование в печных системах
Кольца во вращающихся печах возникают как при мокром, так и при сухом способах производства. Состав и процесс их образования, как правило, идентичен.
Применительно к сухому способу следует рассматривать только кольца, которые образуются в начале и в конце зоны спекания.
13.2.1. Кольца в печах мокрого способа производства
Согласно многочисленным исследованиям и наблюдениям за работой вращающихся печей на различных заводах, можно выделить пять видов колец, отличающихся по своему физико-химическому составу и механизму образования (рис. 13.12). К таким кольцам относятся: шламовые (I); шламово-солевые (II); материально-солевые (III); низкоосновные материальные (IV) и клинкерные (зольные) (V). Все кольца оказывают негативное влияние на работу печи. Они увеличивают сопротивление газовому потоку, в результате чего не обеспечивается необходимая тяга дымососа, что приводит к недожогу топлива, снижению производительности печи, переливу шлама и выносу капель в пылеосадительную камеру; вызывают колебание слоя материала в печи с возможным выпуском брака и обрушением обмазки в зоне спекания. Рассмотрим причины, возможный механизм образования отдельных колец и способы их предотвращения.
13.2.1.1Шламовые кольца, причины образования и способы предотвращения
Шламовые кольца возникают непосредственно на шайбе холодного конца печи. Химический состав кольца соответствует составу обычного шлама, следовательно, кольцо образуется в результате высыхания капелек шлама (рис. 13.13).
Причина заключается в следующем. На тех печах, где цепная завеса редкая и далеко расположена от холодного конца, шлам, не задерживаясь в приемной части, утекает в печь. Струя шлама с высоты ~ 8 м ударяет о корпус, разбрызгивается, капельки, высыхая, образуют кольцо и частично вылетают в пылеуловительную камеру. Следовательно, для предотвращения кольца на холодном обрезе печи необходимо погасить струю шлама, что осуществляется путем создания шламовой ванны в приемной части печи. Подпор шлама можно создать дополнительной шайбой высотой ~ 400 мм или повышением плотности цепного фильтра-подогревателя. Внедрение предложенных рекомендаций полностью предотвращает образование данного вида кольца.
Рис. 13.13. Способ предотвращения образования шламового кольца
13.2.1.2. Шламово-солевые кольца, причины образования и способы предотвращения
Шламово-солевое кольцо иногда возникает в цепной завесе в области вязкого шлама. Протяженностью до 6 м и высотою до 1 м, кольцо имеет плотное слоистое строение, с трудом удаляется отбойным молотком (рис. 13.14). Кольцо, значительно уменьшая свободное сечение печи, увеличивает газодинамическое сопротивление, что, как правило, приводит к недостаточной тяге дымососа, вызывает недожог топлива, вследствие чего снижается производительность печи, и может возникнуть клинкерное пыление. Кроме того, кольцо препятствует прохождению шлама и вызывает перелив его в пылеуловительную камеру, что сопряжено с длительными простоями печи на его выломку.
Рис. 13.14. Шламово-солевое кольцо и технологические нарушения, им вызываемые
Материал кольца в основном отличается повышенным содержанием водорастворимых щелочных сульфатов и хлоридов, количество которых может составлять 15...50%, и содержит около 5% сложных силикатов и гидросиликатов кальция. Приведенные факты позволяют утверждать, что кольцеобразование в цепной завесе обусловлено кристаллизацией щелочных солей из водного раствора шлама.
Ниже приводится вероятный механизм образования кольца. Шлам, подаваемый в печь при возврате пыли, содержит в пересчете на сухое вещество в среднем около 2% растворимых щелочных солей. Растворимость сульфата калия, который преобладает в составе солей, при температуре подаваемого в печь шлама составляет 3...3,5%, а при 100°С - 23%. Следовательно, при нагреве шлама в печи и испарении воды увеличивается концентрация K2SO4 в растворе, которая достигает 23% при влажности материала порядка 20%. В этих условиях при большой скорости испарения воды, обусловленной развитой цепной завесой и высокой температурой газов, происходит массовая кристаллизация щелочных сульфатов, которые, вовлекая в свой состав частицы сырьевой смеси, образуют на корпусе печи плотные наросты в виде кольца. Процессы перекристаллизации растворимых соединений и гидратации силикатных фаз в гидротермальных условиях быстро упрочняют и цементируют кольцо.
Следовательно, кольцо образуется при следующих неблагоприятных условиях: наличии растворимых солей, интенсивном испарении воды с массовой кристаллизацией солей и нерациональной навеске цепей. Поэтому решить практическую задачу по предотвращению кольца следует путем: