Курсовик - комовая негашеная известь

Введение

Выпущенная в нашей стране известь имеет различные направления. Например, по данным 1970 г. в строительстве использовалось около 21 % общего выпуска извести, в промышленности строительных материалов для изготовления силикатных материалов автоклавного твердения – 25,7 %, в металлургической – 26,4 %, в химии – 13,1 %, в пищевой промышленности – 11,1 %, в сульфатоцеллюлозной технологии – около 0,6 %.

Отечественные известковые заводы и отделения выпускают в основном комовую известь-кипелку, удельный вес которой доходит до 90 %, известь молотую и гидратную производят в объеме не менее 10 %, а гидравлическую – не менее 0,5 %.

Известь негашеная комовая представляет собой воздушную кальциевую, магнезиальную или доломитовую известь, получаемую в виде кусков (комьев) [1].

Известь строительная негашеная имеет очень широкий спектр применения в промышленности и народном хозяйстве.

Металлургия. Известь комовая негашеная в металлургии применяется как очищающий компонент, она участвует в процессе шлакообразования и десульфации, связывает такие нежелательные для стали примеси, как сера и фосфор.

Сахарная промышленность. В данной отрасли известь негашеная играет важную роль в процессе осветления и удаления несахаров из дифуззионного сока. В сахарной промышленности используют только высококачественную известь.

Производство строительных материалов. Известь строительная является вяжущим элементом и придает прочность, используется в производстве силикатного кирпича, ячеистых бетонов, сухих строительных смесей, применяется для отделки фасадов и т.д.

Охрана окружающей среды. Известь используется в очистке промышленных газов воздуха, нейтрализации сточных вод, оздоровление окружающей среды.

Химическая промышленность. В данной отрасли из комовой извести и угля получают карбид кальция, который используют в синтезе ацетилена и т.д. Так же

применение извести комовой при производстве соды делает ее дешевле для потребителя. Известь комовую негашеную так же применяют в процессах синтеза

Лист

3

синтеза основных веществ органической химии.

Целюлозо-бумажная промышленность. Используют в производстве целлюлозы из древесного волокна.

Сельское и лесное хозяйство. В сельском хозяйстве известь и известняковую муку применяют в известковании кислых почв, она нейтрализует вредные кислоты, способствует восстановлению гумуса и здоровому развитию растений.

Стекольная промышленность. Благодаря известняковой муке в процессе плавления стекло приобретает твердость и плотность.

Дорожное строительство. Известь используется в стабилизации и улучшении грунта. Благодаря высокой реактивности оксида кальция она отводит из грунта воду, повышая тем самым устойчивость и морозостойкость. Так же строительную известь примененяют во всех слоях дорожного полотна [2].

Лист

4

1 Обоснование целесообразности строительства проектируемого производства

Строительство проектируемого завода по производству комовой негашеной извести предполагается в Локтевском районе Алтайского края. Известняк добывается в карьерах Неверовского месторождения открытым способом. Согласно данным [3] запасы Неверовского месторождения известняка составляют 73 млн. т.

Дробильно-сортировочные отделения располагаются на территории завода, в качестве карьерного транспорта используется железная дорога. Железнодорожный транспорт эффективен при дальности перевозок свыше 5 км, в отличие от автомобильного транспорта с дальностью перевозок до 5-7 км.

На качество извести, удельный расход топлива и на себестоимость извести существенное влияние оказывает вид и качество топлива. Для производства извести применяется газообразное топливо. Оно значительно улучшает санитарные условия и культуру известкового производства. Газ в 2-3 раза дешевле жидкого топлива и в 6-8 раз угля, что экономически выгодно. Использование для обжига газообразного топлива на 20-40 % снижает себестоимость извести. Кроме того, при обжиге извести на беззольном топливе в продукции не наблюдается пережога [1].

Химический анализ известняка Неверовского месторождения приведен в таблице 1 [4].

Таблица 1 – Химический анализ известняка Неверовского месторождения Алтайского края

Предполагается дальнейшее использование выпускаемой извести в строительстве, в производстве силикатного кирпича, в металлургической промышленности, в химической промышленности, в сельском хозяйстве, в паросиловых установках, в кожевенном производстве и т. д. Известь будет

поставляться на предприятия Алтайского края, а также Новосибирской, Кемеровской, Читинской областей и Восточного Казахстана.

Лист

5

На проектируемом заводе будет выпускаться известь со следующими свойствами: содержание активных окисей кальция и магния – 70 %, скорость гашения – 3 мин 1 сек, температура гашения 76 ° С, остаток непогасившихся зерен – 14 %.

Лист

6

2 Технологическая часть

2.1 Расчет и обоснование мощности и режима работы предприятия

Режим работы предприятия устанавливают в соответствии с трудовым законодательством по нормам технологического проектирования [5]. Предприятия по производству комовой извести включают следующие цеха и отделения: отделение приема сырья и топлива, склад сырья и топлива, отделение дробления сырья, цех обжига, склад комовой извести [6].

Сменность работы подразделений (цехов) предприятий по производству комовой извести приведена в таблице 2.

Таблица 2 – Сменность работы подразделений

Расчет проектной мощности завода по выпуску извести ведется, исходя из гарантированной часовой производительности, принятой к установке печи и коэффициента их использования в течение года.

Проектная мощность одной шахтной печи по обжигу извести вычисляется по формуле (1):

(т/год) (1)

где: q – гарантированная суточная производительность одной шахтной печи в тоннах;

365 – число рабочих дней в году;

k_и – коэффициент использования годового календарного времени;

k_r – коэффициент готовности.

Величина k_и зависит от максимального времени простоев в ремонте

основного технологического оборудования и составляет для предприятий и цехов по производству извести 0,92, независимо от типа печного оборудования.

Лист

7

оборудования.

Коэффициент k_r, учитывающий устранение случайных сбоев работы оборудования, принимается равным 0,98 [6].

Производительность печи принимается 100 т/сутки согласно проектным показателям шахтных печей, работающих на газообразном топливе, конструкции ГИПРОСтром.

(т/год)

Следовательно в работе используем две печи.

2.2 Выбор технологической схемы производства

Известняк добывается в карьерах открытым способом. Плотные известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале бурят скважины диаметром 105-150 мм глубиной 5-8 м и более на расстоянии 3,5-4,5 м одна от другой. В них закладывают взрывчатые вещества (игданит, аммонит).

Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства одноковшовым экскаватором. Известняк доставляют на завод железнодорожным транспортом.

Перед обжигом известняк подготавливают: сортируют по размеру кусков и более крупные негабаритные куски дробят. Это осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по открытому циклу с использованием щековых и конусных дробилок.

После дробления и последующего грохочения фракции до 60 и 60-120 мм направляются в соответствующие бункеры запаса. Далее с помощью дозатора соответствующие фракции подаются в скиповые подъемники, после чего они попадают в шахтную печь с выносными топками, где происходит их обжиг.

Пофракционное обжигание известняка обусловлено тем, что высококачественную известь можно получить только при обжиге кусков мало различающихся по размерам, а также при обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается пережженной, а сердцевина крупных кусков – необожженной).

Выгружаемая из печей комовая известь транспортируется на склад готовой продукции пластинчатыми конвейерами. Известь хранится в силосах,

Лист

8

представляющих собой цилиндр диаметром 6 м и высотой 15,8 м, изготовленных из монолитного железобетона.

Известь выгружается из силосов при помощи электровибрационных питателей и ленточного конвейера, после чего попадает в бункер погрузочного транспорта [1, 7]. Также завод по производству извести предусматривает систему очистки, состоящую из циклонов, в которых происходит осаждение пыли под действием центробежных сил.

Технологическая схема производства комовой извести представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства комовой негашеной извести в шахтных печах

2.3 Характеристика сырьевых материалов. Расчет материального баланса.

В качестве сырья используется известняк Неверовского месторождения Алтайского края Локтевского района, содержащий 90 % кальцита и 5 % доломита. Влажность известняка – 3 %. В качестве топлива используется природный газ.

Расчет материального баланса производится на основании следующих данных:

• проектной мощности завода по выпуску извести;

• удельных расходов сырьевых материалов;

Лист

9

• ассортимента выпускаемой извести;

• естественной влажности сырьевых материалов.

Находим потери при прокаливании в сырье по формуле(2):

(2)

где: СаСО₃ и MgCO₃ – содержание в сырье карбонатов кальция и магния, %.

%

Коэффициент пересчета химического состава сырья на состав извести определяем по формуле (3):

(3)

где ппп – потери при прокаливании, %;

СО₂ – остаточные потери при прокаливании в извести (40).

Предельное содержание активных СаО и MgO в извести определяется по формуле (4):

, % (4)

где: СО^и – остаточные потери при прокаливании;

СаО^и и MgO^и – содержание в извести оксидов кальция и магния, %, которое можно найти по формуле (5) и (6).

(5)

(6)

%

%

%

Расходы материалов определяются в год, месяц, сутки, час.

Количество сухого сырья определяют по формуле (7):

(7)

т/год

Лист

10

Потребность в сырье с учетом влаги в нем для получения 1 т извести находят по формуле (8):

(8)

т/год

Расход сырья с учетом потерь пылеуноса (9):

(9)

где а_ун – безвозвратный пылеунос сырья, % (принимаем равным 1 %).

т/год

Прохождение сырья и полупродуктов по технологии, а также выход готовой продукции отображен в таблице 3.

Таблица 3 – потребность в сырьевых материалах и выход готовой продукции

Удельный расход условного топлива при производстве извести с содержанием активных СаО и MgO, отличающихся от 80 %, находят по формуле (10):

(10)

где q₀ – удельный расход топлива на получение извести с содержанием активных СаО и MgO равных 80 % (для шахтных печей на природном газе равен 0,158);

А_ф – фактическое содержание СаО и MgO.

где q₀ – удельный расход топлива на получение извести с содержанием активных СаО и MgO равных 80 % (для шахтных печей на природном газе равен 0,158);

Лист

11

А_ф – фактическое содержание СаО и MgO.

2.4 Расчет и подбор основного технического оборудования

Оборудование подбирают на основе их паспортной, часовой, суточной или годовой производительности по формуле (11):

(11)

где А – количество единиц оборудования данного типа;

П – количество перерабатываемого сырья или полуфабриката (т/ч, м³/ч, т/год);

П_пасп – паспортная производительность выбранного оборудования (т/ч, м³/ч, т/год);

к_и – коэффициент использования оборудования во времени, равен 0,94.

Подбор дробилки. В дробилку поступает 16,65 т/ч извести в виде камня с размером куска до 300 мм. Объем поступающего материала (12):

V_мат=П_час/ρ_нас, (12)

где ρ_нас=1,8 т/м³ – насыпная плотность гипсового камня.

V_мат=16,65/1,8=9,25 м³/ч

Выбираем щековую дробилку ЩДС 1,49 с паспортной производительностью 35 м³/ч при номинальной щели 60 мм, однако мы выбираем размер щели – 80 мм, следовательно, максимальный размер выходящего куска:

D_max =801,5=120 мм (где: 1,5 – коэффициент закрупнения для пород средней прочности).

Количество дробилок: → 1 шт.

Подбор ленточного конвейера. На ленточный конвейер поступает 16,49 т/ч. Выбираем конвейер – КЛС-3 с производительностью до 16 т/ч.

Количество транспортеров: → 1 шт.

Подбор грохота. На рассев поступает 16,33 т/ч гипсового щебня с размером куска 0 – 120 мм. Выбираем модель виброгрохота ВГ-1-2,9 с

Лист

12

производительностью до 20 т/ч и площадью просеивающей поверхности 5,4 м². Количество грохотов: → 1 шт.

Подбор ленточного конвейера. На ленточный конвейер поступает 16,25 т/ч. Выбираем конвейер – КЛС-2 с производительностью до 8 т/ч.

Количество транспортеров: → 2 шт.

Подбор скипового подъемника. Выбираем скиповый подъемник ПС-800К. Длина рельсового пути(13):

, м (13)

где: H – высота печи, м;

sinα – угол наклона рельсового пути, градусы.

м

Число скипов, загружаемых в час (14):

(14)

где: П_час – часовая потребность в сырье, т;

V_k – вместимость ковша, м³;

 - коэффициент заполнения (0,9);

ρ_нас – насыпная плотность дробленого материала равная 1,6 т/м³.

т/ч

Количество подъемников: → 2 шт.

Подбор винтового конвейера. Количество в т/ч - 13,37, а в м³/ч – 13,37/0,5=26,74. Выбираем модель ВК-219 с производительностью 18 м³/ч.

Количество подъемников: → 2 шт.

Подбор пластинчатого конвейера. Количество: → 2 шт.

Результаты подбора оборудования приведены в таблице 4.

Лист

13

Таблица 4 – Подбор оборудования

2.5 Нормы запасов и складирования материалов

Объем склада вычисляется по формуле (15):

(15)

где П_год – производительность в год;

С_н – число суток нормативного запаса;

к_з – коэффициент заполнения склада (0,9);

r_нас – насыпная плотность (для известняка крупного принимается равной 1,8 т/м³, для дробленного – 1,6 т/м³, а для комовой извести – 1,1 т/м³).

Объем склада для известняка:

м³

Для хранения известняка используются открытые склады,

образованные мостовыми грейферными кранами.

Лист

14

Объем склада для фракционированного известняка:

м³

Для хранения фракционированного известняка распространен открытый эстакадно-гравитационный склад хребтового типа.

Объем склада для комовой извести:

м³

Для комовой извести используют силосный склад. Склад состоит из трех силосов и одной галереи с ленточными конвейерами. Силос представляет из себя банку 6×15,8 м, изготовленную из монолитного ж/б.

2.6 Описание технологического процесса. Контроль и автоматизация производства

Контроль производства включает в себя три этапа: контроль качества сырьевых материалов, контроль параметров технологического процесса и контроль качества готовой продукции. Основные контролируемые параметры и методы их определения представлены в виде таблицы 5.

Таблица 5 – Технический контроль производства

Описание технологического процесса. На завод поступает известняк в виде камня размером 60-300 мм. Со склада сырья известняк поступает в

Лист

15

бункер, из которого он попадает на дробилку. Измельчение производится до фракции 120 мм. После чего с помощью ленточного конвейера раздробленный материал поступает в грохот. Материал рассеивается на фракции до 60 мм и 60-120 мм. Фракционированный известняк поступает на ленточный конвейер, в бункер (для каждой фракции предусмотрен бункер), после чего он по ленточному конвейеру попадает на скиповый подъемник и далее в печь. На заводе предусмотрены две шахтные печи с выносными топками, в одной из которых происходит обжиг известняка фракции до 60 мм, а в другой – 60-120 мм. При фракционном обжиге известняка получается равномерно обожженная известь. После обжига материал охлаждается в нижней части печи. Воздух после обжига подвергается очистке от пыли в циклонах, после чего дымососом выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. Осажденная в циклонах пыль винтовыми конвейерами транспортируется в бункер пыли. После охлажденная комовая известь на пластинчатом конвейере доставляется в элеватор и силосы

Лист

16

3 Мероприятия по охране и обеспечению санитарно-гигиенических условий труда и защите окружающей среды

3.1 Мероприятия по защите окружающей среды

В проектах на строительство предприятий должны быть разработаны мероприятия по охране окружающей среды (атмосферного воздуха, водоемов, почвы от загрязнения промышленными выбросами).

Отходящие дымовые газы печей, сушилок и другого оборудования должны очищаться от твердых частиц с помощью осадительных камер, циклонов, рукавных и электрофильтров. Любая схема газоочистки должна содержать рукавные и электрофильтры, с помощью которых достигается степень улавливания твердых частиц свыше 99%. Дымовые трубы должны иметь достаточную высоту, чтобы газы достигали приземного слоя далеко от них, когда вредные вещества уже рассеются до концентрации ниже предельно-допустимой. Все производственные стоки должны быть перед сбросом очищены от твердых частиц и растворенных веществ соответствующими механическими, физическими, химическими, физико-химическими или другими методами до предельно-допустимых. Предпочтительнее системы оборотного технологического водоснабжения.

Промышленные отходы и уловленные загрязняющие вещества должны быть утилизированы, а непригодные для повторного использования – надежно захоронены в местах, отведенными органами СЭС и коммунального хозяйства, способами, исключающими их распространение.

Почвы заводских и прилегающих к заводу территорий следует защищать от загрязнений и эрозионных разрушений путем санитарной очистки, устройство дождевого отвода, посева травы, посадки деревьев и кустарников. Озеленению должны подвергаться все свободные от застройки участки территории. Промышленные предприятия, являясь источниками производственных вредностей, должны быть, отделены от жилых районов санитарно-защитными зонами [8].

3.2 Мероприятия по охране и обеспечению санитарно-гигиенических условий труда рабочих

Размещение оборудования должно осуществляться с соблюдением необходимых проходов.

Лист

17

Особую опасность представляют движущиеся части оборудования. Поэтому для предотвращения травматизма они должны быть защищены сетчатыми или сплошными ограждениями. Оборудование должно иметь блокировку, исключающую случайный пуск во время обслуживания и ремонта, а также сигнализацию, блокировочные или предохранительные устройства при возникновении поломок, перегрузок, аварийных ситуаций во время работы. По всей длине пластинчатых конвейеров, элеваторов должны быть установлены аварийные выключатели так, чтобы с любого места можно было отключить эти машины.

Все токопроводящие части, доступные для случайного касания человеком, должны быть надежно защищены изоляцией. Все металлические части оборудования должны быть заземлены.

Источники образования пыли должны быть снабженными аспирационными и пылеулавливающими устройствами. Очистку запыленного воздуха необходимо осуществлять рукавными фильтрами или электрофильтрами. При больших объемах запыленного воздуха в качестве первой ступени очистки могут использоваться циклоны. Индивидуальная защита работающих от пыли должна осуществляться с помощью респираторов; герметичных очков и спецодежды из пыленепроницаемой ткани.

Оборудование, являющееся источником вибрации, должно быть установлено на пружинные или резиновые виброизоляторы на массивные фундаменты, изолированные от пола упругими прокладками.

Для борьбы с шумом должны применяться укрытия оборудования или рабочих площадок акустическими кожухами, облицовка помещений звукопоглощающими материалами, размещение источников шума в отдельных помещениях. Для индивидуальной защиты должны применяться противошумные наушники [9].

Лист

18

4 Технико-экономические показатели

4.1 Расчет потребности в рабочей силе

Таблица 6 – Штатная ведомость предприятия

Численность основных рабочих в сутки: 34.

Численность вспомогательных рабочих (40 % от основных): 13.

Общее количество служащих: 47.

Списочная численность производственного персонала: 47×1,33=62.

4.2 Основные технико-экономические показатели

Таблица 7 – Технико-экономические показатели завода

Трудоемкость выработки продукции определяют путем деления годового количества человеко-часов основных производственных рабочих на годовой выпуск продукции без учета вспомогательных производственных операций.

Производительность труда – это количество продукции, приходящейся в год на одного списочного рабочего.

год на одного списочного рабочего.

Лист

19

Список литературы

1. Монастырев, А. В. Производство извести [Текст] / А. В. Монастырев. – М. : Стройиздат, 1972. – 208 с.

2. Известь негашеная строительная // Продукция. – 2011 [Электронный ресурс]. URL: http://www.k-silikat.ru/lime.php (дата обращения 08.05.2011)

3. Цементный завод в Локтевском районе // Новости. – 2007 [Электронный ресурс]. URL: http://www.politsib.ru/news/?id=16988 (дата обращения 08.05.2011)

4. Химический состав известняка Неверовского месторождения // Известь. – 2002 [Электронный ресурс]. URL: http://www.izvestka.ru/chemical_lime.htm (дата обращения 08.05.2011)

5. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий по производству извести ОНТП – 10 – 85. – М. : Минстройматериалов, 1985. – 76 с.

6. Барсуков, С. В. Проектирование предприятий по производству извести [Текст] : методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Вяжущие вещества» для студентов специальности 29.06.00 (ПСК) / С. В. Барсуков ; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2005. – 52 с.

7. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества [Текст] : учеб. для вузов / А. В. Волженский. – М. : Стройиздат, 1986. – 464 с.

8. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

9. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

Лист

20

Содержание

Введение 1

1 Обоснование целесообразности строительства проектируемого производства 3

2 Технологическая часть 5

2.1 Расчет и обоснование мощности и режима работы предприятия 5

2.2 Выбор технологической схемы производства 6

2.3 Характеристика сырьевых материалов. Расчет материального баланса. 7

2.4 Расчет и подбор основного технического оборудования 10

2.5 Нормы запасов и складирования материалов 12

2.6 Описание технологического процесса. Контроль и автоматизация производства 13

3 Мероприятия по охране и обеспечению санитарно-гигиенических условий труда и защите окружающей среды 15

3.1 Мероприятия по защите окружающей среды 15

3.2 Мероприятия по охране и обеспечению санитарно-гигиенических условий труда рабочих 15

4 Технико-экономические показатели 17

4.1 Расчет потребности в рабочей силе 17

4.2 Основные технико-экономические показатели 17

Список литературы 18

Содержание 19

КП 270106.002.08 ПЗ

Изм

Кол.уч

Лист

№ док.

Подп

Дата

Разраб.

Мошкина С.С

Цех по производству комовой негашеной извести производительностью 65 тыс. т/год

Стадия

Лист

Листов

Пров.

Хижинкова Е.Ю

У

2

20

АлтГТУ, СТФ, гр. ПСК-81

Н. контр.

Хижинкова Е.Ю

Утв.

Хижинкова Е.Ю