книги из ГПНТБ / Никифорова, Н. М. Основы проектирования тепловых установок при производстве строительных материалов учеб. пособие для техникумов

91

Так как в расчете горения количество воздуха на горение и количество обра­ зовавшихся газов и водяных паров определены в м3, производим пересчет их на массу. При этом плотности воздуха р„, водяных паров р„.п и сухих газов f>t..ra= приняты соответственно 1,29; 0,8 и 1,3 кг/м3.

где О., — часовая производительность по высушенному материалу, С., = 10 000 кг/т, сы' — теплоемкость глины с остаточной влажностью 7%,

92

Теплосодержание теоретического процесса снижается на величину отрезка

С0Е:

Объем газовоздушной смеси при выходе из барабана за час.

Сопротивления газового тракта от топки до вентилятора, включая сопротив­ ление циклона, принимаем равным 800 н/м-. К установке принимаем циклон ЛИОТ № 9, модель Б. производительность 1000 м3/ч. Отсасывающий вентилятор серин ВР. Н. № 8 для производительности = 9300 м3/ч и с напором 800 н/м2. К. п. д. вентилятора 0,62, число оборотов в минуту 1000.

и суспензий

Большое распространение в производстве вяжущих материа­ лов — гипса, извести, доломита, магнезита, цемента — имеет обжиг кусковых, порошкообразных материалов и суспензий. В керамиче­ ском производстве шамот получают путем обжига глины.

93

На современных заводах, отличающихся высокой мощностью, для обжига материалов применяют исключительно печи непрерыв­ ного действия — шахтные, вращающиеся. Начинает внедряться наи­ более эффективный способ обжига порошкообразных материалов,

в«кипящем слое».

Вшахтных печах обжиг разнообразных материалов произво­

дится по принципу противотока, но с соблюдением индивидуального режима обжига, для чего применяют различные виды топлива и способы их сжигания в печах.

При низкотемпературном обжиге материалов сжигание топлива происходит в специальных топках полного горения, пристроенных к печам на уровне зоны обжига. Топки могут иметь любую конст­ рукцию в зависимости от рода применяемого топлива. Более высо­ котемпературный обжиг известняка при температуре 900—1200° С производится в печах пересыпного типа, в которых топливо сгорает в шахте, находясь среди кусков материала. В пересыпных печах используют только короткопламенное топливо—-кокс, антрацит. Если же предприятие располагает твердыми видами длиннопламен­ ного топлива и притом низкокалорийным — торфом, древесиной,, бурыми углями и некоторыми марками каменного угля, то шахтная печь оборудуется полугазовыми топками, где топливо сгорает ча­ стично, а в основном газифицируется с образованием полугенераторного газа.

При выходе из топок полугенераторный газ, имея уже высокую температуру и смешиваясь с сильно нагретым воздухом, следующим из зоны остывания печи, развивает при сгорании среди материала достаточно высокую температуру. Таким образом, шахтные печи с полугазовыми топками могут применяться для обжига извести на низкосортном длиннопламенном топливе.

■ Пересыпной способ отопления шахтных печей применяют и для получения цемента из природного мергеля. Обжиг пластичных мергелей и искусственной сырьевой смеси для производства цемен­ та осуществляется в шахтных печах в виде черного брикета. По­ следний формуется на пресс-бегунах из сырьевой смеси с добавкой в нее молотого топлива.

Для обжига глины на шамот применяют шахтные печи с газо­ вым отоплением, в которых шамот обжигается при температуре 1300—1350° С и не загрязняется золой. В качестве топлива приме­ няют как природный, так и генераторный газ. Глина подается в печь в виде плотной предварительно подсушенной валюшки, что обеспечивает устойчивую производительность печи и хорошие съемы. В целях, достижения равномерного обжига по поперечному сечению шахты пересыпные печи делаются круглого сечения, га­ зовые и полугазовые — эллиптического, причем подача газа в шах­ ту происходит с широкой стороны эллипса.

Шахтные печи имеют большую производительность благодаря полному использованию печного пространства, интенсивности теп­ лообмена, применению высоких давлений дутья и в некоторых слу­ чаях обогащению его кислородом, механизации обслуживания и

94

автоматическому регулированию обжига. Печи расходуют сравни­ тельно немного топлива, имеют высокий термический к. и. д. не­ большие капитальные затраты на постройку, так как не требуют здания. Размеры и показатели работы шахтных печей для обжига различных материалов даны в табл. 34.

Т а б л и ц а 34

Техническая характеристика шахтных печей

95

Все перечисленные виды материалов могут с успехом обжигать­ ся и во вращающихся печах. Последние наибольшее распростране­ ние получили для обжига цемента как по сухому, так и по мокрому способам производства.

Для низкотемпературного обжига, например гипса, применяют печи, работающие по принципу прямотока или противотока. Ма­ шиностроительные заводы не выпускают специальных вращающих­ ся печей для обжига гипса и извести. Функцию их для гипса вы­ полняют обычные сушильные барабаны, снабженные выносными топками полного сгорания топлива и имеющие смесительные каме­ ры для регулирования температурного режима обжига. Обжиг из­ вестняка происходит во вращающихся печах, выпускаемых для це­ ментной промышленности.

* Печь с циклонными теплообменниками.

96

В отдельных случаях вращающиеся печи используются для об­ жига мела в парфюмерном производстве.

Для высокотемпературного обжига цемента н керамзита при­ меняют протпвоточные вращающиеся печи со сжиганием топлива непосредственно в полости барабана факельным способом. Печи имеют высокую производительность, дают хорошее качество обжи­ га, представляют собой полностью механизированный агрегат с автоматическим регулированием процесса обжига. Применение к ним устройств для более полного использования тепла отходящих газов — конвейерных кальцинаторов, циклонных теплоутилизаторов и других устройств — способствует повышению термического к. п. д., снижению расхода топлива на обжиг, увеличению произво­ дительности. Имеется тенденция к распространению в ближайшие годы печей для производства цемента по сухому способу. Размеры

.и показатели работы вращающихся печей даны в табл. 35.

Для обжига гипса из молотой сырьевой муки большое распро­ странение получили варочные котлы. Несмотря на периодический принцип действия, современные жаротрубные варочные котлы от­ личаются большой емкостью, сравнительно короткими сроками варки и дают большую производительность при высоком качестве гипса. Они могут отапливаться любым видом топлива, сжигаемого под котлом в специальной топке.

Институтом «Гипростройматериалы» созданы проекты гипсова­ рочных котлов непрерывного действия, характеристика которых да­ на в табл. 36.

Установка по обжигу гипса в процессе размола в мельнице, а затем во взвешенном состоянии в потоке газов в обжиговой трубе состоит из нескольких аппаратов, основным из которых является

* Размеры без топки.

97

■ческой сушилкой. Так как для обжига материала требуется больше времени, чем для сушки, то рекомендуется применять шаровые мельницы вместо мелы-шц быстроходных: шахтных и аэробильных. Опыт эксплуатации установок с шахтными и аэробильными мельни­ цами показал, что в готовой продукции имеются недожженные час­ тицы двугидрата, поэтому его свойства не удовлетворяют ГОСТу.

Источником тепла для таких установок являются топочные га­ зы, смешанные с воздухом. Топливо рекомендуется применять газо­ образное во избежание засорения продукта летучей золой и сажей. Все оборудование, из которого комплектуется установка, является типовым и подбирается по каталогам в соответствии с производи­ тельностью проектируемого аппарата.

§ 2 . П ечи д л я о б ж и га ф о р м о в а н н ы х и зд е л и й

Основным видом формованных изделий, подлежащих обжигу, являются изделия строительной и тонкой керамики, а также огне­ упоры. В настоящем руководстве рассматриваются печи для обжи­ га изделий строительной керамики. В СССР туннельные печи по­ лучили наибольшее распространение после второй мировой войны. На большинстве заводов строительной керамики они пришли на смену однокамерным печам периодического действия. Обжигают в них изделия массового производства — фасадную керамику, кана­ лизационные трубы, керамические облицовочные плитки и плитки для полов, санитарно-строительную керамику. Их стали применять на новых заводах по производству кирпича и черепицы с отопле­ нием в основном на газообразном топливе. Реже применяют тун­ нельные печи с отоплением твердым топливом, подаваемым в зону обжига непосредственно на садку кирпича через топливные тру­ бочки.

Характерной особенностью туннельных печей является стацио­ нарность расположения отдельных зон обжига и передвижение че­ рез них обжигаемых изделий, расположенных на вагонетках. Садка изделий может быть выполнена разными, способами: установкой изделий рядами друг на друга, забором мелких изделий в капсели, на шамотных этажерках, расположением труб вертикально в один ряд, при обжиге труб разных диаметров — в «начинку» — труба в трубе. Во всех способах садка должна быть устойчивой, достаточно плотной, но в то же время хорошо проницаемой для газов.

Печи отапливаются газообразным и жидким топливом, сжигае­ мым в небольших камерных топках, встроенных в стенах зоны об­ жига. Для современных конструкций туннельных печей, созданных институтами «Росстромпроект», «Гипростройматерпалы», «ГИЭКИ», «Гипростром», характерны короткие сроки обжига, рав­ номерность его по поперечному сечению туннеля, сравнительно не­ большой расход топлива и высокий к. п. д., простота обслуживания, особенно при применении автоматического регулирования. Разме­ ры туннельных печей и показатели их работы при обжиге различ­ ных материалов приведены в табл. 37 и 38.

98

99