Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологические процессы, производства и оборудование. Учебное пособие
.pdf
19
конусных дробилках известь с размером кусков 3—5 мм. Известь
гасится паром, поступающим через пароподводящее устройство.
Продолжительность гашения, включая загрузку и выгрузку продукта,
составляет 30—40 мин.
После отсева непрогасившихся частиц известь направляется в
бункера или силоса для вылеживания (силосования), где процесс
гашения продолжается, что ведет к повышению качества материала.
При механизированном гашении извести в тесто кипелку предварительно измельчают в щековой дробилке до кусков с размером не
более 5 см и орошают на виброгрохоте горячей водой. Затем
материал поступает в гасильный бункер, где выдерживается 2 часа.
Окончательное гашение происходит в гасителе, куда поступает вода,
подогретая до 40—50°С.
Рис. 1.4. Технологическая схема производства гашеной извести
Из гасителя материал в виде известкового молока выливается на
виброгрохот. Крупные частицы поступают в бункер отходов, а
известковое молоко перекачивается для отстоя в железобетонные
чаны, которые имеют по 4 вертикальных фильтра — оцинкованных
трубы с отверстиями по всей высоте, заполненных крупным песком
и проходящих через днище чана. За время пребывания в чанах
(примерно 15—16 часов) избыточная вода уходит через фильтры, а
20
материал приобретает сметанообразную консистенцию с
влажностью 75%. Отстоявшаяся вода возвращается в технологию и
вновь применяется для гашения извести.
С и л и к а т н ы й к и р п и ч
На рис. 1.5 показана технологическая схема производства одного
из самых распространенных видов силикатных изделий — силикатного
кирпича по гидратной схеме, включающая добычу песка и известняка,
обжиг извести, размол извести-кипелки в шаровой мельнице,
гашение извести, приготовление известково-песчаной смеси,
прессование кирпичей, запаривание кирпича-сырца в автоклаве.
Важнейшая операция — прессование кирпича-сырца. От степени
уплотнения смеси в значительной мере зависят физико-химические
свойства продукта. На работу пресса и качество силикатно го
кирпича большое влияние оказывае т содер жание вла ги в
формуемой смеси. Оптимальная влажность массы — 6—7%. Недостаток влаги снижает ее пластичность, избыток ухудшает прессование. Для получения известково-песчаной смеси оптимальной
влажности она после гашения направляется на лопастной смеситель
или на бегуны для дополнительного увлажнения и перемешивания,
после чего поступает на пресс.
При прессовании смесь уплотняется, однако до определенного
предела, пока не проявляются упругие деформации, не исчезающие
после снятия давления и нарушающие структуру изделий. При формовании силикатного кирпича оптимальное давление 15-20 МПа.
Процесс формования автоматизирован, а на современных заводах
роботизирован. Наиболее распространены револьверные прессы,
представляющие собой трехпозиционные полуавтоматы с вращающимся столом. В первой позиции происходит заполнение двух форм
известково-песчаной смесью, во второй — прессование двух кирпичей, в
третьей — их выталкивание.
Отпрессованные изделия снимают с пресса, укладывают на
вагонетки и направляют в автоклав, вмещающий 12—13 тыс.кирпичей. Процесс запаривания, состоящий из загрузки вагонеток,
закрытия крышек, впуска пара, подъема давления, запаривания при
избыточном давлении 0,8—1,2 МПа, выпуска пара, открытия крышек
и выгрузки кирпича продолжается 10—14 ч. После выгрузки кирпичи
укладывают в штабеля на складе или сразу грузят в вагоны и
автомобили.
21
Рис. 1.5. Технологическая схема производства силикатного
кирпича по гидратной схеме
и измельчение массы на бегун ах; 3 - барабанный грохот для сортировки
песка; 4 - гасильн ый барабан; 5 - шнек; 6 - в есы; 7 - б ункер моло той и звести;
8 - сепаратор ; 9 - мельница; 10 - склад извести; 11 - дробилка; 12 - автоклав
1 - прессование к ирпича; 2 - перемешивание
:
1.2.3. П р о и з в о д с т в о п о р т л а н д ц е м е н т а и е г о
р а з н о в и д н о с т е й
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера и гипса, и твердеющее
в воде и на воздухе. Клинкер получают обжигом до спекания
сырьевой смеси состава, обеспечивающего преобладание в продукте
обжига высокоосновных силикатов кальция.
22
1.2.3.1. С ы р ь е в ы е м а т е р и а л ы п р и п р о и з в о д с т в е
ц е м е н т а , в ы б о р с п о с о б а п р о и з в о д с т в а
Основным сырьем для получения цементного клинкера являются
карбонатные (известняк, мел, известняк-ракушечник и др.) и
глинистые (глина, глинистый сланец, лесс и др.) породы. Содержания
карбонатных и глинистых пород в сырьевой смеси, как правило, – 75 –
80% и 20 – 25%.
В качестве железосодержащей добавки обычно используют
пиритные огарки с сернокислотных заводов, реже — колошниковую
пыль доменных печей. В качестве глиноземистой добавки применяют
богатые глиноземом маложелезистые глины или бокситы.
Кремнеземистой добавкой служат кварцевые пески, опоки, трепел.
Содержание оксидов в корректирующих добавках должно быть: для
железистых Fe2O3 – не менее 40%, для кремнеземистых SiO2 – не менее
70%, для глиноземистых А1
– не менее 30%. Большинство цементных
2О3
заводов использует железистые добавки.
Весьма перспективно использование в составе сырьевых смесей
техногенного сырья (доменные шлаки, нефелиновый шлам и др.).
Это позволяет не только утилизовать отходы других производств,
но и снизить расход топлива на обжиг, так как техногенное сырье
частично уже прошло тепловую обработку.
В цементной промышленности используют твердое, жидкое и
газообразное топливо.
В зависимости от технологических особенностей приготовления
сырьевых смесей различают три способа производства портландцемента: мокрый, сухой и комбинированный.
При мокром способе производства измельчение сырьевой смеси
производят в водной среде с получением шихты в виде тонкодисперсной сметанообразной водной суспензии — шлама. Обжиг ведут в
длинных вращающихся печах с внутрипечными теплообменниками.
При сухом способе сырьевую шихту готовят в виде тонко измельченного сухого порошка - сырьевой муки, поэтому перед помолом или в ходе его сырьевые материалы высушивают. Обжигают"
сырьевую муку в коротких вращающихся печах с запечными теплообменниками. При комбинированном способе производства сырьевую
смесь готовят по технологии мокрого способа в виде шлама, а затем
обезвоживают на фильтрах до влажности 16 – 18% и тонко измельчают
в дробилках-сушилках.
Каждый из способов производства имеет свои преимущества и
недостатки. Так, при мокром способе в присутствии воды облегчается
23
измельчение материалов, легче достигается однородность смеси,
надежнее и проще транспортировка шлама, лучше условия труда.
Однако при этом способе расход топлива на обжиг на 30 – 40% больше,
чем при сухом способе. Кроме того, необходимо использовать более
габаритные и соответственно металлоемкие печи, так как значительная
часть печного пространства выполняет функцию испарителя
механически примешанной воды из шлама.
Основное преимущество сухого способа производства — существенное снижение расхода теплоты на обжиг клинкера — до 3,4 – 4,2
кДж/кг по сравнению с 5,8 – 6,7 кДж/кг при мокром способе. Объем
печных газов (при одинаковой производительности печей) при сухом
способе на 35—40% меньше, чем при мокром. При сухом способе
производства снижается стоимость обеспыливания печных газов,
имеются лучшие возможности для использования теплоты
отходящих газов для сушки сырья, что позволяет снизить общий
расход топлива, но при этом усложняется технологическая схема.
Важнейшее преимущество сухого способа производства возможность
получения более высоких удельных съемов клинкера в печных
агрегатах.
К недостаткам этого способа следует отнести относительную
сложность корректировки состава шихты, повышение расхода
электроэнергии, а также увеличение количества единиц
технологического оборудования и усложнение схемы производства.
Одним из важнейших условий при компоновке основных агрегатов при проектировании заводов сухого способа является
стремление к наиболее полному использованию теплоты отходящих
газов, так как только в этом случае данный способ является
эффективным. В целом по технико-экономическим показателям
сухой способ превосходит мокрый. При использовании мощных
высокопроизводительных печей он обеспечивает снижение удельного
расхода топлива на обжиг клинкера примерно вдвое, рост годовой
выработки на одного работающего примерно на 40%, уменьшение
на 10% себестоимости продукции.
Комбинированный способ производства позволяет использовать
преимущества подготовки сырьевой смеси по мокрому способу и
одновременно снизить расход теплоты на обжиг. При этом способе
примерно на 30% уменьшается расход топлива и примерно на 10%
капитальные затраты по сравнению с мокрым способом, но на
15 – 20% повышается расход электроэнергии. Механическое удаление
воды при фильтрации шламов значительно усложняет
технологический процесс. В нашей стране этот способ пока не
24
нашел широкого применения.
Основными способами производства клинкера в мировой цементной промышленности остаются мокрый и сухой. Более распространен мокрый способ. На его основе выпускается около 70%
общего производства клинкера в мире. Однако в связи с ростом цен
на топливо в последние десятилетия постоянно возрастает доля
производства клинкера по сухому способу.
Выбор способа приготовления сырьевой смеси при проектировании новых предприятий или реконструкции действующих определяется целым рядом факторов, связанных не только с техникоэкономическими соображениями, но и со свойствами сырья, его
однородностью и влажностью, наличием топливной и энергетической базы в зоне строительства.
Основные отличия в технологических схемах мокрого
(рис. 1.6), комбинированного (рис. 1.7) и сухого (рис. 1.8) способов
производства проявляются на отдельных стадиях приготовления
сырьевой смеси.
Эти отличия определяют конкретные технологические операции
того или иного способа (дробление, тонкий помол, классификация,
гомогенизация и пр.) и то, какие типы оборудования используются для
их реализации. Заключительные этапы (охлаждение клинкера, помол
цемента) одинаковы для всех способов производства.
25
Рис. 1.6. Технологическая схема производства портландцемента мокрым
способом
26
Рис. 1.7. Технологическая схема производства портландцемента
комбинированным способом
27
Рис. 1.8. Технологическая схема производства портландцемента
сухим способом
1.2.3.2. Д о б ы ч а с ы р ь я , п о д г о т о в к а и о б ж и г
с ы р ь е в ы х ш и х т
Способ добычи определяется в основном физическими свойствами
сырья и глубиной его залегания. Твердые породы добывают
28
преимущественно с помощью буровзрывных работ, а мягкие — прямой
экскавацией.
Подготовка сырьевой смеси начинается с дробления сырьевых
материалов. Мягкое сырье дробят в одну стадию на валковых дробилках, а твердое — в 2 – 3 стадии. Поскольку мокрый способ предусматривает обязательное двухстадийное тонкое измельчение
(предварительное и окончательное), то в ряде случаев можно отказаться от дробления, в частности, если используется мельница
самоизмельчения «Гидрофол», которая принимает куски с размером
до 500 мм.
На заводах сухого способа дробление осложняется высокой
влажностью сырья (20 – 25%), поэтому применяют либо
предварительную сушку сырья, либо используют специальные
дробилки-сушилки.
Любой завод должен иметь запас сырья, обеспечивающий его
бесперебойную работу.
Т о н к о е и з м е л ь ч е н и е с ы р ь е в ы х
м а т е р и а л о в и к л а с с и ф и к а ц и я
Тонкое измельчение сырьевых шихт в цементной промышленности
ведут только в шаровых мельницах. При этом на данной стадии
осуществляется не только измельчение, но и эффективная
гомогенизация трех - четырехкомпонентной шихты. Степень тонкого
измельчения и однородность шихты во многом определяют
скорость и полноту тепловой обработки, качество получаемого
клинкера.
Используют двух-трехкамерные мельницы. При мокром помоле
вода интенсифицирует измельчение и перемешивание,
производительность возрастает в 1,5 – 2 раза по сравнению с сухим
помолом, а качество сырьевой смеси повышается.
Эффективный сухой помол возможен только для сухого материала. Если влажность материала превышает 0,5 – 1%, возникает
опасность «замазывания» мельницы. Поэтому помол совмещают с
сушкой, для чего используют отходящие из обжигательных печей
газы с температурой 150 – 200°С. Сырьевые шаровые мельницы,
работающие по сухому способу, имеют ряд конструкционных
особенностей. В них появляется дополнительная сушильная камера
длиной 1 – 1,5 м (первая по ходу материала), в которой нет мелющих
тел. Здесь материал только сушится, а измельчение за счет ударов
мелющих тел происходит в следующих камерах. Совмещение сушки
и помола интенсифицирует сушку, однако сам процесс
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]