Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Реферат/Курсовая Приготовление сырьевой муки при производстве цемента из переувлажненного сырья
Информация:
Тип работы: Реферат/Курсовая.
Добавлен: 27.04.13.
Год: 2012.
Страниц: 27.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
Содержание
Введение 5
1 Обзор литературных и патентных
источников6
1.1 Сырьевые
материалы для производства цемента
6
1.2 Общая
характеристика технологических
схем производства
портландцемента
9
1.3 Приготовление
сырьевой смеси 11
1.4 Технология
приготовления сырьевой муки
из переувлажненного сырья 16
1.5 Процессы
производства клинкера с использованием
мела 17
1.6 Оборудование
по переработке влажных сырьевых
материалов 21
2 Расчет состава сырьевой смеси
и материального баланса производства23
2.1 Методы
расчёта сырьевой смеси23
2.2 Расчет состава сырьевой смеси24
2.3 Материальный
баланс производства портландцементного
клинкера по сухому способу производства
из переувлажненного сырья 26
3 Характеристика
готовой продукции и области
ее применения29
Заключение 31
Список используемых источников 32
Введение
Цемент
— один из важнейших строительных материалов,
предназначенных для изготовления бетонов
и строительных растворов, скрепления
отдельных элементов (деталей) строительных
конструкций, гидроизоляции и др.
Цемент
представляет собой гидравлический
вяжущий материал, который после
смешения с водой и предварительного затвердения
на воздухе продолжает сохранять и наращивать
прочность в воде.
Наряду с расширением
ассортимента видов цемента развивается
и культура производства портландцемента, совершенствуется
оборудование цементных заводов, увеличивается
объем производства.
Цементная промышленность в настоящее
время вступила в такой этап развития,
когда техническое совершенствование
производства, рост выпуска цемента, повышение
технико-экономическ х показателей отрасли
должно в основном осуществляться путем
реконструкции и технического перевооружении
действующих цементных заводов.
Цементная промышленность
в настоящее время высокомеханизированна
отрасль народного хозяйства. На многих
заводах непрерывно модернизируется технологическое
оборудование, возрастает единичная
мощность производственных агрегатов
и заводов в целом, внедряются автоматизированные
системы управления технологическими
процессами [1]. Большинство заводов-производител й
цемента отдают предпочтение сухому способу
производства.
Конечно
специфика сырья, а именно его высокая
карьерная влажность, достигающая 30-33%,
может служить веским аргументом в пользу
мокрого способа. Это как раз и характерно
для Республики Беларусь, где среднегодовая
влажность мелов составляет 26%, а глин
примерно 20% [2].
Однако постоянный рост стоимости
углеводородного топлива (природного
газа) вызвал необходимость пересмотра
технической политики в области цементного
производства. Это касается в первую очередь
перехода на сухой способ обжига цементного
клинкера при использовании природного
сырья повышенной влажности (до 30-33%), что
еще совсем недавно считалось совершенно
нерациональным. Из-за достоинств с теплотехнической
точки зрения сухой способ (из сыревой
муки) характеризуется также меньшим объемом
печных газов (на 30-40%) при одинаковой производительности
печи, что влечет за собой более низкие
расходы на их обеспыливание [2].
1
Обзор литературных и патентных
источников
Цемент
– один из важнейших строительных материалов,
предназначенных для изготовления бетонов
и строительных растворов, скрепления
отдельных элементов (деталей) строительных
конструкций, гидроизоляции и др.
Портландцементом
(ГОСТ 10178 – 76) называется гидравлическое
вяжущее вещество, твердеющее как на воздухе,
так и в воде, получаемое путем совместного
тонкого помола портландцементного клинкера
и гипса, вводимого в качестве регулятора
сроков схватывания.
Клинкер - важнейший компонент цемента - получают путем обжига до спекания сырьевой
смеси, состоящей из карбонатных (75-80%) и глинистых (25-20%) пород и обеспечивающей в клинкере
преобладание высокоосновных силикатов
кальция [2].
1.1 Сырьевые материалы для производства
цемента
Для введения необходимых оксидов
СаО, SiO2, Al2O3 и Fe2O3
в состав цементного клинкера используют
в основном природное минеральное сырье - известняки
или мела, а также различные глины.
На сырье, используемое для производства
цемента, стандартов не существует, есть
только определенные ограничения по
содержанию MgO и SO3.
Карбонатные
породы. Для производства портландцемента
могут применяться все виды карбонатных
пород, в том числе чистые известняки, мел, ракушечники,
известковые туфы и природные
смеси известняков с глинами — мергели. Содержание СаО в карбонатном сырье колеблется
от 44 до 56, а в мергелях-натуралах – от
40 до 44 %. Наилучшим карбонатным сырьем
для цементной промышленности являются
мел, а также карбонатные породы с однородной
аморфной или мелкокристаллической структурой.
Нежелательно применять сильно доломитизированные
и загипсованные известняки. Наименее
желательны для цементной промышленности
известняки с явно выраженной кристаллической
структурой (мраморы), а также окремненные
известняки.
При измельчении
мрамора резко увеличивается расход
электроэнергии, кроме того, ухудшается
спекаемость клинкера. Кремнистые известняки,
в которых карбонатные породы пропитаны
водным кремнеземом, также имеют повышенную
прочность и трудно поддаются измельчению
из-за отдельных включений и прослоек,
состоящих почти полностью из халцедона.
По физическим свойствам карбонатные
породы делятся на мягкие, размучиваемые водой; мягкие
и средней твердости, не размучиваемые
водой; плотные.
К мягким,
размучиваемым водой породам
принадлежат мел, а также некоторые
разновидности мергелей. Мел и мягкие
мергели (в частности, подгоренские и
амвросиевские)
имеют относительно большую карьерную
влажность (от 15-20 до
30, а иногда
и до 37 %), легко разрабатываются в карьерах,
могут подаваться на завод гидротранспортом,
не требуют для измельчения большого расхода
электроэнергии, но вызывают повышенный
расход топлива при обжиге. Недостатком
этого вида сырья является и то, что в осенне-зимний
период оно смерзается и залипает, затрудняя
транспортировку всеми видами транспорта,
за исключением гидравлического.
Ракушечники
и туфы в воде, как правило, не
распускаются, карьерная влажность их
может в отдельных случаях достигать 10-15,
а иногда и 18 %. Они легко разрабатываются
и измельчаются.
Известняки
с мажущимися включениями – маложелательное
сырье, так как его переработка, особенно
в осенне-зимний период, крайне затрудняется
из-за смерзаемости и налипания. При измельчении
такого сырья в результате различной размалываемости
трудно добиться стабильности состава
шихты. Обычно оно перерабатывается мокрым
способом.
Плотные
известняки имеют низкую карьерную
влажность (от нескольких долей до 5-6 %),
обладают различной твердостью и прочностью [3].
Диоксид кремния и оксид алюминия
в сырьевую смесь вводят через
глинистое сырье. В общем случае глина
состоит из глинистой, неглинистой частей
и органических включений. В свою очередь,
глинистая часть, представляющая собой
кристаллические гидросиликаты алюминия,
подразделяется по преимущественному
содержанию соответствующих минералов
на следующие разновидности: каолинитовые,
галлуазитовые, монтмориллонитовые и
гидрослюдистые.
К каолинитовым глинам относятся глины,
содержащие в основном каолинит Al2O3
· 2SiO2 · 2H2O, имеющий сложную
структуру. Общая формула каолинитовой
глины имеет вид Al4(OH4)8[Si2O5].
Каолинит мало набухает и плохо диспергируется
в воде. Удаление кристаллизационной воды
протекает в одну стадию при температуре
около 500°С. Удельная поверхность его находится
в пределах 15 м2/г.
Галлуазитовые глины содержат в своем
составе не только галлуазит Al2O3
· 2SiO2 · 4H2O, но и метагаллуазит
и ферригаллуазит. В этих минералах каолинитовые
слои расположены беспорядочно относительно
друг друга. Кристаллизационная вода удаляется
при термообработке в две стадии, о чем
свидетельствуют два эндотермических
эффекта на кривой ДТА. Первый эндоэффект
с минимумом при 125°С, а второй, связанный с удалением остатков
более прочно связанной воды, - при 580°С. Удельная поверхность такой глины
более развитая, чем у предыдущей, и составляет
порядка 40 м2/г.
К монтмориллонитовой группе относятся
монтмориллонит Al2O3 · 4SiO2
· пH2O, бейделит, нонтронит. Кристаллизуется
монтмориллонит в виде очень мелких частичек,
образующих скопления с размытыми очертаниями.
Такая дисперсность глинистых частичек
обусловила и гораздо большую удельную
поверхность природных алюмосиликатов,
достигающую 800 м2/г. Данная удельная
поверхность положительно скажется на
скорости твердофазового взаимодействия
в сырьевой смеси, но в то же время при
мокром способе производства цемента
это повлечет за собой повышенную влажность
сырьевого шлама. Кроме того, высокая дисперсность
глинистых частиц обуславливает наличие
тонких пор и нахождение в них цеолитной
воды, имеющей большую энергию связи с
кристаллической решеткой алюмосиликата.
В результате относительно слабосвязанная
вода из монтмориллонита удаляется в две
стадии при сравнительно низкой температуре - 160
и 210°С, а цеолитная - только при 750 и 780°С.
Гидрослюды представлены следующими
глинистыми минералами: монотермитом,
иллитом, глауконитом. Все они являются
промежуточными соединениями между минералами
каолинитовой группы и слюдами, т. е. они
представляют собой продукты неполной
каолинитизации слюд. Эти глинистые минералы
не набухают, удельная поверхность их
лежит в пределах 100 м2/г. Гидрослюды
являются одними из самых подходящих для
цементной промышленности по сравнению
с другими мономинеральными природными
алюмосиликатами.
Однако чаще всего глинистое
сырье представляет собой смесь
различных глинистых минералов.
Нежелательны в глинах крупные зерна
кварца, полевого шпата и слюд.
Кроме карбонатного и глинистого компонентов,
на которые припадает свыше 90% сырьевой
смеси, практически всегда используют
и железосодержащие корректирующие
добавки. Традиционными видами корректирующей
добавки являются пиритные (колчеданные)
огарки, колошниковая пыль, пыль газоочистки,
характеризующиеся довольно высоким (не
менее 75%) содержанием оксидов железа [2].
Для производства цемента используют
в качестве сырья побочные продукты
и отходы других отраслей промышленности.
Причем их применяют как в виде
основных компонентов, так и модифицирующих
добавок. Наиболее широко используют доменные
гранулированные, электротермофосфорны
шлаки, топливные шлаки и золы, нефелиновый
шлам, глиносодержащие отходы. На цементных
заводах Беларуси из перечисленных отходов
используют преимущественно доменные
шлаки.
Доменные
шлаки образуются при выплавке чугуна
вследствие полного расплавления железной
руды и флюса в восстановительной среде.
Белорусские цементные заводы используют
преимущественно доменный граншлак завода
«Азовсталь» (Украина) следующего химического
состава (мас. %): SiO2 - 36,9; Al2O3 - 10,5; CaO - 45,9; MgO - 2,9; MnO - 2,07; S - 1,59. Температура плавления его лежит
в пределах 1200-1400°С.
Доменные шлаки чаще всего используют
в качестве активной минеральной
добавки, при помоле цементного клинкера,
а в ряде случаев и в виде
сырьевого компонента вместо глины
и части карбонатного компонента. В зависимости
от режима охлаждения различают доменный
гранулированный шлак, в котором преобладает
стекловидная фаза, образующаяся вследствие
резкого охлаждения расплава. При медленном
охлаждении расплав застывает, образуя
стеклокристаллически продукт, обладающий
низкой гидравлической активностью.
Минералогический состав шлаков представлен
в основном силикатами и алюмосиликатами
кальция.
Гидравлическая активность доменного
гранулированного шлака при содержании
в нем MgO до 10% оценивается при помощи коэффициента
качества (K), определяемого по формуле:
;
при содержании
MgO более 10%:
.
В зависимости от величины коэффициента
доменные гранулированные шлаки
подразделяются на 3 сорта со значением K
соответственно 1,65; 1,45 и 1,20.
Высокоосновные доменные гранулированные
шлаки, содержащие преимущественно стеклофазу,
гидратируются быстрее закристаллизованных
медленноохлажденных. Высокая внутренняя
химическая энергия стеклофазы обеспечивает
такому шлаку повышенную растворимость
и последующее образование кристаллогидратов.
Гранулированный шлак близок по составу
портландцементной сырьевой смеси
и в связи с тем, что он не содержит СаСО3,
требующий затраты большого количества
тепловой энергии на разложение, его выгодно
использовать в качестве сырьевого компонента.
Это обусловлено и тем, что в качестве
кристаллических фаз в шлаке присутствуют
минералы, близкие по составу минералам
цементного клинкера. К сожалению, доменный
молотый шлак при мокром способе производства
цемента вызывает загустевание сырьевого
шлама.
Наряду с вышеуказанными побочными
продуктами в ряде случаев эффективно
применение специально вводимых добавок,
которые либо обеспечивают интенсификацию
процесса обжига сырьевой смеси, либо
могут придавать определенные свойства
цементам. В первом случае такие добавки
называют минерализаторами, в качестве
которых могут использоваться фторид
кальция, гексафторсиликат натрия. Перспективным
минерализатором может быть шлам станции
нейтрализации ОАО «Гомельский химический
завод», состоящий в основном из солей
плавиковой, гексафторкремниевой и ортофосфорной
кислот. Минерализаторы могут снизить
температуру обжига клинкера на 100-150°С,
что позволит увеличить компанию вращающейся
печи [2].
1.2
Общая характеристика технологических
схем производства портландцемента
В настоящее время производство
портландцемента осуществляют по трем
способам: мокрому, сухому и комбинированному
(полусухому). Каждый из них обладает
как достоинствами, так и недостатками.
На выбор способа производства влияет
целый ряд факторов, и в первую очередь
теплоэнергетический и карьерная влажность
сырьевых материалов [2].
Мокрый способ производства цемента
рекомендуется использовать при
влажности сырья выше 15%. Он включает
следующие основные стадии:
- добыча и доставка на завод сырья;
- получение шлама размучиванием в воде
сырьевых материалов (карбонатного, глинистого);
- помол сырья в водной среде;
- корректирование состава сырьевого
шлама;
- обжиг шлама во вращающейся печи;
- помол цементного клинкера совместно
с гипсом и минеральными добавками.
Достоинством мокрого способа
производства являются меньшие энергетические
затраты на стадии помола сырьевого шлама,
что обеспечивает экономию электроэнергии
в количестве примерно 10 кВт·ч на каждой
тонне сырья по сравнению с сухим помолом.
Не менее важным преимуществом этого способа
является и достижение большей однородной
сырьевой смеси в виде водной суспензии,
что является залогом получения более
высококачественного клинкера. Санитарно-гигиеничес ие
условия из-за меньшего количества тонкодисперсной
пыли гораздо лучше на заводе, работающем
по мокрому способу. И, наконец, капитальные
затраты на строительство такого завода
значительно ниже по сравнению с заводом
сухого способа производства.
Однако несмотря на то, что приведенные
достоинства представляются весьма существенными,
тем не менее, мокрый способ из-за большего
расхода теплоты и резкого роста цен на
углеводородное топливо в последние годы
стал неконкурентоспособны по сравнению
с сухим способом получения портландцемента.
Сухой способ производства характеризуется
рядом общих технологических
стадий с мокрым, а именно: добыча и
доставка на завод сырьевых материалов,
помол цементного клинкера с добавками.
В то же время ряд технологических операций
имеют существенно иное аппаратурное
оформление, что неизбежно накладывает
свой отпечаток на их протекание. К их
числу относится термообработка сырьевой
муки в запечных теплообменных устройствах,
сам обжиг в коротких вращающихся печах.
Проводя технико-экономическу оценку
сухого способа производства портландцемента
необходимо отметить, что кроме достоинств
с теплотехнической точки зрения он характеризуется
также меньшим объемом печных газов (на
30-40%) при одинаковой производительности
печи, что влечет за собой более низкие
расходы на их обеспыливание.
В то же время сухому способу производства
присущи следующие недостатки: боле
сложное технологические оборудование
(каскад циклонных теплообменников
с декарбонизатором), высокая чувствительность
к наличию в обжигаемом материале и золе
топлива щелочей и хлоридов, что приводит
к козлованию газоходов в запечных теплообменных
устройствах, меньшая однородность сырьевой
муки.
Резюмируя вышеизложенное, следует
отметить, что сухой способ благодаря
своей теплотехнической экономичности
во всем мире является преобладающим
и вытеснение им мокрого способа
продолжается, в том числе и
в Беларуси.
Комбинированный
способ производства цементного клинкера
в цементной промышленности не получил
широкого распространения. Он известен
в двух вариантах. По первому варианту
комбинированный способ основывается
на мокром способе производства. Сущность
его состоит в следующем. Как и по мокрому
способу, готовят сырьевой шлам, который
затем частично обезвоживают на непрерывно
работающих фильтр-прессах до 16-18% менее
энергоемким (механическим) способом,
после продукт гранулируют и направляют
во вращающуюся печь на обжиг. Основным
недостатком этого технологического процесса
является неустойчивая работа фильтр-пресса,
что не обеспечивает постоянство влажности
коржей и ведет в конечном итоге к образованию
гранул, сильно отличающихся размерами
и прочностью. Этот вариант технологии
обычно используют тогда, когда сырьевые
материалы имеют высокую карьерную влажность.
Другой
вариант комбинированного способа
производства цемента более подходит
для случая, когда сырье имеет относительно
низкую влажность. В этом случае получают
сырьевую муку по сухому способу, а затем
на тарельчатом грануляторе увлажняют
ее до 12-15% и закатывают в гранулы, после чего
направляют на обжиг. Недостаток этого
варианта очевиден, т. к. он состоит в нелогичности
технологических операций - сушки сырьевых материалов, а затем увлажнения
полученной из них муки [2].
1.3
Приготовление сырьевой смеси
1.3.1 Приготовление сырьевой смеси с порционной
корректировкой. Мокрый способ производства. Принципиальная схема приготовления
сырьевой смеси мокрым способом из известняка,
глины и огарков (наиболее распространенный
вариант) [4].
Известняк
после грубого двухстадийного дробления
на заводе или непосредственно на карьере
поступает на объединительный склад, оборудованный
грейферными кранами, или прямо в бункеры
сырьевых мельниц, минуя склад. Глину после
дробления в валковых дробилках и диспергирования
в глиноболтушках или роторных мельницах-мешалках
подают в сырьевые мельницы. Часть глиняного
шлама направляют в один из вертикальных
шламбассейнов в качестве корректирующего.
Огарки поступают непосредственно на
объединительный склад, а оттуда в бункеры
сырьевых мельниц.
Приготовление сырьевой смеси порционным
корректированием мокрым способом приведена
на рис. 1.1
1, 2, 3 — дробилки; 4 – глиноболтушка;
5 – грейферный ран; 6 – насос; 7 – бункера-дозаторы;
8 – мельницы; 9 – вертикальные шламбассейны;
10 – горизонтальный шлам- бассейн
Рисунок 1.1 – Приготовление сырьевой
смеси порционным корректированием
мокрым способом
Известняк и огарки дозируют тарельчатыми,
а глиняный шлам – ковшовыми питателями.
Погрешность дозировки компонентов перед
помолом не превышает
4-5 %. Так как количество огарков, поступающих
в мельницу, невелико по сравнению с количеством
остальных компонентов, их дозировка весьма
ненадежна. В связи с этим на ряде заводов
из огарков и глины приготовляют глино-огарочный
шлам, который хранят в вертикальных шламбассейнах
и подают в ковшовый питатель сырьевых
мельниц самотеком.
Для размола
сырья в настоящее время вместо
применявшихся ранее трехкамерпых
мельниц диаметром 2,2-2,6 м применяют двухкамерные
большого диаметра (3-4 м), оборудованные
специальной сортирующей бронефутеровкой.
Принцип действия сортирующей бронефутеровки
состоит в распределении мелющих тел по
убывающим размерам по длине мельницы.
Такая сортировка позволяет осуществить
принцип: чем тоньше измельчен продукт,
тем мельче мелющие тела. Это повышает
производительность мельницы. Преимуществом
мельниц большого диаметра является их
производительность, позволяющая сократить
в 2-3 раза количество мельниц и уменьшить
объем строительных работ. Кроме того,
крупность частичек для питания мельниц
большого диаметра составляет 15-20 мм против
8-10 мм для мельниц малого диаметра, что
исключает третью стадию дробления и удешевляет
его.
В последнее
время на ряде заводов применяют
двухстадийный помол, при котором на первой
стадии используют стержневые мельницы.
Стержневая мельница подготавливает материал
к последующему помолу в короткой трубной
мельнице, здесь он измельчается
до размеров 0,8-1,4 мм. Устанавливать классификатор
не нужно, так как опасность попадания
крупных частичек известняка или кварца
в печь устраняется. Стержневые мельницы
имеют большую производительность. Одна
такая мельница может обслужить несколько
трубных. Можно также загружать стержни
в первую камеру многокамерной трубной
мельницы (во вторую и третью камеры загружаются
шары и цильнебс). Некоторые заводы работают
на мягком сырье (мел, мягкий мергель),
то для предварительного помола устанавливают
мельницы самоизмельчения «Гидрофол»,
процесс помола в которых происходит очень
эффективно. В мельницу можно загружать
материал в виде кусков размером до 500мм. «Гидрофол»
может обслуживать две шаровых мельницы.
Размолотый шлам подается в вертикальные
корректировочные шламбассейны для порционной
корректировки, т. е. подачи шлама в бассейн,
его перемешивания, определения химического
октава, введения необходимой порции корректирующего
шлама, вторичного перемешивания и выпуска
готового шлама в горизонтальные шламбассейны.
Критерием готовности шлама является
соответствие его характеристик заданным.
Сухой способ производства. Известняк и
глина после предварительного дробления
поступают на усреднительный склад,
куда подают и огарки. Дальнейшая подгтовка
сырьевых материалов при сухом способе
производства предусматривает процесс
их сушки.
В настоящее время как у нас, так и
за рубежом прослеживается тенденция
к совмещению процессов мелкого дробления
и помола с сушкой. Если влажность сырья не превышает
8 %, оно может поступать на помол без предварительной
подсушки. Если же влажность сырья больше,
его необходимо подсушивать в дробилках,
ударно-отражательны мельницах или сушильных
барабанах. Окончательную сушку совмещают
с помолом в мельницах с центробежными
сепараторами или в мельницах с проходными
сепараторами дымовыми газами с температурой
300-325 °С.
Однако при сухом помоле наиболее
целесообразно применять мельницы
бесшарового измельчения. При бесшаровом измельчении
в мельнице системы «Аэрофол» куски измельчаемого
материала выполняют роль измельчающих
тел. В такой мельнице совмещены процессы
мелкого дробления, сушки и помола в замкнутом
цикле с центробежным или проходным сепаратором [4].
Технологическая схема
приготовления сырьевой смеси сухим способом приведена
на рисунке 1.2.
1, 2 – дробилки;
3 – вальцы; 4 – грейферный крап; 5 – сушильный барабан;
6 – бункера-дозаторы; 7 – мельницы; 8
– сепараторы; 9 – циклоны; 10 – корректировочные
силосы; 11 – силосы для храпения откорректированной
муки.
1.2 – Технологическая схема
приготовления сырьевой смеси сухим способом
1.3.2 Поточная схема приготовления
сырьевой смеси. Поточная схема приготовления сырьевой
смеси разработана для мокрого и сухого
способов.
По схеме (рисунок 1.3) известняк после
двухстадийного дробления поступает на
склад для усреднения, где его укладывают
в два штабеля вместимостью 10-20 тыс. тонн.
Глиняный шлам, приготовленный на карьере,
подают в специальные горизонтальные
шламбассейны. Весовые дозаторы отвешивают
точное количество твердых компонентов
(известняка, огарков), которые подают
совместно с отмеренным количеством глиняного
шлама на помол в трубные мельницы, откуда
готовый шлам поступает в горизонтальные
шламбассейны на усреднение и хранение.
1, 2 – дробилки; 3 – питатель; 4 – бункера-дозаторы;
5 – мельницы; 6 – гидроциклон; 7 – горизонтальный
шламбассейн с двойным поточным корректированием;
8 – глиноболтушка
Рисунок
1.3 – Приготовление сырьевой смеси
в потоке мокрым способом
При сухом
способе (рисунок 1.4) осуществляется предварительное
усреднение дробленых материалов на усреднительном
складе, дозировка (по массе) перед мельницами
для одновременной сушки и помола и усреднение
муки в силосах. Если для помола применяют
мельницы «Аэрофол», куда сырье подают
в кусках размером 250 мм, производится
двухстадийная дозировка (первая – перед
мельницей «Аэрофол», а вторая, более точная,
– перед домолом в шаровой мельнице).
Главными
требованиями к приготовлению сырьевой
смеси в потоке являются:
- точная
дозировка (по массе) компонентов. При
этом следует учитывать, что дозировка
шламов (муки) дает в 8-10 раз меньшую погрешность,
чем дозировка кускового сырья;
- промежуточной
сырьевой муки должно быть столько, чтобы
количество его, подаваемое в течение
часа, было в десятки раз меньше, чем количество
шлама (муки) в бассейне (силосе). Это обеспечит
достаточно постоянный состав усредненного
шлама (муки);
- анализ
сырьевых материалов экспресс-методами;
- интенсивное
перемешивание шлама (муки) в бассейнах
или си-лосах-усредиителях
Большое
значение при поточной корректировке
имеют усредпительные склады, осуществляющие
предварительную гомогенизацию сырья.
Предварительная гомогенизация может
быть двух типов: совместная – для всех
компонентов сырьевой смеси и раздельная
– гомогенизация каждого компонента отдельно.
Раздельная гомогенизация предпочтительнее,
поскольку различный зерновой состав
компонентов и их физические свойства
могут стать причиной расслаивания и нарушения
химического состава смеси.
Гомогенизируют
материал после первичного дробления
с крупностью кусков до 25 мм. Чаще всего
предварительной гомогенизации подвергают
основной компонент сырьевой смеси –известковый,
химический состав которого подвержен
наибольшим колебаниям. Желательно также
проводить предварительную гомогенизацию
глин и мергелей.
Гомогенизацию
проводят в открытых или закрытых
складах. Для автоматического управления
процессом приготовления смеси на складах
создают несколько штабелей [4].
Приготовление сырьевой муки
сухим способом с двойным корректированием представлено
на рисунке 1.4.
1, 2 – дробилки; 3 – бункера-дозаторы;
4 – мельницы; 5 – сепараторы; 6 – циклоны,
7 – силосы для хранения откорректированной
муки
Рисунок 1.4 – Приготовление сырьевой муки
сухим способом с двойным корректированием
Для регулирования состава смеси
и управления дозирующими устройствами
применяют счетно-решающие машины. Способы
регулирования можно разделить на четыре
группы: 1) система стабилизации, 2) синхронное
управление; 3) управление по тенденции;
4) интегральное управление.
При системе стабилизации поддерживается постоянное
точное соотношение между дозируемыми
компонентами, что возможно лини, и том
случае, когда химический состав поступающих
материалов остаётся постоянным в
течение достаточно длительного времени.
При синхронном управлении состав компонентов не
должен быть строго постоянным. Однако
перед дозировкой следует провести химический
анализ, поэтому перед дозаторами необходимо
устанавливать емкости. Причем период
пребывания материала в емкости должен быть не меньше,
чем период запаздывания системы регулирования
(т. е. отбора, доставки и анализа проб,
произведения расчёта и регулирующего
воздействия). Если это не соблюдается,
работа системы нарушается.
При управлении по тенденции анализы производят уже
после дозировки и измельчения. Поэтому
регулирующий импульс запаздывает и приходится
удовлетвориться лишь тем, что определяется
тенденция, в которой должен изменяться
химический состав смеси. Хотя этот способ
самый простой, однако необходимо предварительно
хорошо усреднить сырье.
При интегральном управлении химический состав смеси
устанавливают не на данный конкретный
момент, а на какой-то относительно длительный
период времени применительно к большому
количеству смеси. Смесь усредняется в
большой емкости, в ходе заполнения которой
данные многочисленных анализов смеси
и ее объемов суммируются и в каждый момент
можно установить средний состав. Этот
средний состав все больше приближается
к требуемому так как дозировка изменяется
каждый раз в нужном направлении. Такой
метод наиболее предпочтителен на заводах,
работающих по мокрому способу.
На заводах, работающих по сухому способу,
желательно комбинировать управление
по тенденции и интегральное управление.
Поточная корректировка производится
либо по титру, либо по коэффициенту насыщения
(КН) [4].
1.4
Технология приготовления сырьевой муки
из переувлажненного сырья
Процесс
приготовления сырьевой муки включает:
измельчение (грубое и тонкое), дозировку,
смешивание сырьевых компонентов
и корректировку химического состава
сырьевой смеси, гомогенизацию откорректированной смеси
и подачу ее на обжиг [2].
На рисунке
1.5 представлена технологическая схема
сырьевого цеха, рассчитанного на использование
мела со среднегодовой влажностью 25%, глины
(мергелей) – 15-20%, а также высокоалюминатной
золы ТЭЦ и пиритных огарков.
Мел доставляется
автотранспортом в крытый склад,
откуда питателем 1, а затем конвейером
2 направляется в камневыделительные вальцы
3 для удаления каменистых включений. Очищенный
мел в дальнейшем дозатором 4 и ленточным
конвейером 5 подается в двухвальную зубчатую
дробилку 6, где производится грубое дробление
больших кусков мела, которые затем ленточным
конвейером 7 направляются в аппарат совмещеного
действия – дробилку-сушилку 8. В ней за
счет теплоты отработанных дымовых газов,
подаваемых из цеха обжига, происходит
среднее измельчение мела. Пылегазовая
смесь подвергается очистке в циклоне
9. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу,
а уловленный продукт собирается в бункер
10. Тонкий помол мела осуществляется в
трубной мельнице 12, куда он поступает
из бункера 10 с помощью дозатора 11.
Аналогичную подготовку проходит и
глинистый компонент, подаваемый со
склада питателем 19, затем системой
ленточных конвейеров 20, 22 и дозатором
21 в двухвальную зубчатую дробилку
23.
Рисунок 1.5 – Технологическая
схема приготовления сырьевой муки из
переувлажненного сырья
В нее
также на совместное измельчение
подается со склада зола ТЭЦ и пиритные
огарки. Измельченная сырьевая смесь затем
ленточным конвейером 24 направляется
в сушилку-дробилку 25, где в качестве теплоносителя
служат дымовые газы, поступающие из цеха
обжига. Отделение молотого продукта также
осуществляется в циклоне 26, из которого
продукт направляется в бункер 27, а затем
на совместный тонкий помол с мелом в трубную
мельницу 12.
Помол сырьевой
муки производится по замкнутому циклу
с использованием сепаратора 13, крупка
из которого возвращается на домол в мельницу
12. Выделение годной фракции сырьевой
муки из аспирационного воздуха осуществляется
в рукавном фильтре 14.
Уловленный продукт ленточным
конвейером 15, а затем элеватором
16 и шнековым конвейером 17 направляется
в усреднительный силос 18, где производится
корректировка состава сырьевой муки
на основании предварительно полученных
результатов химического анализа. После
усреднения сырьевая мука элеватором
направляется на обжиг [2].
1.5
Процессы производства клинкера с использованием
мела
Как известно мел характеризуется высокой
влажностью (25-36%). К настоящему времени
известны семь различных способов производства
портландцементного клинкера на основе
мела в зависимости от обжигового агрегата
в соответствии с рисунком 1.2 [5].
а)
шлам
кек
б)
б)
сырьевая мука
в)
С
сырьевая
мука
г)
сырьевая
мука
д)
сырьевая
мука
мука
е)
сырьевая
сырьевая
мука
ж)
а) – классический
мокрый способ с использованием длинной
вращающейся печи; б) – полумокрый
способ с использованием печи Lepol; в) –
полумокрый способ с использованием печи
с 2-ступенчатым тепообменником; г) – полумокрый
способ с фильтрацией в камере и печью
с 3-ступенчатым теплообменником; д) –
полусухой способ с печью с 3-ступенчатым
теплообменником; е) – сухой способ с потреблением
внешнего тепла и печью с 5-ступенчатым
теплообменником; ж) – полумокрый способ
с мембранной фильтрацией и печью с 4-ступенчатым
теплообменником
Рисунок 1.6 –
Известные способы производства цемента
из мела
Рассмотрим компактные печные системы
в), г), д) и ж). Отходящие газы печной
системы используются в качестве источника
тепла для сушки сырья. Для того, чтобы
иметь достаточное количество этого тепла
после циклонного теплообменника, эффективность
последнего следует ограничить путем
уменьшения количества ступеней циклонов.
После выхода из последней ступени достаточно
горячие технологические газы подаются
в сушилку-дробилку, откуда они выносят
сырье и доставляют его во флэш-сушилку.
Здесь сырье окончательно высушивается.
Затем материал выделяется из потока газа
в циклонных сепараторах и направляется
в теплообменник. Сушилка- дробилка с флэш-сушилкой
работает в непрерывной взаимосвязи с
печью. В сушилке-дробилке материал измельчается.
Там материал распределяется по всему
поперечному сечению входящего потока
горячего газа. Таким образом, подаваемый
на сушку материал уже должен быть тонкоизмельченным.
Чем выше содержание влаги в сырье, тем
больше на его сушку требуется тепла и
тем меньше может быть установлено ступеней
циклонного теплообменника. Сушильная
система «дробилка-сушилка/фл ш-сушилка»
обладает несколькими замечательными
свойствами. Она не только действует как
сушилка, но способна гомогенизировать
сырьевую смесь и очищать газ. Флэш-сушилки
используются как с сепараторами, так
и без них.
Полумокрый процесс с 2-ступенчатым теплообменником
(в). Здесь
отходящие печные газы после двухступенчатого
теплообменника используются для сушки
шлама, содержащего 34-36% влаги, во флэш-сушилке.
Фильтрация для механического обезвоживания
шлама не рассматривалась, во-первых во
избежание дополнительных затрат и, во-вторых,
из-за того, что мел с относительно низким
содержанием хлоридов не требует их удаления
с помощью воды.
Полумокрый процесс с использованием
камерного фильтра и 3-ступенчатого циклонного
теплообменника (г). Высокое содержание в меле хлорида из-за
проникновения карьерной воды заставило
руководство завода Laegerdorf еще в 60-е гг.
использовать фильтрацию.
Вследствие
указанной особенности заводского
карьера в 1995 году сохранили уже
существующую систему фильтрации. При
промывке водой с малым содержанием хлорида
и последующей фильтрации был обеспечен
уровень удаления из мела соли более 60%.
Относительно низкий расход в варианте
г) является лишь приятным побочным эффектом.
С точки зрения технологического процесса
решающим фактором при определении метода
подготовки сырья явилась ситуация в карьере.
Появившееся
сложности и недостаток опыта
эксплуатации фильтрпрессов привели к
необходимости провести некоторую модификацию
технологии. Так, сегодня часть сырья подается
во флэш-сушилку в виде шлама ( около 15%
по сухому веществу). Оставшаяся часть
по-прежнему подается в процесс в виде
фильтр-кека. Таким образом, можно сказать,
что используется комбинация в) и г).
Опыт
показывает, что чем выше чистота
мела (содержание CaCO3), тем труднее
работать с материалом, получаемым в камерных
фильтр-прессах. Это, конечно, отрицательно
отражается на его поведении при складировании
и транспортировке. Например, если мел
содержит 98% карбоната кальция, то в отношении
фильт и т.д.................
