Teplomarcet.ru

Про Тепло дома
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способ концентрации щелочей в цементной пыли при обжиге клинкера

Способ концентрации щелочей в цементной пыли при обжиге клинкера

Изобретение относится к технологии цементного производства и может быть использовано в производстве строительных материалов, калийных удобрений и других отраслях промышленности. В способе концентрации щелочей в цементной пыли при обжиге клинкера осаждение и улавливание цементной пыли ведут в последовательно размещенных осадительной камере при температуре 380 — 400 o C и в электрофильтре при температуре 180 — 220 o C, причем цементную пыль из осадительной камеры возвращают в обжиговую печь, а обогащенную щелочами пыль из электрофильтра используют в качестве щелочесодержащего продукта. Способ позволяет концентрировать щелочные компоненты в выделяемой части цементной пыли и использовать ее в качестве готовой продукции или сырья для дальнейшей переработки. 3 табл.

Изобретение относится к технологии цементного производства и может быть использовано в производстве строительных материалов, калийных удобрений и других отраслях промышленности.

Известен способ выделения щелочей при обжиге щелочесодержащих компонентов, при котором щелочи возгоняются и удаляются с отходящими газами в очистные устройства (Позин М.Е. Технология минеральный солей. -Химия, 1970, с. 182). При охлаждении отходящих газов продукты возгонки выделяются совместно с пылевидными частицами. Данный способ по технико-экономическим соображениям признан неэффективным и не получил практического применения.

Известен способ утилизации пыли при обжиге клинкера, в котором уловленные частицы пыли гранулируются или распульповываются и возвращаются в обжиговую печь (а. с. N 1537658 кл. C 04 B 7/44 от 30.03.88). Этот способ является наиболее близким по технологической сущности аналогом и может служить прототипом изобретения. Недостатком известного способа является накопление щелочей в материале, поступающем в обжиговую печь, образование легкоплавких эвтектик и как следствие настылеобразование в печи, а также снижение сыпучести клинцера и в конечном счете качества цемента как строительного материала. В результате появляется необходимость периодического вывода щелочей из процесса, что приводит к нарушениям технологии обжига, дополнительным трудностям в утилизации этих отходов и потерям ценных веществ.

При создании изобретения ставилась задача концентрации щелочей в цементной пыли, повышения эффективности обжига клинкера и улучшения его качества за счет того, что осаждение и улавливание цементной пыли ведут в последовательно осадительной камере при температуре 380 — 400 o C и электрофильтре при температуре 180 — 220 o C, причем цементную пыль из осадительной камеры возвращают в обжиговую печь, а обогащенную щелочами цементную пыль из электрофильтра используют в качестве щелочесодержащего продукта.

Такой технический результат достигается при использовании совокупности существенных признаков, характеризующих предлагаемый способ концентрации щелочей в цементной пыли при обжиге клинкера.

Сущность предлагаемого способа заключается в поддержании температуры отходящей пылегазовой смеси в осадительных камерах перед электрофильтром на уровне 380 — 400 o C, т.е. выше точки конденсации щелочей из расплава, при одновременном сохранении температуры в электрофильтрах на прежнем уровне 180 — 220 o C. За счет резкого понижения температуры в электрофильтре по сравнению с осадительными камерами ниже точки плавления щелочей происходит их интенсивная кристаллизация в электрофильтрах на частицах цементной пыли и обогащение последней щелочами. Снижение температуры может происходить либо естественным путем, либо за счет установки охладителя.

Бедная по щелочам пыль, уловленная в осадительных камерах, возвращается в процесс производства клинкера, а обогащенная щелочами пыль, уловленная в электрофильтре, подвергается дальнейшей переработке для получения щелочных солей, удобрений и др. Поскольку в составе исходной цементной шихты щелочи представлены преимущественно калием, то выделенная в электрофильтрах пыль резко обогащается прежде всего по калию, который, как известно, является ценным минеральным удобрением, в котором сельское хозяйство испытывает большой дефицит.

В результате реализации предлагаемого способа цементная промышленность становится значительным резервом производства дешевого обогащенного калийного сырья, полученного путем попутно без каких-либо существенных затрат. Особенностью получаемого калийного сырья является легкая растворимость калия в воде, что расширяет области его применения и переработки.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Цементная пыль обжиговой печи N 5 Белгородского цементного завода крупностью 96 — 98% класса — 0,04 мм имеет следующий химический состав основных компонентов, мас. %: K2O — 34,6, Na2O — 0,60, SiO2 — 6,56, Al2O3 — 1,09, Fe2O3 — 0,55, MgO — 0,34, CaO — 54,30, SO3 — 17,66.

Основные полезные компоненты, позволяющие использовать эту пыль в качестве удобрения, — щелочные окислы калия и натрия. Для определения влияния температуры в осадительной камере на концентрацию щелочей в цементной пыли был проведен эксперимент на промышленной установке в фирме «ТОРЕКС». Установка состояла из трубчатой печи с теплогенератором, системы трубопроводов, пневмовинтового насоса и электрофильтра с установленной перед ним осадительной камерой. Указанная выше цементная пыль Белгородского цементного завода нагревалась в трубчатой печи до температуры 400 — 420 o C, что соответствует промышленным условиям, затем пневмовинтовым насосом подавалась в осадительную камеру и электрофильтр. Температура пылегазовой смеси в электрофильтре регулировалась подсосом атмосферного воздуха. Из осадительной камеры бедную по щелочам цементную пыль возвращали в трубчатую печь, а обогащенную щелочами цементную пыль подвергали дальнейшей переработке в качестве щелочесодержащего продукта-гранулировали как калийное удобрение и выщелачивали для получения сульфата и карбоната калия.

Вначале температура в осадительной камере и в электрофильтре была обычная 210 o C. Пробы цементной пыли отбирали из-под осадительной камеры и из всех 4-х пылевых мешках под электрофильтром и анализировали на содержание в них щелочей. Полученные данные представлены в табл. 1.

Читайте так же:
Самосвал для перевозки цемента

Затем температура пылегазовой смеси в осадительной камере до 380 o C, т.е. выше точки конденсации щелочей, а в электрофильтре за счет подсоса холодного воздуха сохранялась на прежнем уровне 210 o C. Распределение, содержание щелочей в осадительной камере и электрофильтре представлено в табл. 2.

Затем температура пылегазовой смеси в осадительной камере увеличилась до 400 o C, при этом в электрофильтре она хотя и увеличилась до 220 o C, но осталась в пределах нормальных его рабочих температур. Полученные данные по распределению щелочей приведены в табл 3.

Дальнейшее повышение температуры в осадительной камере выше 400 o C нецелесообразно, т. к. при этом повышается температура в электрофильтре и нарушается его нормальный режим работы, а эффективность обогащения щелочами цементной пыли после электрофильтра практически не повышается.

Как видно из табл. 1 — 3, при обычном температурном режиме осаждения и улавливания не происходит заметного перераспределения и обогащения цементной пыли щелочами. Увеличение же температуры в осадительной камере до 380 — 400 o C позволяет существенно обогатить щелочами цементную пыль, улавливаемую в электрофильтре, и использовать ее в качестве щелочесодержащего сырья и других пределах, например, при производстве удобрений, щелочных солей, моющих и чистящих веществ и т.д. Повышение температуры пылегазовой смеси в осадительной камере выше 400 o C нецелесообразно, т.к. при этом повышается температура в электрофильтре, нарушается стабильность его работы и непроизводительно затрачивается тепло — энергия. Исходя из изложенного, оптимальным является осаждение и улавливание цементной пыли в последовательно размещенных осадительной камере при температуре 380 — 400 o C и в электрофильтре при температуре 180 — 220 o C, причем цементную пыль из осадительной камеры возвращают в обжиговую печь, а обогащенную щелочами цементную пыль используют в качестве щелочесодержащего продукта.

Способ концентрации щелочей в цементной пыли при обжиге клинкера, включающий ее охлаждение, улавливание и возвращение в обжиговую печь, отличающийся тем, что осаждение и улавливание цементной пыли ведут в последовательно размещенных осадительной камере при температуре 380 — 400 o C и в электрофильтре при температуре 180 — 220 o C, причем цементную пыль из осадительной камеры возвращают в обжиговую печь, а обогащенную щелочами цементную пыль из электрофильтра используют в качестве щелочесодержащего продукта.

Пыль при обжиге цементного клинкера

6. Производство цемента

6.1. Данная категория источников выбросов парниковых газов включает выбросы CO2, возникающие при производстве цемента в процессе получения клинкера в результате кальцинации (высокотемпературного разложения) карбонатного сырья, а также при использовании углеродсодержащих некарбонатных материалов при производстве клинкера.

6.2. В данную категорию источников парниковых газов не включаются выбросы CO2 от сжигания топлива в печах обжига при производстве клинкера и других стационарных источников выбросов. Выбросы от стационарного сжигания топлива определяются в соответствии с разделом «Стационарное сжигание топлива» приложения N 2 к методическим указаниям.

6.3. При производстве цемента может применяться сырье и топливо, содержащие биомассу, в результате использования которых возникают дополнительные выбросы парниковых газов. При выполнении организациями количественной оценки выбросов парниковых газов от использования биомассы, эти данные не суммируются с другими выбросами парниковых газов.

6.4. Количественное определение выбросов CO2 от производства цемента выполняется для отдельных обжиговых печей, технологий производства цемента или по организации в целом одним из следующих методов:

расчет выбросов CO2 на основе данных о расходе карбонатного сырья и углеродсодержащих нетопливных материалов;

расчет выбросов CO2 на основе данных о производстве клинкера и расходе углеродсодержащих нетопливных материалов.

Выбор метода количественного определения выбросов осуществляется организациями исходя из доступности исходных данных для выполнения расчетов по формулам (6.1, 6.2) и обеспечения наилучшей точности результатов.

6.5. Расчет выбросов CO2 на основе данных о расходе карбонатного сырья и углеродсодержащих нетопливных материалов

6.5.1. Расчет выбросов выполняется по формуле (6.1):

ECO2,y — выбросы CO2 от производства цемента за период y, т CO2;

Mj,y — масса карбоната j, израсходованного в обжиговой печи за период y, т;

EFj — коэффициент выбросов для карбоната j, т CO2/т;

Fj,y — степень кальцинирования карбоната j за период y, доля;

MCD,y — масса цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за период y, т;

Wj,CD,y — массовая доля исходного карбоната j в составе цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за период y, доля;

FCD,y — степень кальцинирования цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь, доля;

RMCk,y — расход углеродсодержащего нетопливного сырьевого материала k, т;

WC,k,y — содержание углерода в составе нетопливного сырьевого материала k, доля;

3,664 — коэффициент перевода, т CO2/т C;

j — вид карбоната, подаваемого в обжиговую печь (кальцит, магнезит и другие);

n — количество видов карбонатов, подаваемых в обжиговую печь;

k — вид углеродсодержащего нетопливного сырьевого материала, подаваемого в обжиговую печь (кероген, зольная пыль и другие);

m — количество углеродсодержащих нетопливных сырьевых материалов, подаваемых в обжиговую печь.

6.5.2. Масса карбоната j, израсходованного в обжиговой печи за отчетный период (Mj,y) определяется по результатам измерений (взвешивания) карбонатного сырья за вычетом содержания влаги и примесей (при наличии соответствующих данных). Расход карбонатного сырья, которое не подвергается обжигу, а используется на этапе конечного размола при приготовлении цемента, исключается из рассмотрения. Значение коэффициента выбросов для карбоната j (EFj) принимается по таблице 6.1 приложения N 2 к методическим указаниям или при отсутствии необходимых данных рассчитывается как стехиометрическое отношение молекулярной массы CO2 к молекулярной массе карбоната. Степень кальцинирования карбоната j (Fj,y) определяется на основе фактических данных измерений содержания карбонатов в клинкере отнесенных к общему количеству, израсходованных карбонатов за отчетный период, выраженных в тоннах, а при отсутствии фактических данных принимается для всего карбонатного сырья равным 1,0 (или 100%).

Читайте так же:
Стеклоиономерный цемент для реставрации боковых зубов

6.5.3. Поправка (уменьшение) количества выбросов CO2 от производства цемента, связанная с неполным кальцинированием карбонатов удаленных с цементной пылью, осуществляется организациями в случае, если в организации имеются фактические данные о степени кальцинировании карбонатов в составе цементной пыли. В противном случае, степень кальцинирования цементной пыли (FCD,y) принимается равной 1,0 (или 100%), что дает нулевую вычитаемую поправку.

6.5.4. Масса цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за отчетный период (MCD,y), оценивается организациями на основе результатов измерений или расчетов. Массовая доля исходного карбоната j в составе цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь (Wj,CD,y), принимается равной доли соответствующего карбоната j в составе сырья, израсходованного в обжиговой печи за отчетный период. Степень кальцинирования цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь (FCD,y), определяется по фактическим данным измерений. Значение коэффициента выбросов для карбоната j (EFj) принимается по таблице 6.1 приложения N 2 к методическим указаниям или при отсутствии необходимых данных рассчитывается как стехиометрическое отношение молекулярной массы CO2 к молекулярной массе карбоната.

6.5.5. При использовании в обжиговых печах углеродсодержащих нетопливных сырьевых материалов, за исключением карбонатов, организации определяют расход таких материалов за отчетный период (RMCk,y) по результатам фактических измерений (взвешивания), а содержание углерода в них за отчетный период (WC,k,y) принимается по результатам испытаний или справочным данным.

6.6. Расчет выбросов CO2 на основе данных о производстве клинкера и расходе углеродсодержащих нетопливных материалов

6.6.1. Расчет выбросов выполняется по формуле (6.2):

ECO2,y — выбросы CO2 от производства цемента за период y, т CO2;

CPy — производство клинкера за период y, т;

Wi,C,y — массовая доля i-оксида (CaO, MgO) в клинкере, полученного при кальцинировании карбонатного сырья за период y, доля;

EFCO2,i — коэффициент выбросов для оксида i, полученного из карбонатного сырья т CO2/т;

MCD,y — масса цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за период y, т;

Wi,CD,y — массовая доля i-оксида (CaO, MgO) в цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за период y, доля;

RMCk,y — расход углеродсодержащего нетопливного сырьевого материала k, т;

WC,k,y — содержание углерода в составе нетопливного сырьевого материала k, доля;

3,664 — коэффициент перевода, т CO2/т C;

i — оксиды (CaO, MgO) в клинкере и цементной пыли;

n — количество видов оксидов (CaO, MgO) в клинкере и цементной пыли;

k — вид углеродсодержащего нетопливного сырьевого материала, подаваемого в обжиговую печь (кероген, зольная пыль и другие);

m — количество видов карбонатов, подаваемых в обжиговую печь.

6.6.2. Производство клинкера (CPy) принимается по фактическим данным организации за отчетный период. Массовое содержание CaO и MgO в клинкере, полученного при кальцинирования карбонатного сырья (Wi,C,y) определяется по результатам лабораторных измерений содержания соответствующих оксидов в клинкере за отчетный период за вычетом доли оксидов, поступающих из некарбонатного сырья и содержащихся в не кальцинированных карбонатах в клинкере. Если некарбонатные источники CaO и MgO не применяются при производстве клинкера и лабораторные измерения содержания не кальцинированных карбонатов в клинкере на проводятся, значение (Wi,C,y) принимается равным содержанию соответствующих оксидов в клинкере. Значение коэффициента выбросов для i-оксида (EFi) принимается по таблице 6.2 приложения N 2 к методическим указаниям.

6.6.3. Масса цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за отчетный период (MCD,y), оценивается организациями на основе результатов измерений или расчетов. Массовое содержание CaO и MgO в цементной пыли, не возвращенной в обжиговую печь за отчетный период (Wi,CD,y), определяется по результатам лабораторных измерений содержания соответствующих оксидов в цементной пыли за отчетный период за вычетом доли оксидов, поступающих из некарбонатного сырья и содержащихся в не кальцинированных карбонатах цементной пыли. Значение массовой доли CaO и MgO в цементной пыли (Wi,CD,y) принимается равным соответствующему значению для клинкера (Wi,C,y), в случае, если данных лабораторных измерений отсутствуют. Значение коэффициента выбросов для i-оксида (EFi) принимается по таблице 6.2 приложения N 2 к методическим указаниям.

6.6.4. При использовании в обжиговых печах углеродсодержащих нетопливных сырьевых материалов, за исключением карбонатов, организации определяют расход таких материалов за отчетный период (RMCk,y) по результатам фактических измерений (взвешивания), а содержание углерода в них за отчетный период (WC,k,y) принимается по результатам испытаний или справочным данным.

Пыль при обжиге цементного клинкера

Как известно, среди четырех основных полиморфных модификаций ортосиликата кальция — и γ-C2S характеризуются минимальной плотностью 2940 кг/м 3 [1], плотность β — C2S на 8,8% выше, и если превращение β → γ-C2S происходит после кристаллизации основного клинкерного расплава, наблюдается рассыпание клинкера. Область устойчивости высокотемпературной α-модификации C2S 2130-1425 o С [2], т.е. в зоне спекания во вращающейся печи присутствует α- C2S. Превращение — C2S, сопровождающееся уменьшением объема кристаллической решетки на 5,6%, в обычных условиях проходит в присутствии расплава, и, несмотря на значительное изменение плотности, не приводит к рассыпанию клинкера. Примеси могут стабилизировать высокотемпературную α-модификацию С2S и значительно снижать температуру перехода -C2S. По данным Н.А. Торопова [3], комплексная добавка 5,6% Fe2O3 + 4,2% Na2O стабилизирует α-форму С2S и снижает температуру модификационного превращения с 1425 до 1175±10 o C, а добавка 3,6% CaO + 3,8% Al2O3 +2,8% Na2O — до 1180 o C, т.е. ниже температуры кристаллизации клинкерной жидкой фазы. В связи с этим, если модификационный переход задерживается до низких температур, когда жидкая фаза частично или полностью закристаллизована, то превращение α- C2S в — C2S может приводить к внутренним напряжениям и разрушению гранул.

Читайте так же:
Техническая характеристика цемента м 300

Для проверки данного предположения готовили смеси из расчета 20 весовых частей C2S и 5 весовых частей эвтектики без добавок и с указанными выше комплексными добавками-стабилизаторами. Смеси обжигали в лабораторной силитовой печи с выдержкой при температуре 1450 о С в течение 30 минут. Полученные клинкера охлаждали по двум режимам: резкое охлаждение в воде со льдом от температуры 1450 о С и охлаждение в печи до температуры превращения — C2S, затем резкое в воде со льдом. Образцы, подвергнутые резкому охлаждению в воде со льдом от температуры 1450 о С, разрушились. Прочность на сжатие бездобавочных образцов и образцов с добавками, резко охлажденных от температур ниже температуры превращения — C2S, находилась в пределах 12-25 МПа. Рентгенофазовым анализом установлено, что двухкальциевый силикат представлен во всех образцах b-модификацией. Существенные различия в прочности образцов обусловлены следующим. При резком охлаждении от 1450 о С расплав фиксируется в стеклообразном состоянии, а превращение — C2S, которое проходило после затвердевания расплава, привело к возникновению деформаций вследствие существенного уменьшения объема кристаллической решетки C2S и разрушению образцов. В том случае, когда указанное превращение происходило в присутствии расплава, оно не вызвало напряжений и разрушения образцов. Указанные деформации, связанные с превращением — C2S в присутствии примеси Na2O, приводящие к снижению прочности клинкерных спеков, могут иметь место и при обжиге цементного клинкера в промышленных печах. Кроме того, вследствие повышенной растворимости оксидов алюминия и железа в решётке — C2S уменьшается количество жидкой фазы, что также приводит к нарушению процесса агрегирования клинкера и появлению клинкерной пыли.

Расходомер для регулирования подачи пылеугольного топлива на печь обжига клинкера

Одним из направлений уменьшения себестоимости изготовления цемента является снижение энергоемкости производства. Применение энергосберегающих технологий в процессе регулирования подачи пылеугольного топлива на печь обжига клинкера приобретает особую актуальность при решении вопросов экологии и увеличения объемов производства материалов. Одним из перспективных путей решения данной проблемы является автоматизация управления процессом обжига цементного клинкера при помощи контроля подачи угольной пыли. Сигнал по расходу топлива должен отвечать следующим требованиям: стабильность в широком диапазоне измерений параметров объекта, погрешность измерений не более 5%, высокая надежность, автоматизация процесса измерений, простота и технологичность конструкции, монтажа и эксплуатации.

Технологическим топливом для печей обжига клинкера на ООО «Ачинский Цемент» является каменный уголь марки «Т». Приготовление пылеугольного топлива для всех печей осуществляется централизованно в шаровой мельнице пылеугольного отделения. Подача топлива в расходные бункеры пыли печей осуществляется пневмотранспортом. Оперативный контроль за процессом подачи топлива практическим неосуществим и сделать вывод о нарушении в работе оборудования можно только спустя некоторое время по контролю изменения уровня угля в приемном и расходных бункерах пыли.

Функциональная схема «Ачинский Цемент»

Обзор методов измерений

Технологическим персоналом был поставлен вопрос о решении задачи получении данных по подачи пылеугольного топлива в режиме реального времени. Существуют большое количество методов измерения расхода сыпучих материалов: механический, радиоизотопный, ультразвуковой, оптический. Использование бесконтактных расходомеров при пневматическом транспортировании сыпучих материалов имеет некоторые преимущества перед контактными: не нарушается структура потока; нет необходимости замены датчиков при их изнашивании; не нарушается целостность пневмотрассы. Бесконтактные методы измерения зависят от температуры, давления и влажности вещества (оптический метод), концентрации вещества (ультразвуковой метод) или являются небезопасным (радиоизотопный). Таким образом, непрерывное точное измерение расхода пылевидного топлива поступающего по пылепроводам в настоящее время является практически нерешенной проблемой.

1994 году немецкими специалистами компании SWR engineering, успешно применяется в задачах измерения расхода угольной пыли в цементной промышленности. Датчик работает на множестве предприятий в Германии (Lafarge, Holcim, Heidelberger Zement, Portland Zement).

ПромышленностьСтранаКомпанияМестонахождениеМатериал
ЦементГерманияLafargeKarlsdorfУгольная пыль
ЦементГерманияHolcimSehndeУгольная пыль
ЦементГерманияHeidelberger ZementLengfurtУгольная пыль
ЦементГерманияPortland ZementErwitteУгольная пыль

В 2011 году расходомер SolidFlow был успешно установлен на заводе ОАО «Ачинский Цемент».

Прибор использует в своей работе последние достижения микроволновых технологий и используется только в металлических трубопроводах.

Измерительное поле образуется при специальном взаимодействии микроволн со стенками трубопровода. Электромагнитная энергия рассеивается частицами материала и принимается сенсором, затем этот сигнал обрабатывается по частоте и амплитуде.

Сенсор работает в режиме счетчика, который подсчитывает количество движущихся частиц в единицу времени. Благодаря частотной селекции принимаемого сигнала, измеряются только движущиеся частицы, а сигнал от неподвижных отложений подавляется.

Читайте так же:
Раствор кладочный цементный м100 вяжущее

Измерительная система измерения расхода состоит из сенсора, монтируемого в канал, и модуля обработки (трансмиттера), устанавливаемого на расстоянии до 1000 м от места монтажа. Для трубопроводов диаметром до 200 мм устанавливается один сенсор, свыше 200 мм — два или три сенсора, подключенных к одному трансмиттеру. Максимальный диаметр канала для установки прибора SolidFlow — 600 мм.

Основные преимущества расходомера SolidFlow: бесконтактный метод измерения расхода, непрерывный учет материала, легкий монтаж (не требует изменений схемы процесса), компактность системы, интеграция в систему АСУТП (стандартный сигнал 4-20 мА, открытый протокол MODBUS RS232/485).

Расходомер SolidFlow компании SWR engineering также используется:

  • при учете муки — Champagne Mais (Франция), ОАО «ИСТРА-ХЛЕБОПРОДУКТ» (Россия);
  • для измерения расхода гипса в пневмотранспорте — Knauf (Германия);
  • при дозировании какао — Nestle (Швейцария);
  • для решения других задач.

Монтаж и калибровка расходомера SolidFlow

Монтаж расходомер SolidFlow прост, не требует длительной остановки оборудования и не трудоемок. На ОАО «Ачинский Цемент» установка 3-х сенсоров в трубопровод (DN 600 мм) была осуществлена в течение 4 часов. Настойка прибора производится на измеряемый материал по месту, так как погрешность измерений зависит от физико-химических свойств вещества (диэлектрическая проницаемость) и условий монтажа (свободное падение, пневмотранспорт). Конфигурирование и настройка расходомера выполнялось с помощью сервисного программного обеспечения. В основном, для калибровки требуются 2 калибровочные точки: «ноль» и «номинальный расход». Точка «ноль» калибруется при пустом трубопроводе. Затем через трубопровод подают материал известной массы (важно, чтобы расход был стабилен), засекают время прохождения и подсчитывают расход:

Где:
Q — массовый расход, т/ч
m — масса материала, т
t — время прохождения материала, ч.

В приборе также предусмотрено введение глобального калибровочного фактора. Это пропорциональный множитель, который применяется для всей калибровочной кривой. Допустим, с течением времени обнаруживается систематическое завышение измерений во всем диапазоне расходов на 5%. В этом случае нет необходимости производить полную перекалибровку прибора, достаточно изменить калибровочный фактор с 1.00 (установлен по умолчанию) на 0.95.

Калибровочная кривая расходомера SolidFlow

В некоторых случаях (в зависимости от продукта), требуется производить калибровки по 3-4 точкам, максимальное количество точек — 10.

Преимущества и перспективы

Полученные данные с прибора позволили обслуживающему персоналу на ООО «Ачинский Цемент» повысить контроль за транспортировкой топлива и сократить время реагирования при возникновении нарушений технологического процесса. Расходомеры SolidFlow также могут применяться в задачах измерения расхода высококонцентрированной пылевоздушной смеси (угольной пыли или нефтяного кокса) с целью достижения равномерного распределения топлива.

Авторы статьи:
ведущий инженер технической поддержки ООО «МСС-СИСТЕМС» Малышев Павел Сергеевич;
начальник участка КИП и метрологии ООО «Ачинский Цемент» Селиванов Павел Михайлович.

Пыль при обжиге цементного клинкера

Статьи />Тематическая подборка />Пыль цементного производства. Переработка и альтернативное применение

Пыль цементного производства. Переработка и альтернативное применение

Важной проблемой современного производства является защита окружающей среды от выбросов пыли и вредных газов в атмосферу. Высокая концентрация пыли в выбросах наносит огромный вред природной среде, приводит к безвозвратной потере большого количества сырья и готового продукта. Производственная пыль – это мельчайшие твердые частицы, выделяющиеся при дроблении, размоле и механической обработке различных материалов, погрузке и выгрузке сыпучих грузов и т.п., а также образующиеся при конденсации некоторых паров.

Одной из важнейших характеристик пыли является ее дисперсность. Под дисперсностью пыли понимается совокупность размеров всех частиц, составляющих пылевую систему.

Результаты исследования дисперсного состава пылей, образующихся при производстве портландцементного клинкера, говорят о том, что выделяемые из источников загрязнения пыли – полидисперсные. Содержание фракции пыли менее 10 мкм по мере прохождения материала технологического процесса обработки возрастает от 10,75 до 75%. Наиболее мелкая пыль образуется при обжиге сырьевой шихты во вращающихся печах сухого способа производства.

Цементные заводы, несмотря на значительное разнообразие используемых сырьевых материалов и применяемого технологического оборудования, в большинстве своем имеют сходную схему производства.

У всех технологических агрегатов, выделяющих пыль, на цементных заводах устанавливаются пылеулавливающие аппараты, позволяющие не только возвратить значительное количество готового продукта или полуфабриката, но и предотвратить загрязнение пылью воздушного бассейна цементных заводов и прилегающих к ним территорий.

Пылевой фон от цементных заводов формируется в основном за счет трех источников пылевыделения: вращающихся печей, цементных мельниц и силосов.

Основным источником пылевыделения являются клинкерообжигательные печи. В большинстве случаев количество пыли, выбрасываемое в атмосферу с газами от печей, доходит до 80% от всего количества пыли, выделяемой в процессе производства цемента.

При нормальном режиме работы современных вращающихся печей по мокрому способу производства клинкера, вынос пыли из печи по отношению к весу сухого материала, подаваемого в печь, обычно составляет 5-8 %.

Большое влияние на величину пылеуноса имеют теплообменные устройства, главным образом цепные завесы, которые являются не только теплообменниками, но и своего рода устройством, задерживающим пыль, выносимую из печи газами.

Необходимо до конца использовать теплообменные свойства цепных завес для экономии энергии. Сегодняшний уровень развития техники позволяет расширить цепную завесу до температуры в 1200 °С (температура в печи) и достигнуть тем самым наибольшей эффективности теплообменных показателей завесы. Ограничить цепную зону на 850 °С вместо увеличения до максимальной температуры значит уменьшить возможный выход клинкера на 3,0-5,0% при неизменном потреблении энергии.

Читайте так же:
Что такое цемент марки м500

В настоящее время на большинстве предприятий в системах пылеулавливания используются электрофильтры, установленные двадцать и более лет назад и обеспечивающие степень очистки 95-98% или 300-800 мг/м 3 пыли на выходе. Многие предприятия вынуждены решать сегодня вопрос замены морально и физически устаревших электрофильтров и ориентируются снова на электрофильтры, как привычное оборудование. Однако сегодня только лучшие зарубежные электрофильтры, имеющие 5-7 полей, обеспечивают остаточную запыленность на уровне 50-100 мг/м 3 . при этом габариты таких фильтров значительно больше существующих. К существенным недостаткам электрофильтров относятся сложность конструкции, невозможность стабильной работы в условиях изменяющегося химического и физического состава рабочей среды, остаточная электризация уловленных частиц пыли, которая часто не позволяет вернуть ее в производство. Как техническая система электрофильтр достиг своего граничного развития и не может дальше следовать за ужесточающимися требованиями по количеству выбросов.

Хорошей альтернативой электрофильтрам сегодня могут стать рукавные фильтры с импульсной регенерацией. Действие рукавных фильтров основано на способности материалов задерживать пыль, которая крупнее отверстий, имеющихся в этих материалах.

Преимущества современных рукавных фильтров базируются на нескольких факторах.

Основной – появление синтетических материалов, полученных нетканым способом. При высокой воздухопроницаемости они почти на порядок прочнее обычных. Эти материалы обладают многими новыми свойствами и, в первую очередь, высокой термостойкостью – до 300 °С, но это очень дорогие ткани. Наибольшее распространение получили ткани с термостойкостью до 150 °С.

Появление этих тканей способствовало рождению принципиально нового способа регенерации рукавов – импульсной продувки сжатым воздухом. В таких рукавных фильтрах нет движущихся частей, что значительно повышает надежность в эксплуатации. Оборудование рукавных фильтров значительно легче оборудования электрофильтров аналогичной производительности и требует меньше места для размещения. По стоимости рукавные фильтры в 2 – 5 раз дешевле электрофильтров.

Главное преимущество рукавных фильтров нового поколения – это эффективность, при обеспыливании печных газов она достигает 99,9%, что значительно выше, чем у электрофильтров.

Пыль, уловленная обеспыливающими установками, является ценным сырьем для получения строительных материалов и поэтому должна возвращаться в технологические линии. Утилизация уловленной пыли на производстве является одним из условий создания безотходных производств.

Наибольший интерес представляет использование пыли в процессе производства цемента на самом цементном заводе, что может быть решено путем возврата пыли в печь, использование пыли в качестве добавки при помоле цемента, обжига ее в отдельной печи, работающей по сухому способу производства и т.д. Однако такой способ утилизации не всегда целесообразен, поскольку возможность возврата пыли в печь в основном зависит от содержания количества щелочей в шламе и от их накопления в пыли в процессе ее улавливания в электрофильтре.

Повышенное содержание в пыли щелочных окислов, в случае подачи последней в печь, снижает качество клинкера. При этом установлено, что только при малом содержании в шламе щелочных окислов до 0,7-0,8% все количество пыли, улавливаемое в электрофильтрах, может беспрепятственно подаваться в печь не отражаясь на качестве получаемого при этом клинкера.

В связи с различным содержанием щелочных окислов в пыли, улавливаемой полями электрофильтра, имеется возможность возврата в печь не всего ее количества, а только части, например, только I или I и II полей фильтра.

При возврате пыли в печь массовая концентрация пыли в газах перед электрофильтрами в зависимости от способа подачи увеличивается на 10-35%, удельный расход сырья уменьшается на 8%, а расход топлива на обжиг на 6%.

Печную пыль сухого способа производства с высокой концентрацией щелочей нельзя возвращать в печь. Она должна быть удалена и подвергнута выщелачиванию.

В настоящее время печную пыль начали с успехом использовать как добавку к сырьевой массе при изготовлении силикатного кирпича.

Пыль электрофильтров при производстве цемента также используют в качестве удобрений для известкования кислых почв в сельском хозяйстве.

Представляет интерес использования пыли, уловленной системами пылеочистки, для производства окрашенного медицинского стекла и получения на листовом стекле тонких теплозащитных пленок с коэффициентом поглощения в ИК-диапазоне спектра 39-25%. Пыль электрофильтров цементных заводов содержит много щелочей и по составу близка к исходному сырью для производства стекла. Введение ее в шихту дает возможность вывести мел и уменьшить количество соды, доломита и глинозема..

На основании вышесказанного планируется проведение ряда опытов для исследования свойств стекол, полученных с добавлением в шихту цементной пыли.

Эксперименты будут проводиться в следующем порядке:

1) получение образца стекла без введения в шихту печной пыли при температуре 1500 °С, чтобы использовать его в дальнейшем как «эталон».

2) получение образцов стекла с введением в шихту пыли от 10 до 50% и при температуре 900, 1000, 1100 и 1200 °С.

3) сравнение свойств полученных образцов со свойствами «эталона».

Предполагается получение более дешевой шихты того же качества и снижение температуры варки стекла. Тем самым можно решить одновременно несколько проблем: утилизация отходов цементной промышленности, удешевление сырьевой шихты заменой дорогостоящих синтетических компонентов цементной пылью, снижение потребления электроэнергии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector