Teplomarcet.ru

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

Сетевое издание Современные проблемы науки и образования ISSN 2070-7428 Перечень ВАК ИФ РИНЦ 0,940

Расход клинкера при производстве цемента

Производство цемента требует значительного количества энергии – затраты на энергоносители составляют около 35–40 % от себестоимости конечного продукта, причём доля непосредственно топлива превышает половину этой величины. В Российской Федерации доля энергоносителей в себестоимости составляет 50–57 %.

Рост себестоимости производства и экологическое законодательство всего лишь два из главных факторов, обуславливающих соответствующим образом модифицировать процесс обжига клинкера. Пути совершенствования производства цемента преимущественно заключаются в изменении вещественного состава сырья и конечного продукта (использование техногенного сырья, выпуск смешанных цементов и др.) и повышении эффективности теплопередачи в обжиговых агрегатах. Большой популярностью в настоящее время пользуется строительство новых технологических линий сухого способа производства и использование альтернативных видов топлива и различных топливосодержащих отходов.

В большинстве вращающихся печей для производства клинкера сейчас используют традиционные виды топлива, такие как газ, мазут, различные виды угля и нефтекокс. Необходимая теплотворная способность может быть обеспечена путем смешивания какого-либо первичного (с высоким содержанием летучих углеводородов) и низкокалорийного альтернативного топлива.

Для сжигания в цементных печах используются практически все виды отходов производства и жизнедеятельности человека [1, 4]:

Значительный интерес представляет использование вторичных энергоресурсов и повышение эксергетического уровня первичного топлива. Перспективным направлением снижения энергопотребления является разработка технологии глубокого использования теплоты исходного топлива, в частности получение синтетического горючего (синтез-газа (СГ)) методом химической конверсии исходного топлива. СГ (смесь H2 и CO) – универсальное горючее, которое получают из различных видов органического топлива и используют в качестве сырья для производства многих химических продуктов [2]. Сравнительный термодинамический анализ процессов сжигания первичного и конвертированного топлива показывает, что величина необратимых потерь в процессе сжигания топлива в последнем случае также меньше [3]. Более того, при сжигании синтез-газа уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу.

Увеличение энергетической эффективности в промышленности всегда рассматривалось как одна из научно-технических задач инженеров и ученых, и сейчас эта проблема приобретает первоочередной приоритет. Встает необходимость рассмотрения не только количества энергии, когда ее потребление оптимизируется, но также и ее качества. Одинаковые в количественном отношении энергетические потоки обладают разной технико-экономической ценностью [7].

Эксергией называют возможность энергии любого типа производить работу в окружающей среде, т.е. эксергия является мерой качества используемой энергии.

СГ позволяет поднять эксергетический потенциал применяемого первичного топлива.

Рассмотрим стандартный процесс горения топлива и сжигание этого же топлива, предварительно конвертированного в СГ. Учитывая, что на 97 % всех цементных заводов РФ в качестве топлива используется природный газ, в настоящей работе исследования проводились для природного газа, представленного преимущественно метаном, для сравнительного анализа проведены расчеты и для твердого топлива – угля. Так горение 1 м3 природного газа теплотворной способностью 36078 кДж/м3, с необходимым количеством воздуха 10,3 м3 при температуре 25 °С в сумме даёт 14 кг отходящих газов с общим количеством теплоты 36454 кДж и температурой 1943 °С. Теперь рассмотрим процесс пароводяной конверсии природного газа (уравнение 1), прежнего состава, и сжигание продуктов конверсии.

CH4 +H2O(ж) ↔ CO + 3H2 – 11875 кДж. [1]

Реакция 1 производится при температуре 900 °С. Количество СГ на выходе составляет 4 м3 или 1,6 кг, с теплотой сгорания 11145 кДж/м3 и физической теплотой 1210 кДж/м3. При сгорании образуется 14,8 кг отходящих газов с теплотой 50050 кДж и температурой 2355 °С.

Эксергия смеси раскаленных газов находится согласно следующей формуле:

[2]

где Н – энтальпия газового потока, кДж; T0 – температура окружающей среды, °С; T – температура газов, °С.

Следовательно, эксергия природного газа составит 31552 кДж, а конвертированного топлива – 44374 кДж. Таким образом, прирост эксергии составляет 12822 кДж или 41 %.

Расчет для твердого топлива показал, что эксергия угля составляет 34274 кДж, синтез-газа, произведенного из данного топлива 50401 кДж. Работоспособность конвертированного топлива увеличилась на 16127 кДж или 47 %.

При сравнении эксергии конвертированного топлива и природного газа, в одинаковых начальных условиях, при температуре окружающей среды (25 °С), получаем: эксергия синтез-газа, произведенного из 1 м3 природного газа, составляет 39721 кДж, т.е. прирост работоспособности 8169 кДж или 26 %; эксергия синтез-газа, полученного из 1 кг угля, соответственно равна 45188 кДж, прирост эксергии – 10914 кДж (32 %).

Получение СГ протекает с высоким потреблением тепла, что обусловливает возможность использования данного эндотермического процесса в аппаратах для охлаждения клинкера. Так, в холодильном оборудовании будут осуществляться физико-химические процессы, начиная от элементарного нагрева теплоносителей и кончая эндотермическими реакциями. Одним из теплоносителей является углеводородное топливо, а источником энергии для проведения физико-химических превращений – утилизируемое тепло клинкера. Рассматриваемая технология выполняет не только функцию охлаждения клинкера, но служит одновременно системой подготовки нового модифицированного топлива [3].

Читайте так же:
Смесь цемента с известью

Возможность получения СГ в слое клинкера была исследована на экспериментальной установке. Осуществление реакции конверсии топлива контролировалось по отсутствию в отходящих газах опытной установки углеводородов и наличию CO. Было установлено, что при атмосферном давлении в высокотемпературной зоне клинкерного холодильника возможно получение СГ при температуре 800–850 °С без катализатора [6].

Рассмотрим расчёты материальных и тепловых балансов на примере обжига цементного клинкера по сухому способу производства. Использовались следующие исходные данные: топливо – природный газ; влажность сырьевой смеси – 5 %; температура окружающей среды – 25 °С; для конверсии топлива использовалась вода в жидком состоянии; температура конверсии – 900 °С.

Получение СГ осуществляется в высокотемпературной зоне холодильника, куда в слой клинкера подается смесь природного газа и воды. Количество реагентов, а также продуктов конверсии определяется из потребного расхода тепла на проведение реакции и исходного тепла клинкера из печи. Недостаток теплоты для обжига покрывается подачей второй части топлива непосредственно в печь. Таким образом, приход тепла в печную систему разбит на две части: получение и сжигание СГ и прямое сжигание природного газа. Так объёмная доля СГ от общего количества топлива на обжиг составляет 90 % или 0,221 м3/кг кл. и соответственно природного газа – 10 % (0,024м3/кг кл).

Для сравнения расчетных данных обжига клинкера стандартным способом и с предварительной конверсией топлива задавались идентичные параметры производительности печи и температуры отходящих газов. Потери тепла от корпуса печи принимались – 6 % от суммы приходных статей теплового баланса. Результаты расчетов представлены в табл. 1, 2.

Расчеты показали, что при использовании в клинкерном холодильнике способа конверсии топлива исключаются потери тепла с аспирационным воздухом и увеличивается общий возврат тепла в печь, вследствие чего КПД холодильника возрастает на 10–15 %. Количество и состав отходящих газов меняется следующим образом (табл. 1): снижаются

Расход клинкера при производстве цемента

Цементная промышленность – одна из наиболее энергоемких отраслей промышленности, а ее предприятия дают более 5% мирового объема выбросов СО2.

В свете повышенного внимания к проблемам охраны окружающей среды и влияния промышленной деятельности на климат для цементной промышленности важно двигаться вперед к цели усовершенствования своего производства, чтобы сделать его более энергоэкономичным, особенно при существенном подорожании топлива, необходимого для обжига клинкера.

При производстве цемента в мире нашли распространение четыре основные технологические схемы:

– мокрый способ производства цемента;
– сухой способ производства цемента;
– полусухой способ производства цемента;
– комбинированный способ производства цемента.

Существенное отличие этих способов заключается в различии подготовки сырьевых компонентов и их обжига. В России преимущественно используется мокрый способ производства цемента. Это обусловлено в первую очередь тем, что многие заводы работают на сырье, с влажностью более 20%.

Наибольшее распространение получили две схемы подготовки сырьевых компонентов при производстве цемента по мокрому способу. По первой схеме цемент производится с применением мела в качестве карбонатного сырья. Учитывая, что мел – это легко разрушаемая порода, подготовка сырьевой шихты осуществляется в Гидрофолах и коротких шаровых мельницах домола. При этом на подготовку шлама расходуется порядка 4,5…7,0 кВт•ч/т. Однако в связи с повышенной пористостью мела влажность шлама составляет 40…46%. Используемое оборудование очень просто в обслуживании, эксплуатации и ремонте. Затраты на производство единицы продукции минимальны.

По второй схеме производства цемента в качестве карбонатного сырья используются мергели и известняки, и подготовка сырьевой шихты существенно усложняется. Дробление карбонатной породы как минимум осуществляется в две стадии: первичное дробление производится в щековых или конусных дробилках, а вторичное – в дробилках ударного действия до размера частиц 20…25 мм. Окончательное измельчение осуществляется в шаровых мельницах. На подготовку шлама расходуется около 25…30 кВт•ч/т, а в некоторых случаях и более. В связи с большей плотностью названных выше сырьевых компонентов влажность составляет 33…36%. Используемое оборудование сложнее в обслуживании, эксплуатации и ремонте. На участках дробления необходимо устанавливать оборудование для пылеподавления. Затраты на единицу продукции по этой схеме подготовки сырья выше Главным звеном в технологической линии производства цемента является печной агрегат, от надежности и эксплуатации которого зависят технико-экономические показатели всего завода.

Читайте так же:
Чертежи технологической схемы производства цемента

В состав печного агрегата входят: вращающаяся печь мокрого способа производства, внутрипечной теплообменник, охладитель клинкера, дозаторы и устройства подачи сырьевых материалов, топливосжигающие устройства, тягодутьевое оборудование, аппараты для очистки и выброса в атмосферу газов и воздуха, выходящих из печи и охладителя клинкера, а также различное вспомогательное оборудование. В России распространены печные агрегаты с планетарными (рекуператорными) и колосниковыми охладителями клинкера.

Планетарными охладителями оснащены вращающиеся печи старых конструкций, размер которых не превышает 4 х 150 м. Такие печи отличаются простотой конструкции (отсутствие приводного механизма и вентилятора у охладителя), что обуславливает пониженные эксплуатационные затраты и уменьшение расхода электроэнергии на обжиг. Однако ввиду коротких барабанов охладителей температура клинкера на выходе из них составляет 300…350°С, а на некоторых предприятиях доходит до 500°С. Учитывая большие потери тепла через корпус охладителя, удельный расход топлива составляет 220…250 кг усл. топлива на тонну клинкера (1 кг усл. топлива = 7000 ккал = 29,3 МДж).

Наиболее современные печные агрегаты оборудованы охладителями переталкивающего типа. За счет большего количества возвращаемого в печь тепла, расход топлива в них составляет 195…210 кг усл. на тонну клинкера. Эксплуатационные расходы на колосниковый охладитель существенно выше, чем на планетарный. В сравнении с вышерассмотренными печными агрегатами, удельный расход электроэнергии возрастает на 10…12 кВт•ч/т клинкера.

Кроме большого расхода топлива, при данном способе производства цемента, наблюдается высокий выход СО2, составляющий 840…970 кг/т клинкера. Концентрация NOx в отходящих газах 100…300 мг/нм3. Активность клинкера почти всегда более 50 МПа. Простота схемы подготовки сырьевой смеси и минимальное пыление не требуют большого количества пылеочистного оборудования при переработке сырьевых компонентов. Максимальная производительность таких линий не превышает 3000 т/сут клинкера.

На рис. 1 показан печной агрегат размером 5 х 185 м с колосниковым охладителем клинкера. При производстве цемента по сухому способу поступающие из карьера глину и известняк после усреднения в процессе дробления подсушивают и измельчают в сырьевой мельнице с одновременной сушкой. На усреднение сырья обычно затрачивается 5…7 кВт•ч/т клинкера. Измельченная смесь, называемая сырьевой мукой, обжигается во вращающихся печах с циклонными теплообменникими. Учитывая, что влажность сырьевой муки не превышает 3%, а мелкодисперсные частицы находятся во взвешенном состоянии не более 30 сек., на обжиг клинкера расходуется топлива на 35…40% меньше. На отечественных предприятиях, работающих по сухому способу, расход топлива на обжиг клинкера составляет 130…140 кг усл. топлива на тонну клинкера.

На рис. 2 показан печной агрегат размером 4,5 х 80 м с циклонным теплообменником и декарбонизатором. Установка декарбонизатора снижает стоимость печного агрегата такой же производительности на 10…15%. В декарбонизаторе сжигается до 60…70% всего топлива, что повышает степень декарбонизации сырьевой муки до 85…90%.

Со времени появления первых печей, работающих по сухому способу производства (1951 г.), они претерпели существенные изменения. Многие фирмы-производители цементного оборудования выпускают 2-х и 3-х опорные вращающиеся печи с самоцентрирующимися опорами. Учитывая меньшую массу, 2-х опорные печи имеют фрикционную передачу вращения печи через опорные ролики. Отсутствие дорогостоящей зубчатой передачи значительно удешевляет конструкцию привода печи. При этом установочная привода возрастает на 10…15%. Разработка циклонов с пониженным гидравлическим сопротивлением позволила при той же потребляемой дымососами мощности увеличить число ступеней в теплообменнике с 4-х до 6-и. Существенные изменения претерпели и декарбонизаторы. От конструкций, основанных на закручивающихся потоках, перешли к конструкциям, имеющим форму восходящего потока, в которых время нахождения обжигаемой частицы

Рис. 1. Печной агрегат мокрого способа производства с вращающейся печью 5 х 185 м

Производство цемента и состав цементного клинкера

Состав цементного клинкера который получается от производства цементного камня по новой технологии. Способы схем процесса производства цемента из клинкера.

Производство цемента из клинкера

Романцемент — получают путем обжига известняков, содержащих глинистых не менее 25% при температуре 1000-1200 градусов по Цельсию. Применение: производство бетонов низких марок, стеновые панели, блоки.

Портландцемент — после обжига известняков, мергелей и глинистых примесей получают цементный клинкер. Клинкер смешивают с добавками (ракушечник, доменный шлак).

Романцемент

Способы производства портландцемента

1. Мокрый — компоненты измельчают и смешивают в присутствии воды, полученную суспензию (шлам) обжигают.

2. Сухой — все тоже самое, только в сухом состоянии.

Минералогический состав цементного клинкера

Трехкальциевый силикат (алит) является активным минералом. Быстро твердеет и набирает прочность, сопровождается значительным тепловыделением.

Двухкальциевый силикат (белит) в начальный период твердеет медленно.

Читайте так же:
Приготовление раствора цемента с жидким стеклом

Трехкальциевый алюминат — низкая стойкость против серно-кислых соединений.

Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет медленнее алита, но быстрее белита. Прочность ниже алита.

Применение портландцемента

Приготовление растворов невысоких марок для кладочных и штукатурных работ, бетонные изделия.

Виды портландцемента

Глиноземистый Глиноземистый цемент — быстро твердеет. Получают путем обжига известняков и бокситов (богаты глиноземом). Процесс твердения сопровождается большим тепловыделением.

Свойства: сульфатостойкий, водонепроницаемый, жаростойкий, в 3-4 раза дороже портландцемента.
Применение: срочные ремонтные работы, аварийные работы, бетонные работы в зимних условиях, производство жаростойких бетонов.

Водонепроницаемый расширяющийся Водонепроницаемый цемент портландцемент получают путем тщательного измельчения глиноземистого цемента, гипса и гидроалюминатов кальция. При взаимодействии двух последних происходит образование гидросульфатоалюминатов кальция. Твердение сопровождается увеличением объема.

Применение: создание гидроизоляционных покрытий, заделка стыков и трещин железобетонных конструкций.

Быстротвердеющий Быстротвердеющий цемент портландцемент характеризуется быстрым нарастанием прочности.

Конечно, скорость твердения не сравнить с гипсом. Но самая быстрая из всех видов цемента.

Применение: возведение монолитных сооружений, приготовление высокопрочных бетонов.

Шлакопортландцемент Шлакопортландцемент жаро-, водо- и сульфатостойкий. Процесс твердения медленный.

Применение: изготовление железобетонных конструкций для работы в горячих цехах, гидротехнические сооружения.

Пуццолановый Пуццолановый цемент портландцемент твердеет медленно, требует систематического увлажнения.

Свойства: водостойкий, сульфатостойкий, не морозостойкий.

Применение: бетонные и ж/б конструкции.

Пластифицированный Пластифицированный цемент позволяет снизить водопотребление бетонных смесей и расход цемента на 5-8%.

Применение: дорожные бетоны, аэродромное и гидротехническое строительство.

Гидрофобный по своим свойствам похож на пластифицированный. Применение тоже.

Белый и цветной портландцемент Цветной цемент

Белый изготавливают из сырья в котором мало окрашивающих оксидов (чистый известняк). Цветной — в которых много (охра, железный сурик).
Применение: облицовочные плитки, фактурный слой стеновых панелей, искусственный мрамор.

Сульфатостойкий Сульфатостойкий цемент портландцемент изготавливают из клинкера с другими примесями не более 7%.

Производство цемента

Цемент — это один из самых востребованных строительных материалов на рынке. Однако, производство готового цемента является затратным как по капитальным вложениям, так и по использованию энергии. Заводы по его производству обычно расположены вблизи мест добычи основного сырьевого компонента, каковым является известняк. Сам цемент используется в строительстве, как в чистом виде, так и в качестве основы для изготовления незаменимых материалов (бетона и железобетона).

Производство цемента начинается с добычи клинкера. Затем клинкер измельчают и получают вещество в виде порошка, в которое добавляют гипсовый компонент и другое. Расходы на добычу клинкера — большая доля затрат в себестоимости цемента. В итоге такая статья затрат, как добыча сырья, составляет долю в себестоимости готового продукта равную 70%.

Фабрика по производству цемента

Метод, с помощью которого осуществляют добычу и разработку залежей известняка называется «сносом». Используя этот метод, часть горной породы «сносят», освобождая путь к известняку желто-зеленого цвета. Глубина залегания известняка обычно составляет 10 м, толщина пласта равна 70 см. До принятой глубины породу желто-зеленого цвета можно встретить еще примерно четыре раза. На следующем этапе добытый известняк с помощью ленты для транспортировки отправляется на измельчение. Здесь известняковая порода должна приобрести размер кусков не более 10 см в диаметре. Измельченный до таких размеров известняковый компонент транспортируется на сушку и повторное перемалывание, где к нему добавляются другие составляющие. Затем известняковая смесь обжигается. Так происходит процесс получения клинкера.

Следующая стадия заключается в обработке клинкера. В первую очередь, клинкер дробят. Одновременно проходит процесс подсушки минеральных компонентов и дробление гипсового камня. Затем все компоненты смешивают и еще раз подвергают перемалыванию.

Поскольку сырье имеет порой разные технические и физические характеристики, то в промышленности существует три метода производства готового продукта. Так, при производстве цемента применяется три способа изготовления готовой смеси: мокрый, сухой и комбинированный.

Цементная смесь, произведенная мокрым способом, сделана на основе карбоната (мела), силикатов (глины) и добавок, содержащих железо. К последним относятся конвертерный шлам, огарки пирита и железистый продукт. При этом глина должна содержать влагу не более 20%, а мел не более 29%. Все компоненты смеси проходят измельчение в воде, в итоге получается суспензия, влажность которой составляет 30-50%. Суспензия, а вернее шлам, поступает в специальные печи, где проходит обжиг. Печь для обжига имеет весьма внушительные размеры: ее высота составляет 7 м, а длина — 200 м. В процессе обжига из шлама происходит выделение углекислот. На выходе из печи после обжига получается клинкер, который имеет вид шариков. Эти шарики измельчают и получают готовую цементную смесь.

При сухом способе производства происходит сушка всех сырьевых составляющих цемента, и только затем перемалывание. Таким образом, смесь имеет вид порошка.

Читайте так же:
Цемент со шлаком или без

Сухой цемент

При комбинированном способе осуществляется частичное использование двух предыдущих. Таким образом, комбинированный способ производства подразделяется на два вида. При первом из них смесь сырьевых компонентов готовят по мокрому способу, и только затем влажность смеси снижают с помощью специальных фильтров, она не должна превышать 16-18%. Потом эту массу отправляют на обжиг. При втором виде для получения смеси используется способ сухого получения первоначальной смеси, а затем в нее добавляют воду. Так получают гранулы, размер которых составляет не более 10-15 мм. Затем эти гранулы отправляют в печь для обжига.

Дата публикации статьи: 6 ноября 2014 в 11:32
Последнее обновление: 19 января 2021 в 15:50

Расчет завода по производству пуццоланового портландцемента

Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования. Ведомость оборудования.

Расчет складов и бункеров для хранения материалов.

Расчет потребности в энергетических ресурсах.

Контроль технологического процесса и качества готовой продукции

Охрана труда и окружающей среды

Технико-экономические показатели производства

Перечень использованных источников

Перечень графического материала

Схема генерального плана завода (А-3)

Технологическая схема производства (А-1)

План цеха на отметке 0.000 (А-1)

Строительство завода по производству пуццоланового портландцемента производится в г. Магнитогорск.

Годовая производительность завода составляет 0,95 млн.т. в год.

При выборе площадки для строительства завода необходимо стремиться к максимальному приближению к месторождениям сырья и транспортным коммуникациям.

При производстве пуццоланового портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс).

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат местные карбонатные горные породы (известняк), доставляемые на завод автомобильным транспортом и глинистые породы, которые также доставляются на завод автомобильными путями. Шлак доставляется автомобильным транспорт с местных металлургических заводов. При производстве пуццоланового портландцемента используется гипс, который доставляется на завод также автотранспортом. Топливо используется газообразное природное – природный газ из районных месторождения. Предусмотрена возможность перехода на другой вид топлива, например каменный уголь.

Технологический процесс обеспечивается внедрением новых энергосберегающих технологий и высокопроизводительного оборудования.

Номенклатура выпускаемой продукции

Пуццолановый портландцемент – это гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера (60-80%) и вулканической породы — пуццолана с добавлением небольшого количества гипса. Количество пуццолана в пуццолановом портландцементе должно составлять 20-40%. Количество гипса в пересчете на SO 3 не должно превышать 3,5%.

Плотность пуццоланового портландцемента колеблется в пределах 2,8-3,0 г/см 3 , уменьшаясь по мере увеличения дозировки шлака. Объемная масса в насыпном состоянии 900-1200 кг/м 3, а в уплотненном состоянии – 1400-1700 кг/м 3 . Водопотребность пуццоланового портландцемента несколько меньше, чем у портландцемента, а водоотделение – несколько больше.

По срокам схватывания к пуццолановому портландцементу предъявляют те же требования, что и к портландцементу. Однако, как правило, пуццолановый портландцемент схватывается медленнее, чем портландцемент.

По ГОСТ 22266-76 пуццолановый портландцемент разделяется на марки 200, 300, 400, 500. Быстротвердеющий пуццолановый портландцемент через трое суток должен иметь предел прочности при изгибе не менее 35 кгс/см 2 , а при сжатии – не менее 200 кгс/см 2 . Через 28 суток предел прочности при сжатии должен быть не ниже 400 кгс/см 2 .

В связи с тем, что пуццолановый портландцемент обладает высокой удельной поверхностью, хранить его свыше двух недель не рекомендуется, так как активность, особенно в ранние сроки твердения, снижается очень сильно. По морозостойкости пуццолановый портландцемент сильно уступает портландцементу. Он обычно выдерживает до 100 циклов попеременного замораживания, поэтому его применяют в подземных и подводных сооружениях. Пуццолановый портландцемент отличается высокой стойкостью к многим агрессивным средам и, в частности, в мягких и сульфатных водах.

Пуццолановый портландцемент менее универсальный вяжущий материал чем, например, шлакопортландцемент его рекомендуется использовать для строительства подземных и подводных сооружений. Особенно эффективно его применение в гидротехническом строительстве.

Не рекомендуется применять пуццолановый портландцемент в зоне переменного уровня влажности, а так же в строительстве при низких температурах.

Главным преимуществом пуццоланового портландцемента, по сравнению со шлакопортладцементом является его высокая кислотостойкость.

3.1. Выбор сырьевых материалов, обоснование выбора способа и технологическая схема производства

В настоящее время применяют два основных способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: «мок­рый», при котором помол и смешение сырья осуществляются в водной среде, и «сухой», когда материалы измельчаются и смешиваются в сухом виде.

Каждый из этих способов имеет свои положительные и от­рицательные стороны. В водной среде облегчается измель­чение материалов, при их совместном помоле быстро дости­гается высокая однородность смеси, но расход топлива на обжиг сырьевой смеси при мокром способе в 1,5—2 раза больше, чем при сухом. Кроме того, значительно возрастают размеры обычных вращающихся печей при обжиге в них мокрой сырьевой смеси, так как эти тепловые агрегаты в зна­чительной мере выполняют функции испарителей воды.

Читайте так же:
Состав цементного раствор м400

Мокрый способ, несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие понижен­ного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в тех­нике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комби­нированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных уста­новках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с с сухим, длительное время находил ограниченное применение вследствие понижен­ного качества, получаемого клинкера. Однако успехи в тех­нике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу.

Применение находит и третий, так называемый комби­нированный способ. Сущность его заключается в том, что подготовка сырьевой смеси осуществляется по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных уста­новках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30% снижает расход топлива по сравнению с расходом по мокрому способу, но при этом возрастают трудоемкость производства и расход электроэнергии.

В ряде стран, в том числе в России и США, преобладает производство цемента по мокрому способу. Исходя из технико-экономических показателей принимаем сухой способ производства.

Описание технологического процесса

При мокром способе производства известняк проходит двухстадийное дробление в щековой – 4 и молотковой дробилках – 6 в водной среде, что сильно упрощает процесс дробления и по ленточному конвейеру поступает на склад – 7. Глина измель­чается в валковой дробилке – 10 и затем распускается в глиноболтушках – 11 диаметром 10 м и высотой 2,5 м, футерованных изнутри чугунными плитами. В центре болтушки вращается крестовина с прикрепленными к ней стальными граблями для измельчения глины.

Затем известняк и глина через бункера, оборудованные дозаторами, перекачиваются насосами по трубопроводу в барабанную мельницу – 8 на сов­местный помол. Измель­ченный материал по трубопроводу перекачивается в шлам-бассейны. Готовый шлам также по трубопровуду с помощью насосов поступает во вращающуюся печь – 14 через питатель – 13 для равномерной подачи смеси. Затем тонкая фрак­ция через циклоны , аэрожелобы и дозирующие устройства поступает в силосы (склад) сырьевой муки, а грубая фракция через сепаратор — на домол в мельницу.

Сырьевая мука из силосов, обору­дованных устройствами смесительной аэрации, аэрожелобом и питателя­ми транспортируется в циклонные те­плообменники , где нагревается вы­ходящими из печи газами до 700— 750 °С и частично декарбонизуется. Из теплообменников сырьевая мука са­мотеком направляется во вращающуюся печь . Клинкер, выходящий из пе­чи, охлаждается в холодильнике . Затем клинкер пластинчатым конвейе­ром направляется в силосный склад , оборудованный дозаторами ; на этом же складе находятся необходи­мые добавки, в этом случае пуццолан, предварительно измельченный, но возможно добавление дополнительных добавок, для улучшения качества цемента. Со склада клинкер и до­бавки ленточным конвейером пода­ются на помол в барабанную мельни­цу , оборудованную сепаратором . Тонкая фракция от мельницы через циклоны , пневмокамерный насос направляется в силосный склад , грубая — через аэрожелобы , элеватор и центробежный сепара­тор — на домол в мельницу. По­мольный агрегат оборудован аспирационными устройствами ; холодиль­ник— электрофильтром ; печь — скруббером , электрофильтром и дымососами , через которые обес­пыленные газы или воздух направля­ются в атмосферу. Цемент со склада грузят в железнодорожные вагоны или автоцементовозы.

В рассмотренном выше случае при сухом способе производства степень декарбонизации сырьевой муки в цик­лонных теплообменниках достигает 20 %, производительность печи не пре­вышает 150 т/ч. С целью повышения производительности печного агрегата или снижения его металлоемкости на некоторых зарубежных цементных за­водах между теплообменниками и вра­щающейся печью устанавливают реактор-декарбонизатор. В этом аппарате с помощью дополнительных горелок осуществляется декарбонизация сырь­евой смеси до 90 %. В реакторе-декарбонизаторе используется отходящий воздух клинкерного производства. Про­изводительность печи в таких установ­ках достигает 450 т/ч.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector