// //
Дом arrow Научная литература arrow ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА arrow Приготовление сырьевой смеси по сухому способу
Приготовление сырьевой смеси по сухому способу
Приготовление сырьевой смеси по сухому способу. На рисунке  представлен один из вариантов технологической схемы приготовления сырьевой смеси сухим способом. Известняк после двухстадийного дробления в щековой и молотковой дробилках, глину после дробления в валковой дробилке и огарки — все вместе подают на помол в шаровую мельницу. Глину предварительно подсушивают в сушильном барабане. Полученную сухую сырьевую муку транспортируют в смесительные силосы, где ее корректируют и перемешивают с помощью сжатого воздуха. Затем сырьевую муку подают на обжиг. Последовательность технологических операций при сухом и мокром способах одинакова. Однако реализуются они по-разному и, кроме того, при сухом способе подготовки появляется дополнительная операция — сушка.

Сушка. Большинство видов портландцементного сырья имеет влажность 5—20 %. Размалываться сухим способом могут материалы с влажностью не более 1 %. При более высокой влажности происходит налипание измельчаемого продукта на стенки мельницы. Поэтому цель сушки — подготовить сырье к помолу, обеспечить нормальные условия работы мельницы. Выбор способа и, режима сушки сырьевых материалов зависит от их физических свойств, гранулометрического состава, начальной и конечной влажности. Сушка может производиться как в отдельных аппаратах, так и совместно с измельчением сырья.

При измельчении пластичных налипающих пород с содержанием влаги до 25—30 % целесообразно совмещение процессов сушки и дробления. Дробилки-сушилки — это дробилки ударно-отражательного действия, приспособленные для приема горячих газов (отходящих печных или из специальной топки). В них можно перерабатывать материалы с исходной влажностью до 25 %, крупностью до 750 мм. К загрузочному устройству влажный материал подают пластинчатым питателем. Ножевой барабан измельчает крупные куски материала и распределяет его по всей ширине питателя. Ссыпаясь с пластинчатого конвейера, материал падает на молотковый барабан мельницы через смесительную камеру, в которую поступают горячие дымовые газы. В   результате интенсивного теплообмена  поверхность кусков материала подсушивается и предотвращается их слипание. Материал измельчается молотками и отбрасывается на отражательную плиту. Подсушиваясь в потоке горячих газов, частицы материала продолжают измельчаться в результате соударений с отражательной плитой и друг с другом. Измельченные частицы выносятся потоком газов из мельницы, а крупные частицы снова падают вниз и доизмельчаются за счет повторного соударения с молотками мельницы. Для каждого измельчаемого материала подбираются соответствующая скорость молотков и воздушного потока, размер и расположение отражательной плиты. Обычно продукт дробления имеет влажность около 1 % и небольшое число частиц крупнее 1 мм. Как правило, горячие газы поступают в дробилку из теплообменника — подогревателя печи; температура их на входе менее 400° С. Однако для очень влажных и липких материалов требуется температура до 800 °С. В этих случаях дробилку-сушилку снабжают горячими газами из вспомогательной топки.

На обжиг

 
Белов В.В. Конспект лекций по курсу Вяжущие вещества

 Технологическая схема подготовки портландцементной сырьевой смеси по сухому способу

1 — щековая дробилка; 2 — молотковая дробилка; 3 — склад: 4 — валковая дробилка; 5 — сушильный барабан; 6 — бункера сырьевых мельниц; 7 — тарельчатые питатели; 8 — шаровая мельница; 9 — сепаратор; 10— коррекционные силосы; 11 — запасные силосы

Широкое распространение в цементной промышленности получили сушильные барабаны. В зависимости от заданного режима сушки применяют как противоточные, так и прямоточные барабаны. В противоточных газы и материал движутся навстречу друг другу, а в прямоточных — в одном направлении. Топочные газы, получаемые сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива, смешиваются с холодным воздухом до получения температуры сушильного агента 500— 950 °С. Температура отходящих из барабана газов 100—120° С, а высушенного материала —80—100 °С,

Пластичное сырье (глину, суглинки) сушат в основном в прямоточных сушилках, где воздействие горячих газов на влажный материал предотвращает его налипание у входа в сушилку. При сушке пластичных материалов в противоточных сушилках приходится заметно снижать скорость подачи материала в сушильный барабан, что соответственно снижает его производительность. Для улучшения теплообмена между газами и материалом на внутренней поверхности барабана закрепляют лопасти, полки и другие устройства, заставляющие высушиваемый материал пересыпаться. Применяют также ячейковые внутрибарабанные устройства, которые разделяют сечение барабана на ряд ячеек, что приводит к увеличению поверхности теплообмена и более полному контакту материала е горячими газами при вращении барабана. Одновременно уменьшается пылевыделение. Обычно степень заполнения материалом сушильных барабанов с пересыпными устройствами составляет 12—15 %, у барабанов с ячейковыми устройствами она выше — от 25 до 30 %. Более высокая степень заполнения материалом обеспечивает при одинаковых размерах сушилок повышение производительности на 30—50 %.

В цементной промышленности эксплуатируются сушильные барабаны размерами, м: 2,2х14; 2,6х18; 2,8х20; 3х21 и др. Производительность сушильных барабанов по сухому веществу в зависимости от их размеров и типа высушиваемого материала колеблется от 8 до 70 т/ч, по количеству испаряемой влаги — от 1800 до 18 000 кг/ч; расход теплоты на сушку материала составляет 4,6—5 МДж/кг при теоретическом расходе теплоты на испарение 1 кг воды 2,69 МДж. Остальное количество теплоты теряется с отходящими газами и с нагретым материалом, а также лучеиспусканием. Основные недостатки сушильных барабанов — высокая металлоемкость и низкий коэффициент использования теплоты.

Сушку невязких материалов целесообразно производить во взвешенном состоянии, например в вихревых сушилках. В стальном корпусе, футерованном внутри огнеупором, вращаются два вала с лопастями. Высушиваемый материал попадает на быстро вращающиеся лопасти и разбрасывается по внутреннему пространству сушилки. Сушильный агент, поступающий через патрубок, омывает зерна материала и сушит их во взвешенном состоянии. Отработанные газы удаляются в пылеуловители, а затем в атмосферу. Высушенный материал выгружается из сушилки через клапанные затворы. В качестве сушильного агента используют горячий воздух из воздухоподогревателей и колосниковых клинкерных холодильников или отходящие газы вращающихся печей. Температура газов, поступающих в сушилку, не должна превышать 600 °С. Вихревые сушилки более экономичны и компактны по сравнению с сушильными барабанами, их производительность в 2—3 раза выше. Так, за 1 ч в 1 м3 сушильного пространства вихревой сушилки испаряется 125— 150 кг воды, а в сушильных барабанах — не более 50— 60 кг. Однако в вихревых сушилках можно сушить только сыпучие материалы, не налипающие на лопасти вала и футеровку. Их недостатки — большой пылевынос и быстрый износ.           

В последние годы широко применяют аэросушллки с сушкой материала в кипящем   слое. Аэрофонтанная сушилка позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет увеличения поверхности теплообмена и повышения температуры сушильного агента до 1300— 1500 °С, обеспечивающих рост производительности установки и уменьшение ее габаритов. Материал высушивается в вертикальном реакторе в псевдоожиженном (кипящем) слое. Напор газового потока должен быть достаточен для создания псевдоожиженного слоя толщиной 500—600 мм. Вновь поступающие порции материала вытесняют подсушенный продукт вниз, в зону более высоких температур. Затем последний через течку попадает на конвейер. Газы, отдавшие теплоту материалу в кипящем слое, через реактор попадают в воздушно-проходной сепаратор. Здесь выделяются крупные частицы пыли, а затем газы окончательно обеспыливаются в циклонах. Аэрофонтанные сушилки отличаются высокой производительностью (50—70 т/ч по сухому материалу) при удельном паронапряжении 250—300 кг/(м3-ч) и удельном расходе теплоты на сушку 4,2 МДж/кг. Кроме того, они в 50 раз менее металлоемки, чем сушильные барабаны, просты по конструкции, легко автоматизируются.

 В сушильных установках с русловым кипящим слоем сушке подвергают шлак с размером кусков до 50 мм и влажностью до 25 %. Шлак равномерно распределяется на незначительно наклоненной решетке слоем высотой до 300 мм. Поток дымовых газов с температурой до 1100°С из топки подается под решетку. Напор потока обеспечивает перевод слоя шлака в кипящее состояние, его сушку и перемещение к разгрузочной топке. Сухой шлак с влажностью не более 2 % поступает на ленточный конвейер, а отработанный запыленный газ направляется на очистку.

При разработке технологической схемы в каждом отдельном случае должна быть решена целесообразность предварительной сушки сырья в особом аппарате либо совмещения помола и сушки. При совмещении с помолом сушка идет более интенсивно, так как увеличивается  поверхность соприкосновения горячего  газа с размолотым материалом, а также используется теплота мелющих тел и броневых плит, нагревающихся при помоле.

Тонкое измельчение сухих сырьевых смесей. Помол портландцементных сухих смесей происходит в таких же трубных мельницах, какие используются при мокром измельчении. Однако сухое измельчение протекает труднее. Расход энергии на единицу массы размалываемого материала при сухом способе на 30 % выше, чем при мокром. Кроме того, при сухом помоле сырья из мельницы необходимо удалять тонкодисперсные частицы путем отсоса запыленного воздуха. Если этого не делать, то налипающие на мелющие тела и футеровку мельчайшие зерна амортизируют удары мелющих тел и затрудняют измельчение. Третья особенность сухого помола — совмещение процессов размола и сушки, что позволяет упростить технологическую схему, снизить капитальные затраты и расход электроэнергии.

Измельчение сырьевых материалов может производиться по открытому или замкнутому циклу. При открытом цикле материал проходит через мельницу один раз и поступает на дальнейшую переработку. Такая схема эксплуатируется на ряде старых цементных предприятий, но не может быть использована на новых, так как не обеспечивает необходимой тонкости помола сырья. Сырьевая смесь высокого качества может быть получена только при замкнутом цикле измельчения, когда после прохождения мельницы продукт классифицируется в сепараторе на тонкую и грубую фракцию с возвратом последней на доизмельчение. При замкнутом цикле повышается расход энергии на вспомогательные операции, однако это единственный путь получения высокой тонкости помола сырья.

По нормам технологического проектирования цементных заводов предусмотрены следующие возможные варианты сухого помола сырьевой смеси:

а) одностадийный в замкнутом цикле в мельницах с воздушно-проходными сепараторами и одновременной сушкой;

б) одностадийный в замкнутом цикле в мельницах с сушкой и центробежным проходным или центробежным циркуляционным сепаратором;

в) двухстадийный с применением на первой стадии мельниц самоизмельчения типа «Аэрофол» с одновременной сушкой материала и на второй стадии сепараторных шаровых трубных мельниц для доизмельчения крупки с подачей в них при необходимости сушильного агента.

Если влажность измельчаемых материалов невелика, то сушильным агентом могут быть отходящие газы печей с циклонными теплообменниками с температурой 300—350° С. При средней влажности сырья более 10 % сушку производят смесью горячих газов, получаемых сжиганием топлива в специальной топке, и отходящих газов печей. Трубные мельницы, в которых совмещаются помол и сушка, имеют некоторые конструктивные особенности. Как правило, первая короткая камера мельницы (сушильная камера) не имеет мелющих тел, но оборудуется лопастями для перемешивания измельчаемых материалов. Кроме того, узел загрузки мельницы должен обеспечивать возможность подачи горячих газов и разбавления их при необходимости холодным воздухом.

Технологические схемы помола по замкнутому циклу отличаются между собой способами транспортирования измельченного продукта от мельницы к сепараторам. Применяют два способа транспортирования материала — пневматический в струе горячих газов или воздуха, просасываемых через мельницу, и механический с помощью элеваторов. Соответственно используют и различные типы сепараторов: воздушно-проходные или центробежные.

Мельницы с воздушно-проходными сепараторами рассчитаны в первую очередь на измельчение сырьевых материалов одновременно с сушкой. Они работают при невысокой температуре газового потока, что позволяет использовать отходящие газы вращающихся печей. Молотый продукт транспортируется потоком сушильного агента в проходной сепаратор, где разделяется на крупку и готовый продукт. Крупка возвращается в мельницу на домол, а готовый продукт отделяется от газов в циклонах и электрофильтрах. Преимуществами указанных мельниц являются: более полное использование теплоты отходящих газов, меньшие капитальные затраты на установку, лучшие условия эксплуатации. Однако через них приходится пропускать большое количество сушильного агента— (2—3) 104 м3/ч, что требует высокого расхода электроэнергии. Для мельниц с механическим транспортированием муки к сепаратору расход энергии на 1 т муки ниже на 14,5—18 МДж. Вследствие этого воздушно-проходные сепараторы постепенно вытесняются центробежными.

В мельницах с центробежными сепараторами объем сушильного агента может быть существенно ниже, а температура повышена до 600—650 °С. Горячие газы подают в мельницу и сепаратор или только в сепаратор. При этом иногда питание мельницы осуществляют через сепаратор. В нем предварительно подсушивают материал, что способствует повышению производительности помольного агрегата и снижению расхода электроэнергии.

Работа центробежных сепараторов основана на принципе механического отделения крупных частиц под действием центробежной силы. Измельченный материал попадает в сепараторе на вращающийся распределительный диск и под действием центробежной силы разбрасывается внутри сепаратора. Крупные частицы по сравнению с мелкими отбрасываются дальше. Ударяясь о стенки внутреннего кожуха, они ссыпаются во внутренний конус и поступают на вторичное измельчение. Мелкие частицы увлекаются восходящим воздушным потоком. С увеличением скорости воздушного потока увеличиваются размеры крупки и зерен готового продукта. Регулируют ее изменением угла наклона лопастей.

Более высокую точность разделения, узкую гранулометрию сырьевой смеси обеспечивают центробежные сепараторы с выносными циклонами. В них воздушный поток создается напором вентилятора и направляется по касательной в корпус сепаратора. Мелкие частицы, разбрасываемые вращающейся тарелкой, подхватываются потоком и уносятся в циклоны, откуда направляются в силосы. Крупные частицы под действием силы тяжести оседают вниз, а затем поступают на доизмельчение.

Мельницы совмещенного помола и сушки позволяют перерабатывать материалы с влажностью до 10—12 %. При более высокой влажности сырья необходима предварительная его подсушка, которая может также совмещаться с процессом дробления. При этом одна топка может обеспечивать подачу горячих газов и в дробилку, и в мельницу. Часть дымовых газов из топки поступает в дробилку и вместе с дробленым материалом перемещается по герметизированным винтовым конвейерам к элеватору в сепаратор, а из него в шаровую мельницу. Второй поток горячих газов из той же топки поступает непосредственно в сепаратор, где происходит интенсивная сушка материала. При измельчении в мельнице материал досушивается за счет аккумулированного тепла. Охлажденные газы после очистки удаляются в атмосферу.

Возможности измельчения сухим способом материалов повышенной влажности расширяются при использовании на первой стадии помола мельниц самоизмельчения «Аэрофол» с отношением диаметра к длине от 3 : 1 до 4 : 1. Большой диаметр загрузочных цапф позволяет пропускать через них значительный объем горячих газов. Кроме того, благодаря большой поверхности контакта газов и материала в мельнице «Аэрофол» можно применять газы относительно невысокой температуры (отходящие газы вращающихся печей и холодильников). Мельницы «Аэрофол» выпускают диаметром 7— 9,75 м, производительностью 100—400 т/ч. В них перерабатываются материалы с исходной крупностью 200— 400 мм и более влажностью до 25 %. Принцип их работы аналогичен принципу работы мельниц «Гидрофол». Материал поступает в мельницу через цапфу, отбрасывается при вращении барабана к периферии на лопасти, поднимается ими и вновь падает вниз, ударяясь по пути о куски поступающего в мельницу материала и лопасти. В мельницу можно загружать небольшое количество стальных шаров (5—6 % внутреннего объема мельницы), которые усиливают размалывающее действие кусков материала. Таким образом, помол в мельнице происходит в результате соударения кусков материала о лопасти и ударного действия шаров. Внедрение в цементную промышленность мельниц «Аэрофол» позволило реализовать этот процесс без мелющих тел. Важнейшие преимущества этого типа мельниц: совмещение операций мелкого дробления, помола и сушки в одном аппарате, отказ от строительства отделений вторичного дробления известняка и сушки, резкое повышение производительности мельниц и снижение расхода энергии, максимальное использование теплоты отходящих газов.

Возможны две принципиальные схемы работы мельницы «Аэрофол»: по первой сырье подается в мельницу вместе с отходящими горячими газами. Измельченный материал выносится газовым потоком в воздушно-проходной сепаратор. Тонкие фракции осаждаются в циклонах, крупные при необходимости частично возвращаются в мельницу «Аэрофол», а чаще направляются в трубную мельницу, работающую в замкнутом цикле с центробежным сепаратором. Из сепаратора крупные фракции возвращаются на домол в трубную мельницу, а тонкие совместно с тонкими фракциями проходного сепаратора поступают в силосы. По второй схеме весь измельченный материал совместно с отходящими печными газами из мельницы «Аэрофол» направляется в циклоны первой стадии очистки, и после осаждения весь продукт проходит через мельницу домола, работающую в замкнутом цикле с центробежным сепаратором.

В последние годы в цементной промышленности применяют роликовые мельницы. В них материал измельчается между вращающейся чашей и роликами (или шарами), прижимаемыми к основанию пружинами или специальными гидропневматическими устройствами. Мельница в зависимости от производительности имеет два-четыре конических ролика, которые катятся по слою материала, находящемуся на плоской тарелке, тарелка вращается с частотой 25—35 мин-1. Материал в мельницу загружают через шлюзовой затвор. Он поступает в центр тарелки и отбрасывается центробежной силой к ее периферии, где попадает под ролики. Измельченный материал перемещается к наружной стороне дорожки качения ролика и падает с тарелки, где подхватывается и увлекается вверх потоком воздуха, нагнетаемым по краю тарелки. В верхней части мельницы сепаратор отделяет крупные частицы, которые вновь падают на измельчающую тарелку. Помольная камера роликовых мельниц полностью герметизирована, поэтому в них можно сушить материал с использованием теплоты отходящих газов вращающихся печей.

Роликовые мельницы при помоле портландцементных сырьевых материалов намного экономичнее, чем шаровые. В них можно измельчать с одновременной подсушкой материал с влажностью до 15 %. Максимальный размер кусков питания роликовых мельниц составляет 50—125 мм, что в ряде случаев позволяет отказаться от вторичного дробления. Уровень шума роликовых мельниц значительно ниже, чем шаровых. Материал находится в роликовой мельнице около 2 мин, а потому ускоряется контроль и корректирование состава сырьевой смеси. Преимуществами этих мельниц являются также меньшие потребности в площадях, более точное регулирование, снижение расхода энергии на помол. Их недостатки: большие капитальные вложения по сравнению с шаровыми мельницами, а также быстрый износ роликов.

Мельницы сухого помола могут эффективно работать только при вентилировании мельничного пространства — просасывании через него горячих газов (при сушке) или воздуха. Скорость воздушного потока (0,3—0,7 м/с) обеспечивается вентилятором, просасывающим воздух через мельницу и последующие очистные устройства. Система, работает под разрежением, что предупреждает выбивание пыли. Газовоздушный поток, проходя через мельницу, увлекает мельчайшие частицы и предотвращает их налипание на мелющие тела. Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20—25 %, уменьшается пылевыделение, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Однако, чем больше объем просасываемого воздуха, тем выше гидравлическое сопротивление мельницы и расход энергии на аспирацию.

Для интенсификации измельчения рекомендуется также вводить в мельницу специальные добавки — интенсификаторы помола. К ним относятся многие ПАВ: спирты, фенолы, этаноламины и т. д. Их присутствие создает в полости мельницы адсорбционно-активную среду. Проникая в микротрещины материала, ПАВ снижают сопротивляемость его размолу. Кроме того, адсорбция ПАВ на поверхности образующихся при размоле мельчайших частиц предотвращает их агрегирование. В результате производительность мельницы увеличивается на 20—30 % с соответствующим снижением удельного расхода электроэнергии. Кроме того, улучшается текучесть размалываемого материала, что благоприятно изменяет характер движения материала и мелющих тел и ускоряет процесс помола. Применение ин-тенсификаторов помола в первую очередь целесообразно при измельчении прочных, трудно размалываемых материалов.

Гомогенизация и корректирование порошкообразных сырьевых смесей. При сухом тонком измельчении материалов получить однородную смесь постоянного состава значительно труднее, чем при мокром. Соответственно при сухом способе производства портландцемента требования к качеству корректирования и гомогенизации получаемой шихты особенно строгие. Применяется порционное и поточное корректирование. При порционном корректировании сырьевая мука из мельниц системой пневматических (аэрожелоба) и механических (винтовые конвейеры, элеваторы) транспортных устройств подается в корректирующий силос. После проверки ее состава в тот же силос перекачивается необходимое количество корректирующей сырьевой муки и компоненты перемешивают до получения однородной смеси. Готовая сырьевая мука поступает в запасные силосы.

Поточное корректирование сырьевой смеси позволяет сократить его длительность, снизить расход энергии и капитальные затраты, но оно возможно только при выполнении следующих условий: на помол необходимо подавать сырьевые компоненты заданного и однородного химического состава; дозирование осуществлять точными устройствами с автоматическим регулированием; надежно и оперативно контролировать и регулировать все стадии приготовления сырьевой смеси.

Поступающие с карьеров на завод известняк и глина после первой стадии дробления проходят через контрольные станции определения их химического состава. Результаты анализов используются для первичного дозирования с относительно невысокой точностью (±3—4 %). Дозированные известняк и глину подают в мельницы самоизмельчения, где готовят грубомолотые смеси двух составов с повышенным и пониженным титром — соответственно «высокую» и «низкую». Это позволяет, с одной стороны, предъявлять менее строгие требования к первичному дозированию, с другой — осуществлять при вторичном дозировании оптимизацию химического состава сырьевой смеси путем оперативного маневрирования «высокими» и «низкими» силосами и управления дозаторами. Ориентировочные значения соотношений известняка и глины в «высокой» и «низкой» смесях должны составлять соответственно: 90:10 % и 70:30 %, т. е. быть достаточно близкими, чтобы не создавать затруднений при их сушке. Дозированная смесь «высокого», «низкого» материалов и огарков контролируется каждые 5—10 мин и подается элеватором в центробежный сепаратор. Здесь отделяют тонкие фракции, а крупка возвращается на домол в мельницу. В месте последующего объединения обоих потоков снова определяется их состав. Объединенный поток готовой сырьевой муки поступает в промежуточный силос.

Его размеры должны обеспечивать продолжительность заполнения в течение 8—10 ч. Промежуточные силосы не решают задачи усреднения состава шихты. Цель их установки — создание запасов грубодозированной сырьевой смеси известного химического состава. Из силосов сырьевая смесь поступает на дозаторы по массе, осуществляющие окончательное точное дозирование перед домолом сырья в шаровой мельнице.

Смесительные силосы — металлические или железобетонные цилиндрические емкости с плоским или коническим днищем. Диаметр силосов составляет от 5—6 до 12—18 м, вместимость 400—4000 м3. Наилучшие условия перемешивания достигаются при отношении высоты силоса к его диаметру от 1,5 : 1 до 2 : 1. Предпочтительны силосы с плоским основанием, так как в них гарантируется более равномерное распределение воздуха.

Гомогенизация приготовленных сырьевых смесей производится аэрацией порошков. Сырьевую муку перемешивают сжатым воздухом, подаваемым через воздухопроницаемое днище. Его поверхность на 50—80 % выложена специальными коробками, состоящими из металлического корпуса и пористой аэроплитки. Аэроплитки изготовляют керамические, из металлокерамических сплавов, текстиля и др. Чаще применяют керамические аэроплитки с воздухопроницаемостью 3— 5 м3/ч на 1 м2 плитки толщиной 1 см. Аэроплитки могут быть заменены прочной пористой тканью.

В коробки под аэроплитки нагнетают воздух под давлением (0,18—0,28 МПа). Он проходит тонкими струями через поры в плитках и вырывается в объем силоса. При подъеме вверх воздух увлекает за собой частички муки. Место поднятого воздушной струей материала занимает находящаяся рядом неаэрированная шихта. Таким образом, постепенно вся масса сырьевой муки, находящейся в силосе, приходит в движение и перемешивается. Применяемый для аэрации сжатый воздух должен быть предварительно очищен от влаги и масла. Если этого не сделать, то происходят агломерация порошкообразного материала, замазывание аэроплиток и ухудшение процесса перемешивания.

В цементном производстве используются следующие способы аэрирования смесительных силосов: квадрантный, полосовой, гейзерный и произвольный (рисунок).

 Белов В.В. Конспект лекций по курсу Вяжущие вещества

Способы аэрирования муки в смесительных силосах

а — квадрантный; б — полосовой; в — гейзерный; г — произвольный

При квадрантном способе аэроплитки, уложенные на 55—60 % плоского днища силоса, образуют четыре секции с индивидуальным подводом сжатого воздуха. Каждая секция поочередно по 15 мин работает с усиленной аэрацией, для чего к одной секции подводится 75 %, а к остальным трем — 25 % общего количества сжатого воздуха. Длительность перемешивания материала в одном силосе, обеспечивающая полную гомогенизацию муки, составляет около 1 ч.

Более экономичен гейзерный способ, когда аэроплитки образуют в днище силоса пять концентрических секций с индивидуальным подводом сжатого воздуха. Сначала все секции аэрируются под одинаковым давлением воздуха. Когда материал в силосе приобретает подвижность, секции переключаются на работу под разным давлением: три нечетные — под давлением 0,14 МПа, две четные — под давлением 0,11 МПа. Через каждые 5—10 мин секции меняются. Гейзерный способ дает возможность строить силосы большой вместимости при отношении диаметра к высоте 1:1.

При полосовом способе аэрирования воздух подают в пять продольных секций под разным давлением. Процесс перемешивания интенсифицируется в результате интенсивного движения вверх — вниз потоков сырьевой смеси. При произвольном способе аэрирования возможна укладка аэроплиток в днище силоса по любой другой схеме, если она гарантирует получение лучших показателей.

Подпись:

Схема движение потоков сырьевой муки а — при квадрантном способе; б — при гейзерном способе; 1 —. аэроплитки; 2 — разгрузочный патрубок силоса; 3 —трубки для подачи воздуха; I—V —секторы (секции) в днище силоса

Пневматическое перемещение порошкообразных сырьевых смесей требует расхода больших объемов сжатого воздуха и соответственно электроэнергии. При больших количествах перемешиваемых масс степень гомогенизации недостаточна. Последнее особенно важно, поскольку рост мощности цементных заводов неизбежно связан с увеличением вместимости силосов для хранения измельченного сырья. Поэтому проводится работа по совершенствованию способов гомогенизации порошкообразных сырьевых смесей.

 При поточном корректировании сырьевых смесей особенно перспективно применение двухъярусных силосов. В силосы верхнего яруса поступают исходные сырьевые смеси различного состава. После уточнения их характеристик они смешиваются в заданном соотношении в более крупных силосах нижнего яруса. Двухъярусное расположение силосов позволяет не только сократить их площадь, и расходы на строительство, но и использовать эффект гравитационного перемешивания. Когда материал выгружают из верхнего яруса силоса в нижний ярус, скорость его опускания выше в центре силоса и Постепенно уменьшается в направлении к периферии, что заставляет горизонтальные слои материала разного уровня перемещаться к центру, где они одновременно извлекаются.

Разработан также способ гомогенизации с использованием перемешивающей камеры. Он заключается в том, что в силосе устанавливают спиральное загрузочное устройство в сочетании с небольшой перемешивающей камерой, размещенной в центре днища. Поскольку воздух нагнетается только в перемешивающую камеру, то количество его значительно меньше и расход электроэнергии снижается до 1,8 МДж/т.

Агломерация порошкообразных материалов. Важным резервом интенсификации технологических процессов и уменьшения пылеобразования является агломерация порошкообразных материалов посредством грануляции или брикетирования. Агломерация позволяет не только уплотнить материал, но и интенсифицировать высокотемпературные процессы спекания, облегчить транспортирование и дозирование шихты. Гранулированные материалы обладают обычно хорошей текучестью, не зависают в емкостях, не слеживаются, занимают меньший объем, меньше смерзаются, не пылят при перегрузке, их легче дозировать.

При грануляции из порошкообразных материалов вследствие добавки технологической связи (воды) в результате вращательного движения образуются зерна (гранулы). Грануляция — сложный процесс, на который влияют минералогический состав порошка, тонкость его помола, количество вводимой воды и т. д. В промышленности строительных материалов наибольшее распространение получили тарельчатые грануляторы — компактные и удобные. Они позволяют визуально контролировать ход процесса и оперативно его регулировать.

Тарельчатый гранулятор — металлический диск диаметром 1000—6000 мм с невысоким бортом, установленный под углом 45—55 °С. Удельная производительность гранулятора 500—1000 кг/(м2-ч). Гранулы в тарельчатых грануляторах образуются при увлажнении и одновременной обкатке порошкообразного сырья на днище гранулятора. Центробежная сила прижимает материал к днищу и борту гранулятора. Образующиеся гранулы поднимаются на некоторую высоту вместе с вращающейся тарелкой, а затем скатываются по поверхности слоя мелкодисперсного порошка под углом естественного откоса. Материал орошается водой, подаваемой через распылительную форсунку.

Каждая капля воды пропитывает определенный объем порошка, образуя первичный агломерат, в котором частицы слабо сцеплены друг с другом. При окатывании агломераты уплотняются и приобретают шаровидную форму. Часть воды при этом вытесняется на поверхность зерен. На влажный слой налипают частички сырьевой муки, которые при дальнейшем окатывании также уплотняются. Процесс продолжается до достижения заданного размера гранул, который регулируют изменением угла наклона и высоты борта тарелки или частотой ее вращения. Чем больше угол наклона, выше скорость вращения и ниже высота борта, тем меньше размер получаемых гранул. Наиболее рациональный размер гранул 10—15 мм. Они должны иметь однородную структуру, влажность не более 12—14 %, достаточно высокую механическую прочность (0,2—1 МПа) и термостойкость, гарантирующую их сохранность при обжиге.

Перспективным техническим решением является прессование порошкообразных сырьевых смесей с влажностью б—8 % на специальных пресс-вальцах под давлением 5—10 МПа. Замена грануляции прессованием позволяет не только получить брикеты постоянных размеров, формы и плотности, но и интенсифицировать последующие технологические процессы. Прессование сырьевых смесей ускоряет декарбонизацию известняка и усвоение свободного оксида кальция, улучшает характер кристаллизации клинкерных минералов.

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.