1-1 Date sursă
Productia de vapori nefinisate in cuptoare cu arbori
1. Productivitatea. m 3 / an 60.000
2. Materiale folosite Piatra de coajă de calcar
3. Dimensiunea maximă
4. Fracția produsului finit 80-120
1-2 Introducere
Varul de var aparține clasei de lianți de aer: la temperaturi obișnuite și fără aditivi de substanțe posolanice, se întărește numai în aer.
Există următoarele tipuri de var: var calcar; tei, sol; var de var hidratat (împingător); calcar aluat.
CaO. Într-o cantitate mică, carbonat de calciu nedecomandat, precum și silicați, aluminați și ferită de calciu și magneziu, formate în timpul calcinării în timpul interacțiunii lutului și
cu nisip de cuarț cu oxizi de calciu și magneziu.
Vaporii de var subțire sunt un produs sub formă de pulbere de măcinare fină a varului. Compoziția sa chimică este similară cu cea a varului.
Varul hidratat este o pulbere uscată, foarte dispersată, obținută prin stingerea unui vas neîntrerupt sau măcinat, cu o cantitate adecvată de apă lichidă sau vapori,
cursul de oxizi de calciu și magneziu în hidrații lor. Varul hidratat constă în principal din hidroxid de calciu Ca (OH) 2. precum și hidroxidul de magneziu Mg (OH) 2 și o cantitate mică de impurități (de obicei carbonat de calciu).
Materiile prime pentru producerea de var sunt multe soiuri calco - roci carbonat de magneziu (calcar, cretă, dolomită calcar, dolomit, etc.) Toate
se referă la roci sedimentare și sunt distribuite pe scară largă
teritoriul țării noastre. Compoziția calcaroase include carbonat de calciu CaCO3. și o cantitate mică de impurități diferite (argilă, nisip de cuart, dolomit, pirită, gips, etc.).
În teorie, carbonatul de calciu constă din 56% CaO și 44% CO2. Apare sub forma a două minerale, calcit și aragonit.
Pure roci lime-magneziene - alb, dar ele sunt adesea colorate de impurități de oxizi de fier în gălbuie, roșiatică, tonuri de maro, și altele asemenea, și impurități carbonice - chiar și în culorile gri și negru. Cantitatea și tipul de impurități pentru rocile carbonatice, dimensiunea particulelor a impurităților și uniformitatea distribuției lor în vrac afectează puternic tehnologia de producție de var, alegând cuptoarele, temperatura optimă și durata de ardere, precum și proprietățile produsului rezultat.
De obicei, calcarurile curate și dense sunt arse la 1100-1250 # 730; Piatra mai bogată în carbonat conține impurități de dolomit, argilă, nisip etc., cu atât mai scăzută ar trebui să fie temperatura optimă de ardere (900 - 1150 # 730; C) pentru a obține var cald. Astfel de var este bine stins cu apă și dă un aluat cu proprietăți de plastic ridicate.
Amestecurile de gips sunt nedorite. În cazul în care conținutul de var este chiar despre
0,5 - 1% gips reduc puternic plasticitatea testului calcaros. afectează în mod semnificativ proprietățile impurităților feruginoase de var (în special pirită), care este deja la 1.200 # 730; C și mai mult pentru a determina formarea, în timpul arderii de eutectice de topire scăzute, care promovează creșterea intensivă a cristalelor mari de oxid de calciu, lent reacționează cu apă în călirii
var și provocând fenomene asociate cu conceptul de "burnout".
Proprietățile fizice și mecanice ale rocilor afectează și tehnologia de var. Pentru coacerea în cuptoare cu arbori mari, numai acele roci caracterizate de o rezistență mecanică considerabilă sunt adecvate
(rezistență la compresiune nu mai mică de 20 - 30 MPa). Bucățile de rocă trebuie să fie omogene, ne-stratificate; acestea nu ar trebui să se prăbușească și să se dezintegreze în părți mai mici în timpul încălzirii, arderii și răcirii.
Dărâmarea în timpul calcinării este predispusă la calcarile mari cristaline, constând din cristale de calcit de dimensiuni de 1 până la 3 mm. Soiurile moi de roci calc-magneziene (creta etc.) trebuie să fie arse în cuptoare în care materialul nu este supus unei măcinări puternice (rotitoare, etc.).
1-3 Bazele teoretice ale procesului
Producția de var negru constă în următoarele operațiuni principale: extracția și prepararea calcarului, prepararea combustibilului și calcinarea calcarului.
Limestonul este de obicei exploatat în exploatarea în carieră. Dense calc-magneziene explodează. Pentru a face acest lucru, mai întâi prin mașină rotativă percuție (cu rocă dură) sau de foraj rotativ (când rezistența rocă medie) este perforat cu un diametru de 105 - 150 mm adâncime de 5 - 8 m sau mai mult din regiunea de 3,5 - 4,5 m una de alta . Ei stabilesc o cantitate adecvată de exploziv (igdanite, amonit), în funcție de rezistența rocii, rezervorul de alimentare și de dimensiunile cerute ale pietrei.
Ocazional, eterogenitatea apariției calcarului în depozite (în ceea ce privește compoziția chimică, rezistența, densitatea etc.) uneori necesită dezvoltarea selectivă a unei roci utile. Extracția selectivă a calcarului crește costul produsului, prin urmare, pentru a determina fezabilitatea tehnică și economică a dezvoltării anumitor depozite, explorarea geologică atentă
Masa rezultată de calcar, sub formă de piese mari și mici, este scufundată în vehicule, de obicei, cu un excavator cu o singură cuvă. În funcție de distanța dintre carieră și instalație, calcarul este transportat la uzină prin benzi transportoare, autobasculante,
transportul feroviar și naval.
Varul de înaltă calitate poate fi obținut numai atunci când frigeți roca carbonatată sub formă de bucăți care nu diferă prea mult. La arderea materialului în bucăți de diferite mărimi, se obține var calcare neuniform (finele sunt arse parțial sau complet, miezul pieselor mari nu este ars). În plus, atunci când se încarcă cuptoare cu arbori cu bucăți de diferite dimensiuni,
gradul de umplere a cuptorului crește și, în consecință, scade
permeabilitatea la gaz a materialului, ceea ce face ca prăjirea să fie dificilă.
Prin urmare, înainte de calcinare, calcarul este preparat în mod corespunzător: sortat în bucăți și, dacă este necesar, piesele de dimensiuni mai mari sunt zdrobite.
În cuptoarele cu arbori, este de preferat să se coacă separat calcar în fracțiuni de 40 - 80, 80 - 120 mm în diametru, iar în cuptoare rotative -
5 - 20 și 20 - 40 mm.
Deoarece dimensiunile blocurilor de roci minerale ajung adesea
500 - 800 mm sau mai mult, devine necesar să le sfărâmăm și să sortim toată masa rezultată după sfărâmare în fracțiunile dorite. Acest lucru se efectuează la instalațiile de concasare și de screening care funcționează într-un ciclu deschis sau închis cu ajutorul fălcilor, conurilor și a altor tipuri de concasoare. Pentru a zdrobi și a sorta calcare este utilă direct pe carieră și pentru a livra la uzină numai fracțiunile de lucru.
Prăjire - principala. funcționare tehnologică în producerea varului de aer. În același timp, au loc o serie de procese fizico-chimice complexe care determină calitatea produsului. Scopul tragerii este cea mai completă descompunere a CaCO3 și MgCO3 • CaCO3. pe CaO, MgO și CO2 și recepția unui produs de înaltă calitate cu o microstructură optimă a particulelor și a porilor acestora.
Dacă în materia primă sunt impurități de lut și nisip, atunci în timpul arderii între ele și reacțiile carbonatice au loc reacții de formare a silicatelor, aluminaților și feriturilor de calciu și magneziu.
Reacția de descompunere (decarbonizare) a principalelor componente ale calcarului-carbonat de calciu urmează schema: CaCO3 ↔CaO + CO2. Teoretic, decarbonizarea 1 mol de CaCO3 (100 g) consumă 179 kJ sau 1790 kJ per
1 kg de CaCO3. În ceea ce privește 1 kg de CaO produs, costurile sunt egale
Timpul de ardere este de asemenea determinat de mărimea bucăților produsului care urmează a fi ars. Pentru a crește productivitatea cuptoarelor cu var și pentru a reduce straturile de suprafețe arse ale pieselor, este de dorit, în limitele acceptabile, să se reducă dimensiunile lor. Atunci când trageți bucăți de diferite mărimi, modul de proces este determinat pe baza timpului necesar pentru a trage bucăți de dimensiuni medii.
Principala diferență în tehnologiile de producție este coma de calcinare - în metoda de prăjire.
1-4 Selecția și descrierea schemei tehnologice de producție
Cuptoarele rotative pentru calcararea varului fac posibilă obținerea de var cald de înaltă calitate din calcar și roci moi de carbonat (cretă, tuf, coajă) sub formă de piese mici. Cuptoarele rotative permit mecanizarea completă și automatizarea procesului de ardere. În cele din urmă, pot folosi toate tipurile de combustibili - pulverizați solizi, lichizi și gazoși.
Consumul de combustibil convențional în cuptoare rotative este semnificativ și atinge 25 - 30% din masa de var sau 6700 - 8400 kJ per kg. Dezavantajele cuptoarelor rotative sunt un consum mare de metale per 1 tonă de energie, investiții de capital sporite și un consum semnificativ de energie electrică.
Pentru prăjirea varului se folosesc cuptoare rotative cu lungimea de 30 - 100 m, diametru de 2 - 4 m, cu o pantă de 3-4 # 730; și o frecvență de rotație de 0,5 - 1,2 rpm. Producția zilnică specifică a acestora ajunge la 500 - 700 kg / m 3, calculată pe volumul total al tamburului de ardere. Pe măsură ce lungimea cuptoarelor crește, crește productivitatea acestora și scade consumul de combustibil.
Pentru a reduce consumul de combustibil pentru calcararea varului în cuptoare rotative și pentru reciclarea căldurii gazelor provenite din cuptoarele cu o temperatură de 750-800 # 730; C, se utilizează diferite metode. În special, se pun sobele
Încălzitoare, în care este îndreptat materialul forfetar care urmează să fie ars. Prin urmare, cu o temperatură de 500 - 800 # 730; C intră în cuptorul rotativ și din el în frigider. Cu această metodă de funcționare a cuptorului, consumul de căldură pentru ardere este redus la 4bOO - 5030 kJ / kg de var.
soi aplicată reprezentând o combinație a unui cuptor cu cuvă cu diametrul de 6 - 8 m. Diametrul cuptor rotativ de aproximativ 2,5 m In acest calcar mici dimensiuni calcinat fracționat cu 80% în puțul cu cocs și în final - în cuptorul rotativ. Capacitatea zilnică a unei astfel de plante ajunge la 400-500 de tone cu o putere de căldură de aproximativ 4200 kJ / kg.
În ultimii ani, a fost în curs de desfășurare o dezvoltare intensă a metodelor și a instalațiilor destinate în primul rând producerii varului din materiale mici și chiar pulverizate. Astfel de metode permit nu numai să folosim o mică amploare, ci și să intensificăm brusc procesul de ardere și să creștem productivitatea specifică a plantelor.
Calcinarea calcarului în pat fluidizat în funcție de indicatorii tehnico-economici se caracterizează prin îndepărtarea ridicată și creșterea consumului de combustibil - 4600-5480 kJ per kg de var. Exploatarea materialului în condițiile stratului de fierbere de până la 1-1,2 m înălțime durează 10-15 minute. Funcționarea acestor cuptoare este ușor accesibilă automatizării complete.
Utilizarea rocilor de carbonat în patul fluidizat din industria calcaroasă permite utilizarea rațională a unor cantități mari de fracțiuni fine de materii prime. formate în mod obișnuit în cariere, precum și în fabrici dotate cu cuptoare cu arbori și chiar cuptoare rotative. Dezavantajul acestor unități este creșterea consumului de combustibil și electricitate.
Calcinarea calcarului sfărâmat în stare suspendată se efectuează experimental în cuptoare cu ciclon. În ele particule fin divizate de materii prime carbonate sunt antrenate de fluxul de gaze fierbinți și sunt arse. Varul murdar este precipitat din curentul de gaze din aparatul de colectare a prafului.
Alegerea tipului de cuptor pentru calcinarea varului este determinată de productivitatea instalației, de proprietățile fizice și mecanice, de compoziția chimică a calcarului, de tipul combustibilului și de calitatea necesară a varului.
Cele mai utilizate cuptoare cu ax sunt un cilindru gol, cu o carcasă exterioară de oțel cu grosimea de aproximativ 1 cm și o zidărie refractară internă montat vertical pe fundație. Aceste cuptoare se caracterizează prin continuitatea acțiunii, reducerea consumului de combustibil și de energie electrică, precum și ușurința de funcționare. Construcția lor necesită investiții de capital relativ mici.
În funcție de tipul combustibilului utilizat și de metoda de ardere a acestuia, se disting arborii de mină care funcționează cu combustibil solid cu flacără scurtă, introduși în cuptor împreună cu materialul combustibil; deoarece calcarul și combustibilul din grup sunt încărcate în mină cu straturi intermitente, uneori acest tip de ardere se numește supraîncălzire, iar cuptoarele în sine sunt supraîncărcate; pe orice combustibil solid. gazificate sau arse în fluxuri la distanță plasate direct lângă cuptor; pe combustibil lichid; pe combustibil gazos, natural sau artificial.
Prin natura proceselor. care curge în cuptorul arborelui, disting trei zone în înălțime. încălzire, ardere și răcire. În zona de încălzire, care include partea superioară a cuptorului cu o temperatură a spațiului de maximum 850 # 730; materialul este uscat și încălzit prin creșterea gazelor de ardere în flacără. Aici, și impuritățile organice ard. Gazele în creștere, la rândul lor. datorită schimbului de căldură dintre ele și materialul încărcat, acestea se răcesc și în continuare cuptoarele sunt descărcate în sus.
Zona de ardere este situată în partea centrală a cuptorului, unde temperatura materialului ars variază de la 850 # 730; C până la 1200 # 730; C și apoi 900 # 730; aici se descompune calcarul. îndepărtează dioxidul de carbon.
Zona de răcire este partea inferioară a cuptorului. În această zonă, varul se răcește de la 900 # 730; C până la 50-100 # 730; cu aerul de intrare de jos. care apoi se ridică la zona de tragere.
Mișcarea aerului și gazelor în cuptoarele cu arbori este asigurată de funcționarea unui ventilator care pompează aerul în cuptor și îndepărtează gazele de ardere de pe acesta. Mișcarea contra-flux a materialului ars și a gazelor fierbinți în cuptorul cu arbore face posibilă utilizarea căldurii gazelor de evacuare pentru încălzirea materiilor prime. iar căldura materialului aderent este de a încălzi aerul care circulă în zona de ardere. Prin urmare, pentru cuptoarele cu arbore, consumul redus de combustibil este caracteristic. Consumul de combustibil echivalent în aceste cuptoare este de aproximativ 13-16% din masa varului ars. sau 3800-4700 kJ per 1 kg.
Dezavantaje ale cuptoarelor cu arbore: varul este poluat cu cenușă și rămășițele combustibilului nears. De asemenea, este posibilă formarea unei cantități semnificative de ars în urma contactului cu pietre incandescente de antracit sau cocs cu material calcinat. Acest lucru este deosebit de evident atunci când regimul termic este încălcat și cuptoarele sunt suprasolicitate din cauza temperaturilor ridicate de ardere.
Alegerea tipului de cuptor pentru calcinarea varului este determinată de productivitatea plantei, de proprietățile fizice și mecanice ale compoziției chimice a calcarului. tipul de combustibil și calitatea necesară a varului.
Pe baza celor de mai sus, alegeți un cuptor cu arbore.
Fig. 1 Schema tehnologică de producere a prafului negru
var în cuptoare cu arbore.
Trimiteți-le prietenilor: