SUBIECT: Amestecurile de ardere. PROCESE DE PROCESARE CLINKER
Exploatarea este operația tehnologică finală a producției de clincher. În procesul de ardere, un clincher format din patru minerale clincher de bază este produs dintr-un amestec brut dintr-o anumită compoziție chimică.
Deoarece instalațiile de producere a clincherului, unitățile termice pot fi utilizate în proiectarea și principiul de funcționare.
Cu toate acestea, cuptoarele rotative sunt utilizate în principal în acest scop. acestea dau aproximativ 95% din producția totală de clincher, de 3,5% din clincher obținut în furnale și 1,5% rămase - în alte sisteme de unități termice - grilaje Spekatelnye reactoare de ardere a clincherului în suspensie sau în pat fluidizat.
Cuptoarele rotative sunt principala unitate termică atât pentru procesele de producție a clincherului umed, cât și pentru cele uscate.
Aparatul de copt al cuptorului rotativ este un tambur căptușit în interior cu materiale refractare. Tamburul este instalat cu un înclinare pe rulmenții.
Din capătul ridicat, șlamul lichid sau granulele intră în tambur. Ca rezultat al rotirii tamburului, tulbureala se deplasează la capătul coborât. Combustibilul este furnizat tamburului și ars din partea inferioară a capătului coborât. Gazele de ardere rezultate se deplasează către materialul de coacere și îl încălzesc. Materialul ars sub formă de clincher părăsește tamburul.
Figura 14.1 - Schema tehnologică de obținere a cimentului prin metoda umedă: 1 - concasor cu fălci; 2 - concasor cu ciocan; 3 - depozit de materii prime; 4 - moara "Hydrofol"; 5 - moara de macinare umeda; 6 - bazin vertical de șlam; 7 - bazin orizontal de șlam; 8 - cuptor rotativ; 9 - frigider; 10 - depozit clincher; 11-moara; 12 - siloz de cel.
Ca combustibil pentru un cuptor rotativ, se utilizează praf de cărbune, gaze sau gaze naturale. Combustibilul solid și lichid este introdus în cuptor într-o stare pulverizată. Aerul necesar pentru arderea combustibilului este introdus în cuptor împreună cu combustibilul și este furnizat și din răcitorul cuptorului. În frigider, este încălzit de căldura clinkerului incandescent, răcind acesta din urmă în același timp. Aerul care este introdus în cuptor împreună cu combustibilul este denumit primar, iar ieșirea din frigiderul cuptorului este denumită secundar.
Gazele incandescente formate în timpul arderii combustibilului se deplasează spre materialul combustibil, îl încălzesc și se răcesc. Ca rezultat, temperatura materialelor din tambur crește pe măsură ce acestea se mișcă, iar temperatura gazelor scade.
Suspensia brută, având temperatura aerului înconjurător, care intră în cuptor, este supusă unei influențe puternice a temperaturii ridicate a gazelor de evacuare și este încălzită.
Calcinarea amestecului de materii prime se realizează la o temperatură de 1470 ° C, timp de 2 ... 4 ore într-un al cuptoarelor rotative lungi (3,6h127 m, 4 x 150 m și 4,5h170 m) cu dispozitive de schimb de căldură internă, pentru ușurința sintezei esențiale clincher minerale ciment. În materialul ars, apar procese fizico-chimice complexe.
Cuptorul rotativ al unei metode umede poate fi divizat în mod condiționat în zone:
· Uscarea (temperatura materialului 100 ... 200 ° C - apare aici evaporarea parțială a apei);
· Încălzirea (200 ... 650 ° C - impuritățile organice se ard și începe procesul de deshidratare și descompunere a componentei de lut). De exemplu, descompunerea kaolinitului are loc conform următoarei formule: Al2O3 # 8729; 2SiO2 # 8729; 2H2O -> Al2O3 # 8729; 2Si02 + 2H20; în continuare la 600 ... 1000 ° C, are loc descompunerea aluminosilicaților în oxizi și meta- produse.
· Decarbonatare (900 ... 1200 ° C), se produce decarbonizare componentelor de calcar: CaCO3 → CaO + CO 2. În același timp, descompunerea mineralelor argiloase în oxizi continuă. Interacțiunea principal (CaO, MgO) și oxizii acizi (. 2O 3 SiO2), în acest început aceeași zonă procesează o sinteză în fază solidă a compușilor noi (CaO # 8729; Al2 O3 - abreviat cont CA că la temperaturi mai ridicate reacționează cu CaO și sfârșitul sintezei fazei lichide este format C3A), procedând în etape;
· Reacții exotermice (1200 ... 1350 ° C) completat materialele de sinterizare proces tvordofazovogo aici finalizarea completă a procesului de formare a acestor minerale ca C3 A, C4 AF (F - Fe2 O3) și C2 S (S - SiO2) - 3 din 4 de bază minerale clinker;
· Sinterizarea (1300 → 1470 → 1300 ° C), material de topire parțială, în topitură se deplasează minerale clincher excepția C2 S, care interacționează cu topitura rămase CaO formează minerale Alit (C3 S);
· Răcirea (1300 ... 1000 ° C) scade încet temperatura. O parte a fazei lichide cristalizează cu eliberarea de cristale de minerale clincher, iar unele se solidifică sub formă de sticlă.
Principalele minerale ale clincherului sunt: alite, belite, aluminat tricalcic și ferit de aluminiu
Alit este cel mai important mineral din clinker care determină viteza de întărire, rezistență și alte proprietăți ale cimentului Portland; conținută în clincher într-o cantitate de 45 ... 60%. Se întărește rapid și câștigă rezistență ridicată, emite intens căldură. Alit este o soluție solidă de silicat tricalcic și o cantitate mică (2 ... 4%) MgO, Al2O3, P2O5, Cr2O3 și alte impurități, care pot afecta în mod substanțial structura și proprietățile minerale.
Belit - al doilea în importanță și conținut (20 ... 30%) clincher mineral silicat. Se întărește lent, dar atinge o rezistență ridicată cu întărirea prelungită a cimentului Portland; are o eliberare scăzută de căldură. clincher belit este o soluție solidă de silicat-b dicalcic (b-S2S) și o cantitate mică (1 ... 3%) Al2O3, Fe2O3, MgO, Cr2O3.
Patru alumoferit de calciu din clincher este conținut într-o cantitate de 10% 20%. Alyumoferritnaya fază intermediară de clincher este o soluție de calciu solidă alyumoferritov compoziții diferite, clinker convenționale ciment Portland în compoziția sa este aproape de 4CaO × Al2O3 × Fe2O3. Cu privire la rata de hidratare, mineralul ocupă o poziție intermediară între alite și belite.
FURNĂRI ALE METODE DE PRODUCȚIE A FILMULUI DRY
Cuptoarele cu regim uscat sunt de aproximativ două ori mai lungi decât cuptoarele cu regim umed cu productivitate egală sau chiar mai mare. cuptor modern ridicat al acestei metode au dimensiuni: 6,4 / 7,0x95 m, 5x75 m și o productivitate de 25 t / h și 75 t / h, respectiv. Reducerea lungimii cuptorului datorită a doi factori majori: în primul rând, în cuptoarele de proces uscat, în principiu, nici o zonă de uscare, și în al doilea rând, unele procese desfășurate în afara cuptorului în zapechnye dispozitiv de schimb de căldură (preîncălzitoare ciclon, calcinare reactor-conductă sau precalcinare).
Baza de proiectare a cuptoarelor cu schimbătoare de căldură cu ciclon este principiul schimbului eficient de căldură între gazele de ardere care părăsesc cuptorul și particulele de făină brută care sunt într-o stare suspendată. Reducerea dimensiunii particulelor materialului calcinat și creșterea suprafeței sale specifice, precum și utilizarea maximă a întregii suprafețe a particulelor pentru contactul cu agentul termic intensifică schimbul de căldură între ele. Această metodă de transfer de căldură asigură viteza și uniformitatea încălzirii și, prin urmare, este foarte eficientă. În starea suspendată, atunci când temperatura de disociere este atinsă, decarbonizarea CaC03 avansează și mai rapid decât atunci când sarcina este coaptă în strat. Dar toate procesele asociate contactului direct al particulelor de reactiv unele cu altele (reacții în fază solidă, sinterizare), dimpotrivă, încetinesc.
Masa crudă corectată intră în sistemul schimbătorilor de căldură cu ciclon. Gazele de eșapament de la o temperatură a cuptorului rotativ la 900-1000 ° C în gaze arse 10 muta ciclon preîncălzitor etapa a IV-a, și preîncălzitoarele ciclon apoi testate secvențial III, II și I de etape, și de colectare a prafului ventilator de evacuare dispozitiv 9 prin stiva 1 sunt emise în atmosferă.
În conductele înguste de gaze arse ale schimbătorilor de căldură cu ciclon, viteza medie a gazului este de 15-20 m / s, care este mult mai mare decât viteza particulelor făinii brute. De aceea, masa brută care intră în conducta de evacuare dintre etapele I și II a cicloanelor este antrenată de fluxul de gaze și este tăiată în schimbătorul de căldură cu ciclon din prima etapă în care materialul este încălzit și gazele sunt răcite. Materialul care sa stabilit în ciclon prin flaconul de închidere 11 intră în conducta de fum dintre stadiile II și III ale ciclonilor și de acolo este realizat cu un curent de gaz la ciclonul din etapa II. Apoi, materialul se mișcă în fumurile și cicloanele etapelor III și IV. Astfel, făina brută cade jos, trecând succesiv cicloanele și fluierele din toate etapele și, în același timp, se încălzește. După părăsirea ciclonului din faza IV, materialul are o temperatură de 700-800 ° C, apoi este alimentat în cuptorul rotativ 8 pentru calcinare ulterioară.
Timpul de staționare a particulelor de masă prime în schimbătorul de căldură ciclon nu este mai mult de 25-30 de secunde, iar în acest timp foarte scurt, materialul este încălzit, complet component argilă deshidratata a amestecului de materie primă, precum și 25-30% din timp, pentru a trece decarbonizare de roca carbonat. Astfel, în schimbătorul de căldură cu ciclon, se realizează procese care corespund zonei de încălzire și, parțial, zonei de calcinare.
Cuptoarele rotative cu schimbătoare de căldură cu ciclon au performanțe tehnice și economice ridicate, durabilitate îndelungată, sunt simple în proiectare și fiabile în funcționare (fără elemente în mișcare), au o rată de utilizare ridicată. Principalul dezavantaj al acestui schimbător de căldură este înălțimea mare a turnului de ciclon - 50-60 m.
Cea mai modernă tehnologie se bazează pe o ardere în trei etape, care permit directă în materialul de cuptor, care este aproape complet decarbonized. Pentru a intensifica procesul de disociere între CaSO3 schimbătoare de căldură externe și cuptor stabilit reactor special - dissatsionnaya etapa (calcinator), care este un design special, cuptor cu o swirler, în care combustibilul arde și decarbonatarea făinii brute într-un vârtej
Temperatura materialului la intrarea în reactor este de 720-750 ° C. Ca rezultat al arderii combustibilului suplimentar, temperatura curentului de gaz se ridică la 1000-1050 și materialul este încălzit la o temperatură de 920-950 ° C. Fiecare particulă de material este în sistem "schimbător de căldură cu ciclon - reactor disociativ" în total 70-75 s, dar după ieșirea sa gradul de decarbonizare este de 85-95%.
Setarea etapei de disociere poate îmbunătăți îndepărtarea clinker cu 1 m3 de volum cuptor interior 2.5-3 ori, rezultând un diametru de 5-5,5 m cuptor poate avea o capacitate de 6000-8000 t / d Consumul specific de căldură scade la 3-3.1 kJ / kg clincher. Dimensiunea reactor este mic, acesta poate fi utilizat nu numai în construcția de noi linii, dar, de asemenea, în modernizarea cuptorului rotativ scurt existent cu preîncălzitor ciclon.
Figura 14.2 - Schema tehnologică de obținere a cimentului prin metoda uscată: 1 - buncăr de calcar; 2 - concasor cu fălci; 3 - concasor cu ciocan; 4 - buncăr de lut; 5 - concasor cu role; 6 - depozit de materie primă integrată; 7 - moara "Aerofol"; 8 - ciclon de precipitare; 9 - siloz intermediar; 10 - separator; 11-moara; 12 - siloz de omogenizare; 13 - siloz rezerv; 14 - cuptor cu schimbătoare de căldură cu ciclon; 15 - frigider; 16 - depozitarea clincherului și a aditivilor; 17 - moara; 18 - siloz de ciment.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: