Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету 3 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 27 из 41Следующая ⇒

Өлшемі Ø7,0;6,4х95 метрлі төрт сатылы екі қатар циклонды жылу алмастырғыштармен жабдықталған екі айналмалы пеш 1971 және 1978 жылы Қарағанды цемент зауытында орналастырылған. Пештің өнімділігі 125 т клинкер сағатына, 3000 т тәулігіне. Бірақ бұл пештердің пайдалану коэффициенті өте төмен болды – 0,6...0,7 аспады.

4.11.2 Циклонды жылу алмастырғыштармен және декарбонизатормен жабдықталған пештер

Цемент клинкерін күйдіру процесі декарбонизаторлар енгізілген кезде революциялық дамыды. Ең жылуды көп жұтатын декарбонизациялану процесі айналмалы пештің ішінен сыртында орналасқан суспензиялық жылуалмастырғышқа алынып шықты. Бұл жерде жылуалмасу процесі айналмалы пешпен салыстырғанда бірнеше мың есе жылдам жүреді. Бұл мәселе айналмалы пештің ұзындығын 2...3 есе қысқартуға мүмкіншілік берді, өнімділігі 10000...12000 тонна/тәул пештер құруға мумкіндік жасады. Бұл пештердің бір сағаттық өнімділігі 500 тоннаға жетті.

ILC пешінің жүйесінің типтік технологиялық сызбасы төмендегі 4.28-суретте келтірілген.

4.28-сурет. FLSmidth компаниясының ILC пешінің жүйесінің типтік технологиялық сызбасы

Декарбонизаторды көбіне циклонды жылу алмастырғыштың I және II сатыларының арасына қондырады. Декарбонизатор өзі де циклон тәріздес (4.29-сурет).

4.29–сурет. Декарбонизаторлардың әр түрлі жуйелері: а- SF жүйесі (Жапония); б- RSP жүйесі (Жапония); в- «Смидт» фирмасының жүйесі (Дания); 1- декарбонизациялану камерасы; 2-шикізат ұнын беру; 3-газбен шикізатты циклонды жылуалмастырғышқа алып шығу; 4-отын беру; 5-отынды жағуға ыстық ауаны беру

Онда клинкер күйдіруге жұмсалатын барлық отынның 60 % жағылады. Отын арнайы отын форсункасы арқылы беріліп, материал қабатында жанады. Декарбонизатордашикізаттың декарбонизациясы немесе кальцийленуі өте жоғары жылдамдықпен жүреді. Себебі декарбонизаторда газдың температурасы жоғары, әрі материал құйын тәрізді қозғалады. Декарбонизаторда газдың температурасы 950...1100 °С дейін төмендейді, ал материалдың пешке кірер жердегі температурасы 840...870 °С тең. Материалдың декарбонизациялану дәрежесі 90...95 % дейін барады. Осындай декарбонизаторы бар өлшемі Ø4,5x80 м пеш тәулігіне 3000 т клинкер бере алады. Бұл пештер 1990 жылдары ең тиімді, өнімділігі жоғары, жақсы жұмыс істейтін пештер болып саналды. Кеңес дәуірінде мұндай 6 пештер Навои (Кзылкум Цемент), Криворожский цемент зауытында т.б. салынды.

Жалпы циклонды жылу алмастырғышы бар пештердің негізгі кемшілігі оларда алынатын клинкердің құрамында көп мөлшерде сілтілер болады. Пеште буға айналған сілтілер жылу алмастырғыштың ІІІ және IV сатыларында конденсацияланады. Сілтілердің 19 % шаңмен бірге жылу алмастырғыштан шығып кетеді, соның себебінен шаң пешке қайтарылмайды. Сілтілердің бұдан да басқа айналымдары туындайды. Себебі жылу алмастырғыштың ІІІ және IV сатыларында конденсацияланған сілтілер жоғары температуралы алапқа келгенде қайтадан сублимацияланады, яғни ғазға айналады

4.11.3 Заманауи құрғақ тәсілді декарбонизаторлы пештердің түрлері

1967 жылы Жапон фирмасы Ishikawajiama – Hazima Heavy Industries, LTD (IHI) клинкер күйдірудің жаңа тәсілін ойлап тапты. Декарбонизаторларға отынды жағу үшін ыстық ауа клинкер мұздатқыштан жеке құбырмен берілетін болды. Бұл ыстық ауаны үшіншілік деп атады (третичный воздух). Екіншілік ауа (вторичный воздух) мұздатқыштан пешке беріледі. Сол уақыттан бастап декарбонизаторлар жетілдіріліп дүние жүзінің жетекші машина соғу фирмаларымен өндірілетін болды. Бүгінгі таңда декарбонизаторлардың ондаған түрлері бар. Негізгі технологиялық принциптеріне қарай декарбонизаторларды негізгі 4 топқа бөлуге болады (4.30-сурет).

1. PYROCLON–S жүйесі үшіншілік ауасыз. «Гумбольд» фирмасы (Германия) 1966 жылы бірінші декарбонизаторды ойлап тапқан. Декарбонизаторда жанатын отынға қажетті ауа пеш арқылы берілген. Пештің өнімділігі тек 20…25 % жоғарылаған. Сол үшін бұл пештер көп тарамады.

2. Үшіншілік ауасы бар RSP жүйесінде камералы-циклонды декарбонизаторлар пайдаланады. Бұл пеш 1967 жылы Жапонияда табылған. Декарбонизаторда отынның 60 % жанады, күйдірілетін материал ІІІ сатыдан беріледі, газды-шикізатты қоспа айналмалы пештің түтінді газдарымен араласып, төменгі сатыдағы циклонға түседі, бұл жерде бөлінген шикізат ұны айналмалы пешке беріледі.

Бұл тәсілде декарбонизаторда СаСО₃-тің жобамен 95 % диссоциацияланады (ыдырайды). Бұл жүйенің артықшылығы декарбонизатордың өлшемі үлкен емес, өнімділігі 5000 т/тәул. Пештің декарбонизациялану камерасының диаметрі 5 м тең. Бірақ бұл жүйенің кемшіліктері де жетерлік. Пештің қимасы үшіншілік ауаның құбырының қимасынан 4 есе үлкен болған соң, декарбонизаторға отын жағуға жеткілікті ауа келе алмайды. Сол үшін отын толық жанып үлгермейді. Ол технологиялық процеске көптеген қиындықтарды, кемшіліктерді туғыздырады. Бұл кемшілікті жою үшін пештен кейін сұқпа жапқыш (шибер) қойылған. Бірақ жоғары температурада сұқпа жапқыш жақсы жұмыс істемейді, реттелмейді. Оны көп жауып қойса жүйенің кедергісі жоғарылап түтінсорғыштың қуаты жетпей қалады. Екінші кемшілік ол үшіншілік ауаның температурасының төмендігі. Себебі үшіншілік ауа мұздатқыштың орта таманынан алынады, пештің басынан емес.

ХХ ғасырдың 70 жылдары бұл жүйе ең прогрессивті болғасын Кеңес одағында осындай пештердің алтауы іске қосылды: Ресей, Украина, Өзбекстан, Молдавия және Белоруссияда. Жоғарыда көрсетілген кемшіліктері үшін бүгінгі таңда мұндай пештерді соқпайды.

3. Газдары тік жоғарыға кететін құбырлы декарбонизатор (4.30-сурет). Тік жоғарыға кететін құбырлы декарбонизатормен жабдықталған пештер соңғы жылдары көп пайдаланады. Типтік шешімді KHD Humboldt Wedag фирмасы PYROCLON – R жүйесін енгізіп тапқан.

Декарбонизатор газ жоғары жүріп одан кейін төменге қайырылатын құбыр ретінде жасалған. Бұл жерде клинкер пайда болудың ең жылуды көп қажет ететін реакция – әктастың ыдырауы (кальциленуі) жүреді. Диссоциация процесін жеделдету үшін декарбонизатордан кейінгі температура 850...880 ⁰С аралығында ұсталады. Бұл жүйеде шикізат ұны IV сатының циклонынан декарбонизатордың төменгі жағынан беріледі. Одан жоғары жағына шыққанда газ бен материалдың арасында интенсивті жылуалмасу жүреді. Декарбонизатордан өткен ұн V сатының циклонына келеді, одан кейін пешке түседі.

Материалдың декарбонизациялану дәрежесі 95 % жетеді. Жалпы қажетті отынның 60 % декарбонизаторға беріледі. Үшіншілік ауа пештің басынан 950 ⁰С температурамен отынның жануына беріледі. Бұл жүйенің артықшылығы декарбонизатордың құрылысының қарапайымдылығы, газодинамикалық кедергісі төмен, үшіншілік ауаның температурасы жоғары.

4. Бөлінген газды және қосылған материалды ағынды жүйе.

Бұл жүйеде екі тәуелсіз бөлінген газды ағын пештен және декарбонизатордан болады. Екі ағындағы материал декарбонизаторда қосылып бірігеді. Бұл жүйе Files Cail Babcock (Франция) және FLSmidth (Дания) фирмаларында табылып енгізіледі. Бұл жүйеде екі бір-біріне тәуелсіз отын жанатын аймақ жасалған, екі газды тракт өзінің түтінсорғыштармен жабдықталған. Бір газды отынды жүйеге айналмалы пешпен циклонды жылуалмастырғыштардың бірінші қатары кіреді, екінші жүйеде декарбонизатормен жылуалмастырғыштың екінші қатары.

4.30-сурет. Декарбонизаторларды орналастырып пайдаланудың әр түрлі жүйелері

4.11.4 Қалдықты түтінді газда NO_xмөлшерін төмендету жолдары және жылуалмастырғыштардың жұмысын оңтайландыру

Құрғақ пештерінің алауының температурасы жоғары болғандықтан NO_x жоғары мөлшерде пайда болады. NO_x-тің мөлшерін төмендету жолдары әртүрлі. Фирма KHD Humboldt Wedag декарбонизатор Low NO_x ойлап тапқан (4.31-сурет).

NO_x-ты жою келесі реакция арқылы жүреді:

2 NO_x + СО = N₂ + CO₂ (4.30)

Бұл реакция жүруі үшін декарбонизатордың бір бөлігінде тотықсыз орта (восстановительная среда) құрылу керек (суретте қызылмен көрсетілген).

4.31–сурет. Қалдықты түтінді газдарда NO_x мөлшерін төмендететін Low NO_x декарбониза- тормен жабдықталған жүйе

Циклонды жылуалмастырғыштардың жұмысын оптимизациялау. Циклонды жылуалмастырғыштар жақсы жұмыс істеу үшін келесі шарт (жағдай) жасалу керек:

- циклонның газодинамикалық кедергісі төмен болуы керек;

- материалдың циклонда шөгу дәрежесі (к.п.д) жоғары болу керек;

- жүйеге сыртқы салқын ауа кірмеуі керек;

- газоходтарда газ бен материал арасында жылуалмасу толық аяқталуы керек;

- газоходтарда қарама-қарсы келе жатқан газды ағыннан материал төменге түсіп кетпеуі керек (провал материала);

- материалды төменге түсіретін тесіктен (выгрузочная течка) жоғарыдағы циклонға газдар өтіп кетпеуі керек.

4.11.5 Кедергісі төмен циклонды жылуалмастырғыштар

Алғашқыда пайдаланған циклонды жылуалмастырғыштардың кедергісі жоғары болатын – әр сатының кедергісі – 20 мбар. Сол үшін төрт сатыдан артық жылуалмастырғыш қоюға болмайтын. Жалпы кедергі өте жоғары болып электроэнергияның шығыны көп болып кететін еді. Түтін сорғыштың қуаты бұл кедергіге жете алмас еді.

Соңғы он жылдықтарда жаңа кедергісі екі есе төмен циклондар ойлап табылды. KHD фирмасының кедергісі төмен циклонының конструктивті ерекшеліктері 4.32-суретте көрсетілген.

4.32–сурет. Заманауи кедергісі төмен циклон

Алынған эффектінің теориялық негізі 4.33-суретте көрсетілген. Традициялық циклонда циклонмен батырылғын құбырдың (погружная труба) осі үйлестірілген (совмещены).

4.33-сурет. Реконструкцияланған циклонның кедергісін төмендетіп шаң ұстау дәрежесін жоғарылатудың принципі

Сол үшін шеңбердегі өтетін қимасы сақталады. Газдар жоғарыға батырылған құбырмен кететін болғасын газдың шеңберлі жылдамдығы V (окружная скорость) төмендейді де шаңның шөгу жылдамдығы өзгереді. Алғашқыда жылдамдық 20 м/с болса, аяғында 5 м/с дейін төмендейді, шаң аулаудың активті аумағы циклонның шеңберінің 150⁰ құрайды. Кірген кезде жылдамдық жоғары болғасын кедергі де жоғары болады. Ағынның кедергісі жылдамдықтың квадратына тең:

ΔΡ=k·v²(4.33)

Реконструкциядан кейін батырылған құбырдың осін ығыстырғасын шеңберлі жылдамдық төмендеп теңестіріліп (выравнивание) 9...14 м/сек құрайды, шаң аулаудың активті аймағы 270^о дейін жоғарылайды, дәрежесі 90…96 % жетеді. Одан басқа шаңды-газды ағынның кірген кездегі жылдамдығы төмендегесін циклонның кедергісі ΔΡ екі есе төмендейді. Осының себебінен 5 немесе 6 сатылы циклонды жылуалмастырғыштарды орналастыруға мүмкіншілік туылды. Мұндай жүйелердің жұмыс істеу параметрлері (4.34-суретте) келтірілген.

4.34-сурет. PYROCLON-R типті декарбонизатормен және циклонды жылуалмастырғыш пен жабдықталған пешті агрегаттың схемасы (В.К.Классен бойынша)

Циклондардың тазалау дәрежесінің отын шығына әсері. Циклондардың шаң тазалау (ұстау) дәрежесі (к.п.д. П.Ә.К.) отынның үлестік шығынына әсер етеді, жоғары сатылардың әсері көбірек болады. Төменгі циклондардың П.Ә.К төмен болса жүйенің ішінде материалдың қосымша циркуляциясы пайда болады, жылудың аз бір бөлігі жылу алмастырғыштан шығып кетеді. Жоғарыдағы 1 сатының П.Ә.К төмен болса температурасы 300 ̊С шикізат ұны жылу жүйеден шығып кетіп 30...50 ̊С дейін температурасы төмендейді. Оны қайтадан қыздыру үшін қосымша жылу қажет. Сол үшін төмендегіден жоғарыға қарай циклондарда П.Ә.К жоғарылату керек. КНD фирмасының мәліметі бойынша циклондарда шаңды шөктіру дәрежесі сатылары бойынша келесі: І- ші сатыда 96 %, II- ші 90 %, III- ші 85 %, IV және V- ші және VІ сатыда - 80 %.

Бірінші сатыдағы шаңды (шикізат ұнды) шөктіру дәрежесінің жоғары болу себебі ол диаметрі төмен қос циклон орналастыру. Циклонда ағыннан шаңды бөліп алатын ортадан тепкіш күш F келесі формуламен анықталады:

F= mV²/R (4.34)

F циклонның радиусына R қарсы пропорционалды.

4.11.6 Материалдың түсіп кетуі және салқын ауаның сорылуы (қосылуы) отын шығынына әсері

Циклонды жылуалмастырғыштар жақсы істеп тұрғанда шикізат материал (ұн) барлық сатыларды аралап 870….900 ^оС дейін қыздырылып айналмалы пешке түсу керек. Қарама қарсы төменнен келе жатқан газды ағыннан материал түсіп кетсе (провал материала) ол жеткілікті жылу мөлшерін алмайды, циклонның бір сатысындағы жылу алмасу жүрмей қалады, отынның шығыны жоғарылайды. Әсіресе материалдың төменгі екі сатысында түсіп кеткені жаман болады. Онда шикізат декарбонизатордан өтпестен айналмалы пешке жеткіліксіз дайындықпен келіп түседі. Мұнда жылу алмасу интенсивтігі циклонға салыстырғанда көп төмен.

Материалдың түсіп кету (провал) себебі ол газоходтың қимасында біркелкі таратылмауы. Ол шашыратқыштың жеткілікті жұмыс істемеу себебінен. Шикізат ұны тығыз компактілі масса болып газоходқа келіп оның біраз бөлігі қарама қарсы газ ағынынан өтіп кетіп төменгі циклонға немесе пешке түсіп кетеді. Бұл материалдың температурасы газдың температурасынан төмен болып қалады (4.35-сурет). Тиеуші қораптың ұрғыш плитасы дұрыс орналастырылған кезде шикізат ұны газоходтың қимасында жақсы үлестіріліп жылу алмасу жақсы жүреді. Сол үшін бір циклонда газбен материалдың температурасы әр түрлі болса, онда ұрғыш плитаның жағдайын (орнын) реттеу керек.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 247; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 22 23 24 25 262728 29 30 31 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!