Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету 4 страница
| Реттелетін шашыратқыш плита | 
| Плитаның рационалсыз орналасуы Реттелетін шашыратқыш плита Плитаның рационалды орналасуы |
| 4.35-сурет. Жылуалмастырғыштың тиеуші қорабы: 1- жеткіліксіз жағдай: ұн біркелкі таралмайды, жылуалмасу жеткіліксіз, материалдың температурасы газдың температурасынан төмен; 2-жақсы жағдай: шикізат ұны біркелкі таратылады, жылуалмасу жақсы, материалмен газдың температурасы бірдей. | |||
Салқын ауаның сорылуы (қосылуы, подсос). Пештің сыртындағы жүйеде, циклонды жылуалмастырғыштарда салқын ауаның сорылуын (подсос) жою өте күрделі. Төменгі сатыларда салқын ауаның сорылуын жою әсіресе көп жылуды үнемдеуге мүмкіншілік береді:
|
| 4.36-сурет. Шикізат ұнының құбырларындағы клапанды қораптар |
Мысалы IV сатыдан төмен, немесе декарбонизаторда, айналмалы пештің соңында салқын ауаның сорылуы 60 % болса, онда 1 кг клинкер күйдіру үшін жылудың қажетті артық мөлщері Δqуд =750 кДж құрайды. Сол 60 % қосымша салқын ауа жүйеге I сатыда қосылса, қосымша жылу шығыны тек ғана Δqуд =100 кДж болады. Төменгі циклоннан жоғары циклонға газдың ағыны өтіп кетпес үшін түсіру течкалар жақсы жұмыс істеу керек. Материалды (ұнды) төменге түсіру маятникті бекітпе (затвор) арқылы жүргізіледі, ол ұнды төменге түсіріп газды жоғарыға жібермеу керек (4.36-сурет).
|
|
|
4.11.7 Құрғақ тәсілдегі пештерді шикізат ұнымен қоректендіретін жүйелер
Пеш жүйесіне дәлдікпен шикізат ұнын беру үшін төмендегі көрсетілген жабдықтардың комплексі пайдаланылады (4.37-сурет). Мөлшерлейтін блок өлшенетін бункерден, қоректендіретін тораптан, ағынның өлшегішінен тұрады. Бункер үш жүктеме датчикке тіреледі, олар бункерден ағып өтіп жатқан ұнның салмағын анықтайды. Қоректегіш буын деген ол аэрожелобтағы орнатылған дозирлейтін білік. Дозирлеу принципі ұн өтетін қыйманың өзгеруінде. Оның ашық және жабық кезі суретте көрсетілген. Шикізат ұнының салмағының мөлшерін тоқтаусыз өткізгіштік науша (лоток) масса өлшегіш анықтайды.
Оның жұмыс істеу принципі өтіп жатқан материалдың ағынына қарай наушаның ауытқу мөлшерін өлшеу.
| 4.37-сурет. Claudius Peters фирмасының пеш жүйесін шикізат ұнымен мөлшерлейтін блок |
|
|
|
4.11.8 Құрғақ тәсілді пеш жүйесінің материалдық және жылу балансы
Пештік жүйенің материалдық балансы 4.38-суретте ал есептеуі 4.11-кестеде келтірілген. Бір тонна клинкер алу үшін 1,6 т шикізат, 0,1 т отын және 2,5 т ауа қажет. Атмосфераға 2 т-ға дейін қалдық түтінді газдар және 1,4 т ыстық ауа тасталады.
| 4.38-сурет. Құрғақ тәсілді пештің материалды балансы (В.К.Классен бойынша) |
4.9-кесте. Құрғақ тәсілді пештің жылу балансы, кДж/кг клинкер (В.К.Классен бойынша)
| Жылу шығыны | Есептеу теңдеуі | Шамалы мәндер | |||||||
| 1. Клинкер пайда болуына | q тк = q дег + q дек – q эр | 100 + 2000 - 400 = 1700 | |||||||
| 2. Суды кептіруге | q w - r пар • mw | 2450 • 0,016 = 4 0 | |||||||
| 3. Түтінді газдармен | q ог = V ог • Сог • t ог | 1,4•1,35 • 310 = 6 00 | |||||||
| 4. Қоршаған ортаға | q ос = α то • f п • Δ t п - в | 0,03 • 90 • 100 = 27 0 | |||||||
| 5. Клинкерді салқындатқанда: - клинкермен - артық ауамен | q кл = mкл • Скл • t кл q в из = V в из • cвиз • tвиз | 1 •1 •100 = 100 0,92 • 1,3 • 250 = 3 00 | |||||||
| Барлығы | q расх = q тк + qw + q ог + q ос + q кл + q в из | 1700+40+600+270+100+300= 304 0 | |||||||
| Жылу келу материал және ауамен | q прих | 1 1 0 | |||||||
| Барлығы отын жанғандағы жылуы
| q т г = q расх — q прих | 3040-110 = 293 0 | |||||||
Клинкер пайда болуға жұмсалатын жылу мөлшері өндірістің тәсіліне байланысты емес. Бұл статьяға 1700 кДж жылу қажет. Құрғақ тәсілде шикізаттағы суды кептіруге тек қана 40 кДж жылу қажет. Қалдық түтінді газдармен жоғалатын жылу 600 кДж сулы тәсілмен салыстырғанда төмен. Өйткені құрғақ тәсілде отын шығыны аз болғасын түтінді газдарда аз мөлшерде пайда болады. Қоршаған ортаға жоғалатын жылуда екі есе ден төмен. Себебі пештің өлшемі 2...2,5 есе кіші. Жалпы 5 сатылы циклонды жылуалмастырғышпен және декарбонизатормен жабдықталған пеште 1кг клинкер алу 3040 кДж жылу қажет. Жүйеге материалмен және ауамен 110 кДж жылу келеді, отынды жаққанда 2930 кДж/кг немесе 700 ккал/кг жылу бөлінеді. Ол шартты отынның бір тонна клинкерге қажеттілігі 100 кг тең.
Құрғақ тәсілді пештің технологиялық алаптарының орналасуы және оларда жылу шығыны 4.39-суретте келтірілген. Клинкер күйдірудің физико-химиялық процестері сулы және құрғақ тәсілді пештерде бірдей. Екі тәсілдің ΙΙ...У алаптардағы жүретін процестерге жұмсалатын жылу мөлшері бірдей. Мұздатқыштан қайтарылатын жылудың мөлшері төмен, себебі құрғақ тәсілде отын шығыны төмен, отын жағуға қажетті ауа мөлшері де төмен болады.
|
|
|
|
| 4.39-сурет. Құрғақ тәсілді пештің технологиялық алаптарының орналасуы және оларда жылу шығыны |
4.11.9 FLSmidth компаниясының ILC жылу
алмастырғышының жұмысы
ILC жылуалмастырғышының жұмысы төмендегідей іске асырылады. Шикізаттық ұн кіріс газжолы (входной газоход) арқылы циклондардың 1 (жоғарғы) сатысына салынады (4.40-сурет). Содан соң ол қарсы келетін ыстық газ ағынымен жылытылады, жинақталып, циклонды жылуайырбастағыштың басқа сатылары арқылы төмендегі декарбонизаторға беріледі. Төменгі циклонда жиналуы және пешке түсуіне дейін, қоспаның жалпы декарбонизациялануының 92...95 % қамтамасыз ету үшін, отын декарбонизаторда жанып кетеді.
| 4.40-сурет. Декарбонизатормен жабдықталған 5-сатылы ILC жылуалмастырғыш: 1-декарбонизатордың ілгексынды газжолы (газоход); 2-шикізаттық ұнды «ыстық аймақ» үшін бөлгіштер; 3-шикізаттық ұнды NОx азайту аймағы үшін бөлгіштер; 4-қайта қысқыштармен (с пережимом) декарбонизатор сыйымдылығы; 5-«Ыстық аймақ» (қаралған болса); 6-үшіншілік ауаның газжолы; 7-NОx азайту аймағы; 8-пеш газының байпасы (қаралған болса); 9-декарбонизатордағы жану нүктесі |
Жану үшін ауа декарбонизаторға пештен тұрақ арқылы және тоңазытқыштан үшінші ауаның жеке газжолы арқылы жіберіледі. ILC жылуайырбастағышының типтік құрылымында, жанудың жоғары температуралық режімінің нәтижесінде, NOx пайда болуын едәуір қысқарту қарастырылған. Жанудың бір нүктесі, шикізатты бөлудің бір нүктесі және декарбонизаторға жанамалап жіберілетін үшінші ауаның бір ағынының арқасында, NОx минималды шығарындысы үшін оңай әрі тиімді жағдай жасауға мүмкіндік пайда болды.
Патенттелген FLSmidth конструкциясы мынаған негізделеді: шикізаттық ұн төменнен екінші циклонда екі бөлікке бөлінеді, және шикізат бірмезгілде пеш тұрағына және декарбонизаторға жіберіледі. Пеш тұрағы мен декарбонизатор бір-бірінен кеңейтетін тұрақпен бөлінеді, ол NОx азайту аймағын қалыптастырады. Декарбонизациялық камера пеш тұрағына орнатылады (ең болмағанда, жарым-жартылай). Декарбонизатордың барлық отыны пеш тұрағына, толық жанып кету үшін талап етілетін деңгейге қарағанда, оттегінің барынша төмен деңгейімен жіберіледі, осылайша NОx азайту аймағы қалыптастырылады.
Бұл аймақтың үстінде декарбонизатордың негізгі сыйымдылығы орнатылған, ол бір-бірінен тарылту арқылы бөлінген, екі немесе одан да көп бөлікке бөлінген. Көлденең кесіктің бұлай өзгертілуі күшті құйынды ағынды тудырады, соның нәтижесінде шикізаттық ұн, отын және газ тиімді араластырылады, бұл жылудың жеткізілуін және жануды жақсартады. Декарбонизатордың ілгек сияқты газжолы газды кідіртудің тиімді уақытын, компоненттердің араласуын және отынның толық жануын қамтамасыз етеді. Шикізаттық ұнның ағыны, бір бөлігі тікелей декарбонизатордың жоғарғы бөлігіне жеткізілуі үшін, циклонның төменгі екінші немесе үшінші деңгейінен қосымша бөлінуі мүмкін. Осылайша декарбонизатордың төменгі кесігінде белсенді «ыстық аймақ» қалыптасады, бұл төмен реакциялы отынның ұтымды жануын және кейін NОx шығарындыларын қысқартуды қамтамасыз етеді.
4.11.10 Құрғақ тәсілдің жылуалмастырғыштарында настыль пайда болу
Әр түрлі қалыңдықты настыльдер декарбонизаторда, газоходтарда, төменгі циклондарда және пештің алдындағы наушада (лоток) пайда болады. Настыльдердің шикізат қоспасымен және электрфильтрдің шаңымен салыстырғанда химиялық құрамы 4.10-кестеде келтірілген. Настыль түсі ашық–қоңыр, тығыз қабатты құрылымды түзілімдер. Химиялық анализ нәтижесі бойынша шикізат қоспасында қажетсіз тотықтардың мөлшері 1 % аспаған. Материал циклондармен жүрісінде оған газды фазадан оңай айналдыратын (возгонка) қосылыстар қосылып пешке кірер кезде онда: SO3=1,83 %; К2O=2,8 %; хлор=0,52 % болған. Барлық қосылыстардың мөлшері 5 есе көбейген, хлор 20 есе жоғарылаған. Настыльдың құрамында SO3 2,4...2,8 %, К2O 3,88...7,12 %, хлор 1,05...2,32 
болған. Настыльдың құрамында келесі қосылыстар болуы мүмкін: 2C2S·CaCO3, K2SO4, 3C2S·CaSO4, 2C2S·CaSO4, C2AS, 2CaSO4·K2SO4, KAS2, K2Na(SO4)2, NaKCO3, CaCO3, CaO, C2S, KС1, R2(CaCO3)2. Настыльдердің минералдық құрамы СаСО3, 2C2S·CaCO3, K2SO4, КС1 және SiO2. Бос СаО және C2S жоқ.
4.10-кесте. Құрғақ тәсілді пештің материалының химиялық құрамы
| Үлгі алынған жері | Тотықтар мөлшері % | |||||||
| ППП | SO3 | K2O | Na2O | Cl- | ||||
| Шикізат қоспа | ||||||||
| Силос | 35,1 | 0,12 | 0,64 | 0,16 | 0,03 | |||
| Электрсүзгіш шаңы | ||||||||
| Шнек | 20,5 | 21,8 | 18,40 | 4,6 | 1,2 | |||
| Пеш жүйесінің әр жерінен алынған настыль | ||||||||
| Декарбонизатор | 50 м 22 м | 52,9 39,5 | 2 ,89 2,40 | 3,88 7,12 | 0,6 1,9 | 1,05 2,32 | ||
| Айналмалы пешке кіреберістегі материал | ||||||||
| Циклонның наушасы | 21,8 | 1,83 | 2,80 | 0,25 | 0,52 | |||
| Пештің наушасы | 14,3 | 2,51 | 3,12 | 0,2 | 0,38 | |||
Настыльдердің орналасатын жері және пайда болу механизмі 4.41-суретте келтірілген.
Кальций карбонаты диссоциацияланып пайда болған СаО кремнезем және кальцитпен әрекеттесіп спуррит құрады. СаСО3-SiO2 жүйесін 3% СаSO4, Na2SO4, K2SO4 және KCl қосындыларымен СО2 атмосферасында тексергенде KCl-мен 760 °C спуррит пайда болатыны көрсетілген. KCl спурриттің ерте пайда болуының минерализаторы екендігі дәлелделді. Сол үшін, пештің сыртындағы жүйеде настыль пайда болуы хлордың бірнеше мәрте айналып (возгонка), жиналып материалдың бетінде және газоходтарда конденсациялануының себебінен.
Жылуалмастырғыштарда және декарбонизаторда настыль пайда болу механизмі сілтілі тұздармен CaCO3 жүйесіндегі тезқозғалмалы эвтектикалық балқыманың пайда болуы, азаюы немесе толық жоқ болып кетуімен байланысты.
Материалда 790...900 °C-та жоғары мөлшерде сілтілі қосылыстар болса 20 % дейін төмен температуралы балқыма пайда болуы мүмкін. Келешекте, CaCO3 декарбонизацияланғанда сұйық фазаның үлесі төмендеп, масса кристаллизацияланып, қатайып, настыль пайда болуына алып келеді.
|
| Настыльдың құрамы 2C2S·CaCO3, 2C2S·CaSO4, R2Ca(CO3)2, 3CA·CaSO4, RCl, R2CO3, 2CaSO4·K2SO4, CaO, CaCO3, C2AS, R2SO4, KAS2, C2S. |
| Пайда болу температурасы, °C 690...1150 | |
| R2CO2-CaCO3; R2SO4-CaCO3 жүйелердегі балқыманың құрамы. Саны 15...25% | |
| Сақиналардың пайда болу механизмі R2CO2(CO3)2+CaCO3+SiO2→R2CO3+2C2S·CaCO3→C2S+CaO+R2O↑+CO2↑; R2SO4+CaCO3+SiO2→2C2S·CaSO4+CO2↑+R2O↑ | |
| Курсивпен сұйық фаза белгіленген | |
| 4.41-сурет. Настыльдердің орналасуы және пайда болу механизмі | |
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 241; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!