Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету 10 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 34 из 41Следующая ⇒

Күйдіруге отын шығынын төмендетудің басқа жолы – ол клинкердің минералдық құрамын өзгерту. Белитті- сульфоалюминат негізінде клинкер және цемент (Т.В. Кузнецова, П.К. Мет), алинитті цемент (Б.И. Нудельман), алитті-сульфоалюминатты цемент (НИИЦемент, Д.И. Менделеев ат. РХТУ). Клинкердің осы түрлерінің барлығы клинкер түзуге отын шығыны белиттіге сәйкес (320...330 ккал/кг). Күйдіру температурасының төмендеуімен айналмалы пеш қанқасынан және шығатын газбен жылудың жоғалуы да азаяды.

4.15.2 Портландцемент өндірісінің ресурс үнемдейтін карьерсіз технологиясы

М.Ауезов атындағы ОҚМУ-дың «Силикаттар технологиясы және минералдар синтезі» кафедрасында Қазақстан өнеркәсіп қалдықтарының негізінде энергия үнемдейтін, ресурс сақтайтын және карьерсіз технологиясы жасалды. Теміртау қаласында портландцемент клинкер алуға шикізат ретінде және цементті ұнтақтау үшін активті минералды қоспа ретінде қолдануға қызығушылық тудырып отырған көп тонналы өнеркәсіп қалдықтарының әр түрлі түрі шығарылады. Бұл домна шлагы, карбидті әк, күлді шлак және т.б.

Карбидті әк – ұлпа (пушонка) Теміртау қаласындағы Қарағанды синтетикалық каучук заутының және карбидті-ацетилен өндірісінің жанама өнімі болып табылады. Ацетилен алу кезінде СаС мен Н₂О әрекеттесуінен негізгі масса Са(ОН)₂-ден тұратын ұсақ дисперсті қалдық бөлінеді.

Карбидті әк жоғары ылғалды болып келеді ~8 %. Оның көлемдік массасы қопсытылған күйінде - 0,49 т/м³, ал тығыздалған күйінде -0,83 т/м³ құрайды, беттік көлемі – 2100 см²/г, жеңіл үгіткенде ұнтақтың 95 % дейін №008 електен өтеді. Бұл көкшіл түсті және аммиактың иісі шығатын ұнтақ. Құрамы мынадай негізгі тотықтардан: СаО, АІ₂О_3,Ғе₂О₃, SіО₂, жылулық өңдеу әдісімен кетіретін 1,5 %-дейін карбидтен тұрады. Жартылай тотықтар (АІ₂О_3,Ғе₂О₃) – 1,5...3 %, темір-ферросиликат түрінде 0,5 % құрайды.

Егер шикізат шихтасы карбидті әктен, түйіршіктелген домна шлагынан және фосфорлы шлактан болса, онда оның жақсы жентектелуге (пісуге) қабілетті екені белгілі. Клинкер түзілу процесі ҚК=0,67 кезінде 1200 ⁰С аяқталады, ал ҚК=0,80 кезінде 1300 ⁰С, ҚК=0,90...0,95 кезінде 1350...1450 ⁰С болады. Минерализаторларды – баритті флюоритті, фторлы натрийді немесе кальцийді 1...4 % мөлшерде қосу арқылы клинкер түзілу процесін жылдамдатуға болады. Төмен негізді шикізат қоспадағы СаО-ның толық байланысуы 1100...1200 ⁰С жүзеге асады. ҚК=0,90...0,95 болатын жоғары негізді болатын шикізат қоспаны 1300...1350 ⁰С температурада күйдіреді. Бұндайға фосфошлак құрамындағы компоненттерінің әсерлі минерализаторлағыш әрекеті ие болады. Минерализатордың болуы төмен температурада сұйық фазаның пайда болуын, клинкер сұйықтығының қасиетін реттейді және клинкер түзілу процесінің ерте аяқталуын қамтамасыз етеді. Клинкердің күю температурасын 100...120 ⁰С төмендетеді. Осылайша құрамында 45...67 % СаО бар карбидті әк және түйіршіктелген фосфорлы немесе домналы шлактар, әктассыз шикізат қоспасын алуға мүмкіндік береді. Әктасты өндіру, ұсақталу және қоймалаудың, сонымен қатар сазды компоненттерді өндіру және жібіту қажеттіліктері болмайды.

Кальций карбонатының шикізат қоспасында толықтай болмауы жылуды көп мөлшерде қажет ететін эндотермиялық процесс СаСО₃ диссоциациясы болмайды. Сулы тәсілде сазды иленгіштік қасиеті жоқ компоненттер шлактармен және карбидті әкпен араластырған жағдайда шикізат шламының ылғалдылығы 5...10 % төмендейді, ауаға шығарылатын түтінді газ көлемі азаяды, олардың тазалауын жеңілдетеді, атмосфераның ластанбауына және шламды кептіруге кететін отын шығынын азайтуға әсер етеді. Одан басқа фосфорлы шлактар және қосылатын минерализаторлар клинкер түзілу процесін жеделдетеді, клинкердің пісуін жылдамдатады, отын шығынын төмендетеді, клинкердің күю температурасы 1250...1350 ⁰С құрайды.

«Састөбе» АҚ-да ақ портландцемент өндірісінің ұсақтап - реттейтін фабрикасында әктасты байыту технологиясы іске асырылған. Ұсақтаудың І кезеңінен кейін әктасты електен (грохот) өткізеді және өлшемі 0...15 мм болатын фракциясы қалдық ретінде, ал одан ірі фракциясын шикізат шламын дайындауға және құрылыс әгін өндіруге жіберген. Осылайша құрамында құмды және сазды қоспаның біршама мөлшері бар әктастың ұсақ фракциясы бірнеше миллион тонна болатын қалдық болып жиналып жатыр. Бүл өз кезегінде қоршаған ортаға зиянын тигізуде.

Майда фракциялық әктас қалдығы (0...15мм) шикізат диірменіне ұнтақтауға алдын-ала ұсақтаусыз жіберуге болады.

Біз М.Әуезов ат. университетінде шикізат ретінде әктастың қалдықтарын және фосфор шлагын қолданып портландцемент өндірісінің карьерсіз, ресурс- энергия ұнемдейтін технологиясын және технологиялық регламентін жасадық. Толықтай өндіріс қалдықтарынан тұратын шикізат материалының меншікті шығыны:

әктас қалдығы 1,04...1,10 т/т клинкер

фосфор шлагы 0,26...0,70 т/т клинкер

огарка 0,03...0,05 т/т клинкер.

Қазіргі таңда клинкер алудың негізгі екі тәсілі белгілі: ылғал және құрғақ, әрқайсысының өзінің ерекшеліктері мен кемшіліктері бар.

Біз әктас қалдығын пайдалана отырып екі технологияны жасап шығардық.

І-нұсқа. Ресурс сақтайтын технология. Шикізат қоспасы «әктас қалдығы+лесс+огаркалар» сулы тәсілде ұнтақталады. Ылғалдылығы 37 % болатын шлам температурасы 1450 ⁰С пеште күйдіріледі.

ІІ-нұсқа. Энергия- және ресурс ұнемдейтін технология. Өндірістік әктас қалдығы және огаркалар сулы тәсілде ұнтақталады. Ылғалдылығы 32 % құрайтын әктасты шлам фосфорлы шлакпен (18,5 %) бірге пештің салқын басынан беріледі. Күйдірілетін массаның жалпы ылғалдылығы 26 % құрайды. Әктасты-фосфорлы шлакты қоспада клинкер түзілу процесі 1300...1350 ⁰С температурада аяқталады.

Қалдықтарды қолдану нәтижесінде екі технологиялық схемада да әктасты карьерден қазып алу және ұсақтау процестері болмайды. Оның орнына қалдықтар пайдаланады.

Ұсынылып отырған энергия және ресурс үнемдейтін технологияда құрғақ тәсілді өндірістің кемшілігі және екі дәстүрлі өндірістің де ерекшеліктері кездеседі.

1) Жоғары минерализаторлық әсері бар 20...30 % ұнтақталмаған фосфор шлагын айналмалы пешке жіберу, сулы тәсілге қарағанда жылу және отын шығынын 30...40 % төмендетті, пеш өнімділігі 20...30 % артты. Клинкердің пісіру температурасы 1350 ⁰С дейін төмендеді.

Технологиялық есептеулер көрсеткендей ұсынылып отырған тәсіл бойынша 1 кг клинкерге кететін жылу шығыны 3300...3700 кДж/кг, ал 1 т клинкерге кететін отын шығыны 11,5...12,5 % немесе 115...125 кг құрайды. Әктасты-фосфоршлакты шикізат қоспасында сұйық фазаның пайда болуы 1200 ⁰С, ал клинкер түзілу процесінің аяқталуы 1300 ⁰С болады. Сонымен қатар әктасты шламда, әктасты-сазды шламға қарағанда ылғалдылығы аз болады. Осылайша ұсынылып отырған тәсілде жылу және отын шығыны көрсеткіштері құрғақ тәсілдегі көрсеткіштерге сәйкес.

2) Өндірісте сазды дайындайтын технологиялық бөлімнің қажеттілігі болмайды. Сазды карьерден өндірудің, оны тасымалдаудың, құрғақ тәсілде саздың кептірілуі және ұнтақталуы, сулы тәсілде саз араластырғыштардың, шламды біртектілеуге және сақтауға арналған қоймалар (бассейндер), көмекші және реттеуші құрылғылардың қажеті болмайды.

3) Пешке фосфор шлагы ұнтақталған күйде, түйіршіктелген шлак немесе майда қиыршық тас түрінде беріледі. Осыған орай, шикізат цехының қуаттылығы тек әктасты шикізат шламының ұсақ майдалануына есептеледі. Бұл – құрылғы құнын және шикізат шихтасын ұнтақтауға кететін электр энергиясын, оны бассейнге және пешке тасымалдауды, шламды біртектілеуді 20...30 % төмендетуге мүмкіндік береді.

4) Ұсынылып отырған тәсілде түтінді газ көлемі азаяды, сол сияқты отын шығыны сулы тәсілмен салыстырғанда 30...40 % төмендейді. Фосфошлак шикізат қоспасына 8...20 % кальций және магний карбонаттарын СаСО₃ және МgСО₃ түрінде емес, СаО және МgО түрінде әкеледі. Бұл жалпы түтінді газ көлемін және құрамындағы СО₂ азайтады.

5) Әктастың ылғалды аз қажет етуінің арқасында сулы тәсілмен салыстырғанда әктасты шламды дайындауға кететін су шығыны 1,5...2 есе төмен болады. Күйдірілетін материалдың жалпы ылғалдылығының төмендеуіне пешке құрғақ түрінде косылатын 20 % фосфорлы шлак себеп болады.

Регламентті дайындау барысында өлшемі Ø4х150 м болатын айналмалы пешке белгілі тәсіл бойынша бірнеше рет жылу техникалық есептеулер жүргізілді (4.13-кесте).

4.13-кесте. Әртүрлі шикізат қоспасын күйдірудегі салыстырмалы жылутехникалық көрсеткіштері

№	Көрсеткіштері	Өлшем бірлігі	І-нұсқа	ІІ-нұсқа
1	Технология		Ресурс-үнемдейтін	Энергия-ресурс үнемдейтін
2	Шикізат қоспаның құрамы	%	Әктас қалдығы 87,6 Лесс 11,4 Огаркалар 0,99	Әктас қалдығы 77,73 Фосфоршлагы 18,45 Огаркалар 3,82
3	Қанығу коэф. Силикатты модуль		0,95 3,0	0,95 3,0
4	Шикізаттың үлестік шығыны	т/т	1,55	1,417
5	Шлам ылғалдылығы	%	37	26
6	Күйдіру темпер-сы	⁰С	1450	1300
7	1кг клинкер күйдіруге кететін жылудың үлестік шығыны. Оның ішінде: -СаСО₃ диссоциациясына -ылғалдың булануы -шығатын газбен	кДж/кг ккал/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг	5029 1200 1622 2288 895	3641 869 1261 1263 592
8	Шартты отынның шығыны	% кг/т	17,16 171,6	12,42 124,3

Бақылау сұрақтары.

1. Шикізат қоспасының жеке компоненттерінің термиялық өзгерістері қалай жүреді? 2. Қатты күйдегі реакциялар қалай жүреді, қандай минералдар пайда болады? 3. Сұйық фаза пайда болғанда жүретін реакцияларды айтып беріңіз. 4. Сұйық фазаның мөлшері, құрамы, құрылымы қандай? 5. Клинкер балқымасының негізгі қасиеттерін сипаттап беріңіз. 6. Клинкердің сұйық фазалық жентектелуі қалай жүреді? 7. Ұш кальцийлі силикат қалай кристалданады? 8. Клинкерді салқындатқан кезде қандай процестер жүреді? 9. Шикізат қоспасының химиялық және минералдық құрамының клинкер күйдіру процесіне тигізетін әсері қандай? 10. Шикізат компоненттерінің майдалығының клинкер күйдіру процесіне тигізетін әсері қандай?11.Күйдіру режимінің клинкердің сапасына тигізетін әсері қандай? 12. Фторид, хлорид, сульфаттардың клинкер күйдіру процесіне тигізетін әсері қандай? 13. Қосалқы компоненттердің клинкер күйдіру процесіне тигізетін әсерін айтыңыз? 14. Сулы әдістің пештерінін құрылымы, өлшемі, өнімділігі қандай? 15. Сулы әдістің пештерінде клинкер куйдіру технологиялық процесі қалай жүреді? 16. Сулы әдістің пештерінде орналасатың жылуалмастырғыштар. 17. Газ бен материал пеште қалай қозғалады? 18. Газ бен материалдың температурасы қалай өзгереді? 19. Айналмалы пеште жылу алмасу процесі қалай жүреді? 20. Сулы әдістің айналмалы пештерінің технологиялық алаптарында жұретін процестерді айтып беріңіз. 21. Пештің ішінде сақиналар қалай пайда болады? 22. Айналмалы пештерінде шаң қалай түзіледі, ол неге байланысты? 23. Электр сүзгіштің шаңын пешке қайтару жолдары қандай? 24. Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету жолдары қандай? 25. Айналмалы пештің жылу балансын сипаттап беріңіз. 26. Айналмалы пештің ө німділігі неге байланысты? 27. Айналмалы пешінің жентектелу алабында жүретін процесті сипаттап беріңіз. 28. Сулы тәсілді пештің материалдық және жылу балансы қандай шығындардан құралады? 29. Циклонды жылу алмастырғыштармен және декарбонизатормен жабдықталған пештердің құрылымы және жұмыс істеуі. 30. Заманауи құрғақ тәсілді декарбонизаторлы пештердің түрлері қандай? 31. Қалдықты түтінді газда NO_xмөлшерін төмендету жолдары қандай? 32. Кедергісі төмен циклонды жылуалмастырғыштардың құрылымы, жұмыс істеуі қандай? 33. Материалдың түсіп кетуі және салқын ауаның сорылуы отын шығынына қандай әсер етеді? 34. Құрғақ тәсілді пеш жүйесінің материалдық және жылу балансын сипаттап беріңіз. 35. FLSmidth компаниясының ILC жылуалмастырғышы қалай жұмыс істейді? 36. Жылуалмастырғыштарда настыль қалай пайда болады, оны қалай жояды? 37. Циклондардың бітеліп қалу себептері қандай?38. Клинкерді салқындатудың мақсаттары қандай? 39. Рекуператорлы және барабанды мұздатқыштар қалай жұмыс істейді? 40. Колосникті итергіш мұздатқыштар қалай жұмыс істейді, оның артықшылығы қандай? 41. Клинкер түсірмейтін торлы мұздатқыштар қалай жұмыс істейді? 42. Колосникті тор қалай жұмыс істейді? 43. Мұздатқыштағы клинкерді қалай ұсақтайды? 44. Клинкердің шаңдатуын қалай тоқтатады? 45. Клинкер өндірудің қандай басқа тәсілдерін білесіз, соларды сипаттап беріңіз. 46. Клинкер өндірісінде қандай отындар пайдаланады, олардың сипаттамасы қандай? 47. Отын ретінде қандай қалдықтарды пайдаланады? 48. Қатты отынды жағуға қалай дайындайды? 49. Алауда отын жағуды қалай оңтайландырады? 49. Клинкер куйдіруге отын шығынын қалай төмендетуге болады? 50. Пештің өнімділігін қалай жоғарылатуға болады?

V тарау

Клинкер мен қоспаларды ұнтақтау

5.1 Клинкерді ұнтақтау процесінің теориялық негіздері

Жалпы ұнтақтауды түсіну үшін бір түйіршіктің бұзылу процесімен қысқаша танысып өту қажет. Клинкер түйіршігінің өзі көп кристалдардан тұратыны белгілі. Олардың механикалық бұзылуы морт және иілгіш, немесе аралас өтуі мүмкін. Еркін қозғалатын электрондардың шамасы үлкен металдар үшін белгілі бағытта белгіленген байланыстары болмаса, олар иіліп, формасы өзгеруге бейім болады. Клинкер кристалдарын түзетін ионды – ковалентті байланыстағы кристалл кеңістікке белгіленген байланыстармен және оның нәтижесінде морт сынғыштықпен сипатталады.

Еркін электрондардың концентрациясы және материалдың электрөткізгіштігі неғұрлым көп болса, соғұрлым оның иілу қасиеттері басымырақ байқалады. Негізгі клинкер минералдарынан ең жоғары электр өткізгіштікке феррит фазасы ие, осының нәтижесінде, оның иілу қасиеті ең жоғары болады. В.Ф. Журавлев пен М.М.Сычев анықтағандай, цемент клинкерінің жеке минералдарының микро қаттылығы мен морт сынғыштығы (алмаз пирамидканы жаныштағанда пайда болатын ойындының диаметрі) әр түрлі. Микро қаттылығы ең жоғары белит пен С₄AF, морт сынғыштығы ең төмені - С₄AF (5.1-кесте).

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 29 30 31 32 333435 36 37 38 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!