| |||||
МЕНЮ
| Производство комовой негашеной известиПроизводство комовой негашеной известисмотреть на рефераты похожие на "Производство комовой негашеной извести" 1. Исходные данные Производство комовой негашёной извести в шахтных печах
2. Используемые материалы Известняк ракушечник 3. Максимальная крупность сырья Дmax, мм 500 4. Фракция готового продукта 80-120 1-2 Вводная часть Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из оксида кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т. д. в карбонатных породах не должно превышать 6 - 8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь. Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных температурах и без добавок пуццолановых веществ она твердеет лишь в воздушной среде. Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеную комовую; известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку); известковое тесто. Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков
различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит
из свободных оксидов кальция и магния с преимущественным
содержанием Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести. Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим пере- ход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида кальция Са(ОН)2, а также гидроксида магния Mg(OH)2 и небольшого количества примесей (как правило карбоната кальция). Качество воздушной извести оценивается по разным показателям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния (активность извести). Чем выше их содержание, тем выше качество извести. Исходными материалами для производства воздушной извести
являются многие разновидности известково - магнезиальных карбонатных
пород (известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и
др.), Все
они относятся к осадочным породам и широко распространены на
территории нашей страны. В состав известняков входят углекислый кальций Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО2. Он встречается в виде двух минералов - кальцита и арагонита. Чистые известково-магнезиальные породы - белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями - в серые и даже черные цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта. Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100 - 1250 ?С. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п., тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900 - 1150 ?С) для получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и дает тесто с высокими пластичными свойствами. Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около Физико-механические свойства пород также отражаются на технологии
извести. Для обжига в высоких шахтных печах пригодны лишь те породы,
которые характеризуются значительной механической прочностью Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размером 1 - 3 мм. Мягкие разновидности известково-магнезиальных пород (мел и т. п.) надо обжигать в печах, в которых материал не подвергается сильному измельчению (вращающиеся и др.).
Производство комовой негашеной извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига известняка. Известняки добывают обычно открытым способом в карьерах. Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в
месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.)
обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы. Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства обычно одноковшовым экскаватором. В зависимости от расстояния между карьером и заводом известняк доставляют на завод ленточными конвейерами, автосамосвалами, железнодорожным и водным транспортом. Высококачественную известь можно получить только при обжиге карбонатной породы в виде кусков, мало различающихся по размерам. При обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной, сердцевина крупных кусков - необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных печей кусками разного размера значительно увеличивается степень заполнения печи, а следовательно, уменьшается газопроницаемость материала, что затрудняет обжиг. Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, более крупные негабаритные куски дробят. В шахтных печах наиболее целесообразно обжигать известняк раздельно
по фракциям 40 - 80, 80 - 120 мм в поперечнике, а во вращающихся печах - Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают Обжиг - основная. технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига - возможно более полное разложение (диссоциация) СаСО3 и МgСО3•СаСО3, на СаО, МgO и СО2 и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и их пор. Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов, алюминатов и, ферритов кальция и магния. Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в допустимых пределах уменьшения их размеров. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров. Основное различие в технологиях производства комой негашеной извести – в способе обжига. 1-4 Выбор и описание технологической схемы производства Вращающиеся печи для обжига извести позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород Расход условного топлива во вращающихся печах значителен и
достигает 25 - 30% массы извести, или 6700 - 8400 кДж на 1 кг. Для обжига извести применяют вращающиеся печи длиной 30 - 100 м, диаметром 2 - 4 м, с углом наклона 3 - 4? и частотой вращения 0,5 - 1,2 об/мин. Удельная суточная производительность их достигает 500 - 700 кг/м3 в расчете на полный объем обжигательного барабана. С увеличением длинны печей производительность их возрастает, а расход топлива снижается. Для уменьшении расхода топлива на обжиг извести во вращающихся
печах и для утилизации теплоты газов, выходящих из печей с температурой Применяют самые разные представляющие собой сочетание шахтной печи
диаметром до 6 - 8 м с вращающейся печью диаметром около 2,5 м. При
этом мелкокусковой фракционированный известняк обжигается на 80% в
шахте с применением кокса и окончательно - во вращающейся печи. В последние годы ведется интенсивная разработка способов и установок, предназначенных преимуществен но для получения извести из мелкокусковых и даже пылевидных материалов. Такие способы позволяют не только использовать мелочь, но и резко интенсифицировать процесс обжига и увеличить удельную производительность установок. Обжиг известняка в кипящем слое по технико-экономическим показателям характеризуется высоким съемом и повышенным расходом топлива - 4600 - Применение в известковой промышленности установых для обжига карбонатных пород в кипящем слое позволяет рационально использовать большие количества мелких фракций сырья , образующихся обычно на карьерах, а также на заводах, оборудованных шахтными печами и даже вращающимися печами. Недостатком этих установок является повышенный расход топлива и электроэнергии. Обжиг измельченного известняка во взвешенном состоянии в опытном порядке
осуществляют в циклонных топках. В них тонкоизмельченные частички
карбонатного сырья увлекаются потоком раскаленных газов и обжигаются. Выбор типа печи для обжига извести определяется производительностью завода, физико-механическими свойствами и химическим составом известняка, видом топлива и требуемым качеством извести. Наибольшее распространение получили шахтные печи, представляющие собой полый цилиндр, имеющий наружный стальной кожух толщиной около 1 см и внутреннюю огнеупорную кладку, вертикально установленный на фундаменте. Эти печи характеризуются непрерывностью действия, пониженным расходом топлива и электроэнергии, а так же простотой в эксплуатации. Строительство их требует относительно небольших капиталовложений. В зависимости от вида применяющегося топлива и способа его сжигания различают шахтные печи, работающие на короткопламенном твёрдом топливе, вводимом обычно в печь вместе с обжигаемым материалом; т.к. известняк и кустовое топливо при этом загружают в шахту перемежающимися слоями, то иногда такой способ обжига называют пересыпным, а сами печи – пересыпными; на любом твердом топливе , газифицируемом или сжигаемом в выносных потоках, размещаемых непосредственно у печи; на жидком топливе; на газовом топливе, натуральном или искусственном. По характеру процессов , протекающих в шахтной печи, различают три
зоны по высоте : подогрева, обжига и охлаждения. В зоне подогрева, к
которой относят верхнюю часть печи с температурой пространства не выше Зона обжига размещается в средней части печи, где температура обжигаемого материала изменяется от 850?С до 1200?С и затем 900?С; здесь известняк разлагается , из него удаляется углекислый газ. Зона охлаждения – нижняя часть печи. В этой зоне известь охлаждается от Движение воздуха и газов в шахтных печах обеспечивается работой
вентилятор, нагнетающих в печь воздух и отсасывающих из неё дымовые газы. Недостатки шахтных печей: известь загрязняется золой и остатками не сгоревшего топлива . Возможно так же образование значительного количества пережога в следствие соприкосновения раскалённых кусков антрацита или кокса с обжигаемым материалом. Это особенно заметно при нарушении теплового режима и чрезмерным форсированием печей за счёт высоких температур обжига. Выбор типа печи для обжига извести определяется производительностью завода, физико-механическими свойствами химическим составом известняка , видом топлива и требуемым качеством извести. Исходя из выше написанного выбираем шахтную печь. Рис. 1 Технологическая схема производства комовой негашеной извести в шахтных печах. |Добыча сырья | v v v v v v v v v v v v 1-5. Системный анализ технологического процесса. Химико – технологическая схема состоит из трёх стадий: Рис. 2 Химико – технологическая схема 1- стадия подготовки сырья к химическим превращениям; 2- химические превращения; 3- получение и доводка целевых продуктов. Если рассматривать процесс обжига в шахтной печи , то можно хорошо различить три стадии. Процесс диссоциации углекислого кальция (основной части сырья ) – обратимая реакция. Её направление зависит от температуры и парциального давления углекислого газа в среде с диссоциирующимся карбонатом кальция. Так как СаО и СаСО3 не является твёрдыми веществами и их концентрации в единице объёма постоянны , константа диссоциации Кдис=РСО2. Следовательно , динамическое равновесие в рассматриваемой системе устанавливается при определённом и постоянном для каждой данной температуры давления РСО2 и не зависит ни от количества оксида кальция , ни от количества карбоната кальция , находящихся в системе. Это равновесие давления называют давлением диссоциации или упругостью диссоциации. Диссоциация углекислого кальция возможна только лишь при условии , если давление диссоциации будет больше чем парциальное давление СО2 в окружающей среде При обычной температуре разложение СаСО3 невозможно, поскольку давление диссоциации ничтожно. Установлено, что лишь при 600?С в среде , лишённой СО2 (в вакууме), начинает диссоциация углекислого кальция , причём она протекает очень медленно. При дальнейшем повышении температуры диссоциация СаСО3 ускоряется. При 880?С давление (упругость диссоциации) достигает 0.1 МПа при этой температуре (её иногда называют тем-рой разложения) давление двуокиси углерода при диссоциации превосходит атмосферное давление, поэтому разложение карбоната кальция в открытом сосуде протекает интенсивно. Это явление можно сравнить с интенсивным выделением пара из кипящей жидкости. При тем-ре больше 900?С повышение её на каждые 100?С ускоряет
декарбонизацию известняка примерно в 30 раз. Практически в печах
декарбонизация начинается при тем-ре , на поверхности кусков , 850?С при
содержании СО в отходящих газах около 40-45%. Разложение СаСО3 происходит не сразу во всей массе куска, а начинается
с его поверхности и постепенно проникает к внутренним его частям. Скорость
движения с зоны диссоциации внутрь куска увеличивается с повышением тем-ры
обжига. В частности при 800?С скорость перемещения зоны диссоциации
составляют примерно Качество воздушной извести исходя из выше изложенного , будет
определяться тем-рой обжига. Так средняя плотность извести полученной при Декарбонизация известняков при низких тем-рах (800-850?С) приводит к образованию оксида кальция в виде массы губчатой структура, сложенной из кристаллов размером около 0.2-0.3 мкм и пронизанной тончайшими капиллярами диаметром около 8*10-3. Удельная поверхность такой извести, достигающая порядка 50 м2/г должна бы предопределять высокую реакционную способность продукта при взаимодействии в водой. Однако этого не наблюдается, по-видимому , потому, что проникновение воды через узкие поры в массу оксида кальция затруднено. Повышение тем-ры обжига до 900?С и особенно до 1000?С обуславливает рост
кристаллов оксида кальция до 0.5-2 мкм и значительное уменьшение удельной
поверхности до 4-5 м2/г, что должно бы отрицательно отражаться на
реакционной способности продукта. Но одновременное возникновение крупных
пор в массе материала создаёт предпосылки к быстрому проникновению в него
воды и энергичному их взаимодействию. Наиболее энергичным взаимодействием
характеризуется известь полученная обжигом известняка при тем-рах 900?С. Некоторые примеси в известняках, особенно железистые, способствуют быстрому росту кристаллов оксида Са и образованию пережога и при тем-рах около1300?С. Это вызывает необходимость обжигать сырьё с такими примесями и при более низких тем-рах. Пережог в извести вредно сказывается на качестве изготовляемых на ней растворов и изделий. Запоздалое гашение такой извести протекающей обычно уже в схватившемся растворе или бетоне вызывают мех. напряжения и в ряде случаев разрушению материала. Поэтому наилучшеё будет известь обоженная при минимальной тем-ре, обеспечивающей полное разложения углекислого Са и экономию топлива 2. СПЕЦИАЛЬНЯ ЧАСТЬ Разработанный передел состоит из добычи сырья , транспортирования, хранения , дробления, и обжига. Транспортировка может производиться ленточными конвейерами, если
расстояние от карьера до завода не более 5 км, железнодорожным транспортом. Хранение может быть в открытых и закрытых складах. Сейчас применяют закрытые склады, так как они защищают от агрессии среды. Дробление может производится в щековых дробилках, если загрузочный
материал твердый или средней твёрдости. Недостатком щековой дробилки
является большое количество расходуемой энергии, большие потери мощности,
дают зерна лещадкой формы. Недостатки : сложные по конструкции и требуют строгого соблюдения технологических условий на монтаж, систематического ухода и обслуживания квалифицированным персоналом. 2-2 Расчёт разрабатываемого передела. Определение годового фонда рабочего времени: Тгод=(Д-В-П)?С?Тсм; Тгод – годовой фонд рабочего времени технологического передела,ч; 4-х рабочих суббот в году;(В=52?2-4=100) Далее рассчитываем материальный баланс заданного технологического
процесса. Вид материального баланса зависит от поставленной задачи. [pic], если Мо и Мп заданны в процентах от Мн, где Мн – количество сырья, которое должно поступить на переработку за год. Мп – технологические потери; Мп=3,5 Мо=0 – количество отходов. Мк – количество материала в полезном продукте, выпускаемом в год. [pic], где Пгод – годовая производительность предприятия в натуральных единицах. M – количество материала в единице продукции; m=1,1 Мк= 60000?1,1=66000 (м3/год) [pic](м3/год) По данным материального баланса заданного передела определяют его необходимую часовую производительность: [pic], где Птреб=33,5 м3/ч. 2-3 Расчёт аппарата. Необходимое количество аппаратов для реализации заданного процесса определяют по формуле: [pic], где Р – необходимое количество единицу оборудования. Птреб – необходимая часовая производительность рассчитываемого процесса. Кр – коэффициент резерва производительности. Этот коэффициент должен быть больше 1,05; Пэ – эксплуатационная производительность подобранного аппарата. Р=0,054 следовательно 1 дробилка ККД 1200/150 РАСЧЕТ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ Общие сведения о конусных дробилках. В конусных дробилках дробящим органом является подвижный конус , помещенный
внутри неподвижного конуса (рис 2.1.) Рис. 2.1 Схема устройства конусной дробилки крупного дробления. Дробление материала осуществляется в кольцевом рабочем пространстве между
двумя усечёнными конусами. Подвижный конус плотно насажен на вал, нижний
конец которого свободно входит в отверстие, эксцентрично расположенное на
валу. Размер конусных дробилок для крупного дробления принято характеризовать
шириной загрузочного отверстия Б и шириной разгрузочного отверстия В. Угол захвата обычно в пределах 24-28?, производительность в зависимости от размеров машины колеблется от 25 до 3500 т/ч. Преимущество конусных дробилок перед щековыми состоит в непрерывности дробящего усилия , действующего в каждый момент по какой-нибудь образующей конуса. В результате этого производительность конусных дробилок больше , а расход энергии на дробление меньше , чем в щековых. Крупность дроблённых кусков более равномерная. К недостаткам можно отнести сложность конструкции, большую высоту, что удорожает изготовление и ремонт дробилок, а также их непригодность для измельчения вязких и глинистых материалов. Определение производительности дробилки. Производительность конусных дробилок П (м3/ч) с крупными конусами определяется по формуле: [pic], где Дк – наружный диаметр подвижного конуса, м; r – радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащей в плоскости разгрузочной щели, м b1 – наименьшая ширина разгрузочной щели или ширина параллельной зоны при сближении конусов, м l – длина параллельной зоны , м (l=0.08 дм) ?1 и ?2 – углы между вертикалью и образующими конусов, град. rо – угловая скорость вращения эксцентретика, рад/с. Кр – коэффициент разрыхления измельчённого материала (Кр=0,25 – 0,6) ? – плотность дробимого материала; П=117 (м3/ч) Определение мощности двигателя дробилки. [pic], где ? – предел прочности материала при сжатии, Н/м2 Е – модуль упругости материала, Н/м2 Дн – нижний диаметр подвижного конуса, м d – диаметр выгружаемых кусков материала, м Д – диаметр загружаемых кусков материала, м ? – КПД привода (?= 0,8-0,85) N=11.62 (кВт). Список используемой литературы: 1. А.В. Волженский «Минеральные вяжущие вещества» Строиздат, 1986 – 464 с. Киев «Высшая школа» 2977. Оглавление 1. Исходные данные 2. Вводная часть 3. Теоретические основы процессы 4. Выбор и описание технологической схемы производства 5. Системный анализ технологического процесса 1. Описание разрабатываемого технологического передела 2. Расчет разрабатываемого технологического передела 3. Расчет аппарата Список ----------------------- 1 2 3 |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|