Цех производства комовой извести

   3.Обжиг  сырьевой смеси.

   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, МgО и СО₂ и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и их пор. [2, с.80]

   Вращающиеся печи для обжига извести позволяют  получать мягкообожённую известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных  пород (мела, туфа, ракушечника) в виде мелких кусков. Вращающиеся печи допускают возможность полной механизации и автоматизации процессов обжига. Наконец, в них можно применять все виды топлива – пылевидное твердое, жидкое м газообразное. [2, с. 93]

   4. Хранение и транспортировка.

   Выгружаемую из печей комовую известь транспортируют на склад в вагонетках либо пластинчатыми  или ленточными конвейерами со стальной лентой, для которой не опасна повышенная температура извести.

   Комовую известь следует хранить только в механизированных складах бункерного типа или в силосах. При этом необходимо обеспечивать надлежащую герметизацию и аспирацию мест возможного пылеобразования с последующей очисткой запыленного воздуха.

   Перевозить  известь следует в специально оборудованных автомашинах, вагонах и т. п. При хранении и транспортировании комовой негашеной извести следует оберегать ее от увлажнения, так как при этом не только ухудшается ее качество, но может резко повыситься температура и возникнуть пожар. [2, с. 98] 

   3.3. Выбор способа производства и разработка технологической схемы

   Разработанный передел состоит из транспортирования, хранения, дробления, и обжига.

   Транспортировка может производиться ленточными конвейерами, если расстояние от карьера до завода не более 5 км, автотранспортом.

   Хранение может быть в открытых и закрытых складах. Сейчас применяют закрытые склады, так как они защищают от агрессии среды.

   Дробление может производиться в щековых  дробилках, если загрузочный материал твердый или средней твёрдости. Недостатком щековой дробилки является большое количество расходуемой энергии, большие потери мощности.

   Т.к. загруженный материал мягкий, то выбираем валковую дробилку.

   В приемный бункер известняк доставляют из рудников и карьеров в кусках и глыбах размером 500 – 800 мм. Из приемного бункера известняк при помощи пластинчатого питателя поступает в валковую дробилку. Так как во время дробления образуется большое количество мелкой фракции, то после дробилки материал поступает на инерционный горизонтальный грохот. На грохоте известняк делится на три фракции: 5-20мм, 20-40мм и <5мм.

   Фракции 5-20мм и 20-40мм раздельно подаются в два промежуточных бункера откуда при помощи тарельчатого питателя поступают на обжиг во вращающуюся печь. Фракция <5мм не пригодна для обжига во вращающейся печи и поэтому идет в бункер отходов.

   Обжиг является основным процессом при  производстве воздушной извести.

   При этом протекает ряд сложных физико–химических  процессов опреде-ляющих качество продукта. В процессе обжига известняк декарбонизируется  и превращается в известь по следующей реакции:

   СаСО3 → СаО + СО2

   Теоретически  на декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 гр)  расходуется 179кДж, или 1790кДж на 1 кг СаСО3. [2, с.80]

   Различают длинные  вращающиеся печи с отношением длины барабана L к диметру D₀ (в свету) в пределах 35-45 и короткие с запечными теплообменниками (отношение L/D₀=14-20).

   Длинные вращающиеся печи применяют для  производства извести сухим и  мокрым способами. При сухом способе  карбонатное сырьё поступает  во вращающуюся печь в виде кусков фракции 5-20 или 20-50 мм с влажностью до 25%. При мокром способе  сырьё поступает в печь в виде сметанообразной массы  с содержанием воды 37-44%. Длинные вращающиеся печи  выпускаются с внутренними теплообменными устройствами или без них.

   В коротких вращающихся печах в зависимости от конструкции запечного теплообменника обжигают известняк и гранулированный мел в виде узких фракций: 10-20 мм; 20-40 мм с влажностью до 8%. [5, с. 160]

   Т.к. у нас мел с влажностью 20%, то выбираем длинную вращающуюся печь и используем сухой способ производства.

   Обжиг происходит следующим образом. Во вращающейся  печи различают три основных зоны, отличающиеся режимными параметрами  термообработки материала и физико-химическими процессами, происходящими в нем.

   Зона  подогрева расположена в холодном конце печи, начиная от места поступления в неё сырья, и занимает до 70% общей длины  корпуса длинной печи. Поступающий в зону подогрева материал проходит последовательно сушку(t_м до 120ºС) и нагрев (t_м=850-900ºС). В конце зоны подогрева в температурном интервале 700-900ºС полностью разлагается содержащийся в сырье углекислый магний МgСО₃  и частично углекислый кальций СаСО₃.

   Выходящие из зоны обжига с температурой 1100-1250ºС печные газы отдают тепло материалу  и их температура снижается до 600-800ºС. Температура печных газов на выходе из печи (в начале зоны подогрева) в значительной мере зависит от влажности сырья, от организации теплообмена с сырьём в зоне подогрева и от длины зоны подогрева.

   Зона  обжига длинной вращающейся печи занимает 25-30%, а короткой – 50-75% общей длины корпуса печи. В зоне обжига происходит сгорание топлива и завершаются основные физико-химические реакции разложения карбонатного сырья.

   Ввиду малого времени пребывания материала  в зоне обжига (30-45 мин) его нагревают до температуры 1200ºС, при которой реакция разложения СаСО₃ происходит быстро. В результате сырьё успевает почти полностью диссоциировать и содержание активных СаО + МgО в воздушной извести достигает 90-94%.

   Чтобы обеспечить быстрое нагревание материала, максимальную температуру газов поддерживают на 250-300ºС выше температуры материала.

   В конце зоны обжига расположен порог  высотой 200-500 мм, иногда на расстоянии 16-18 м от него устраивают второй порог.

   Зона  предварительного охлаждения занимает 5% длины печи и расположена непосредственно за зоной обжига. Ввиду незначительной длины зоны материал на выходе из неё имеет температуру 900-1000ºС и физическое тепло отдаёт вторичному воздуху в основном в рекуператорном или барабанном холодильнике. Воздух нагревают в зоне предварительного охлаждения до температуры 600-700ºС, что способствует повышению температуры факела и лучшему использованию тепла в целом.

   В холодильнике печи известь охлаждается  до температуры 150-200ºС (рекуператорный). Холодный воздух, поступающий в холодильник из окружающей среды, нагревается в нем до 250-300ºС.

   После обжига известь из печи пластинчатым конвейером и элеватором подается в бункер готовой продукции.

   Комовую негашеную известь нужно хранить  на складах с механизированной загрузкой и выгрузкой продукта. Длительность хранения не должна превышать 5 – 10 суток во избежание значительной гидратации и карбонизации окиси кальция. [2, с. 78-99]

   На  рис.1 показана технологическая схема. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Рис. 1- технологическая схема производства комовой извести.

     

          3.4. Режим работы цеха

   Характеристика  режима работы цеха будет включать в себя количество рабочих дней в  году и число смен в сутки.

   Поскольку производительность цеха высока (П_год=110 тыс.т./год), то пред-почтительным режимом его работы будет непрерывная рабочая неделя и трехсменный, восьмичасовой рабочий день.

   Количество  рабочих часов в год составляет плановый фонд рабочего времени предприятия:

   Тплан. ф = 365·3·8 = 8760 часов

   где 3 – число смен в сутки ; 8 – количество часов в смену.

   Для обеспечения нормальной работы необходимо предусматривать затраты времени на профилактический ремонт оборудования. Эти затраты учитываются коэффициентом использования оборудования по времени, при определении расчетного фонда времени работы оборудования.

         Т_расч.ф.= Т_план.ф. × К_в , (1)

   где    Т_расч.ф. – расчетный фонд рабочего времени

           Т_план.ф. – плановый фонд рабочего времени

            К_в – коэффициент использования оборудования по времени

            К_в=0.9

   Учитывая коэффициент использования оборудования по времени, получаем расчетный фонд рабочего времени:

   Трасч.ф = Тплан.ф · Кв = 8760·0.90 =7884 ч.

   По  расчетному фонду времени определяем требуемую производительность оборудования для выполнения заданной программы.

   Суточная производительность: П_сут =П_год  ∕365=110000 ∕365=301,37 т/сут.

   Производительность  в час: П_час= П_год/ Т_расч.ф.=110000/7884=13,95 т/час.

   Производительность  в смену: П_см.= П_час×8=13,95×8=111,6 т/смену. 

       3.5. Производительность предприятия

       Таблица 2 

 
 

   3.6. Определение норм расхода сырья и топлива на 1 т. вяжущего

   Для выполнения расчета используем характеристики чистого сырья, которые получены из литературных источников и задания на проектирование.

   Последовательно рассчитываем удельные нормы расхода  сырья, находящегося в различных  состояниях:

• Теоретически чистого сырья (полуфабриката)

   CaCO₃

CaO+CO₂

    ( CaCO₃)=40+12+3·16=100 г/моль;

    ( CaO )=40+16=56 г/моль.

   Пусть CaO  – 1000 кг. Примеси составляют 1,28%, т.е 12,8 кг. Тогда без примесей – 987,2 кг. Пусть  CaCO₃ – х кг. Составляем уравнение:

          х         987,2

   CaCO₃

CaO+CO₂

                                                         100          56

   x=

кг – теоретически чистое сырьё.

• Натурального (содержащего примеси) сырья (полуфабриката)

   1762,86·0,0128=22,56 кг – примесь

   1762,86+22,56= 1785,42 кг – натуральное сырьё (сухое)

• Рабочего (влажного) натурального сырья (полуфабриката)

   т_вл=т_сух(1+Wт/100)=1785,42(1+0,2)=2142,50кг