Производство керамзитового гравия

 
 
 

    При подборе оборудования в ряде случаев  необходимо знать расход материалов (м³/ч), поэтому полученные значения расхода материалов (т/ч) целесообразно выразить в м³/ч, разделив каждый результат (т/ч) на насыпную плотность данного материала.

    Глина

=1500 кг/м³=1,5 т/м³;

    Керамзит 

=500 кг/м³ =0,5т/м³;

    Добавка (лигносульфанаты)

=0,7 т/м³;

    Вода

=1000 кг/м³=1,0 т/м³.

    Для получения керамзита 11360,96 т/год  (22721,92 м³/год) требуется:

    По  массе: глины –13211,81 т/год;                          По объему: глины –8807,87 м³/год;

    воды  –556,29 т/год;                                                                      воды –556,29  м³/год;

    добавки –139,07 т/год;                                                                  добавки –198,67 м³/год; 
 
 
 
 
 
 
 

    3.5. Расчет основного  технологического  оборудования.

    Расчет  расходных бункеров.

    Бункера – саморазгружающиеся емкости для  приемки и хранения сыпучих материалов – устанавливают над технологическим  оборудованием для обеспечения  его непрерывной работы. Обычно бункера  рассчитывают на 1,5-2-часовой запас материала.

      Форма и размеры бункеров не стандартизированы и принимаются в зависимости от физических свойств хранимых материалов, требуемого запаса, способов загрузки и выгрузки,  компановки оборудования и пр.

    Наибольшее  применение нашли бункера прямоугольного поперечного сечения. Обычно верхняя часть бункера имеет вертикальные стенки,  высота которых не должна превышать более чем в 1,5 раза размеры бункера в плане, нижнюю часть его выполняют в виде усеченной пирамиды с симметричными  или лучше с несимметричными наклонными стенками. Для полного опорожнения бункера угол наклона стенок пирамидальной части должен на 10-15° превышать угол естественного откоса загружаемого материала в покое и угол трения о его стенки.  Ребро двухгранного угла между наклонными стенками должно иметь угол наклона к горизонту не менее 45°, а при хранении влажного материала с большим содержанием мелких фракций - не менее 50° . Размеры выходного отверстия бункера должны превышать в 4-5 раз максимальные размеры кусков хранимого матери-яла и быть не менее 800мм.                                        

      Требуемый геометрический объем  бункера определяют по формуле 

    

    где     П_Ч -- расход материала, м³/ч;

               n=2- запас материала

          η - коэффициент заполнения, принимается равным 0,85 - 0,9. 

    Определим  требуемый геометрический объем бункера  №1:

    

;

    Определим  требуемый геометрический объем бункера  №2:

    

;

    Определим  требуемый геометрический объем бункера  №3:

    

;

         Определим  требуемый геометрический объем бункера  №4:

    

.

    Выбор дробильного оборудования.

      Выбор типа и мощности дробилок  зависит от физических свойств  перерабатываемого материала, требуемой  степени дробления и производительности. Учитывают размеры максимальных кусков материала, поступающего на дробление, его прочность и сопротивляемость дроблению. Максимальный размер кусков материала не должен превышать 0,80-0,85 ширины загрузочной щели дробилки. На дробление поступает глины 1,83 м³/ч, следовательно принимаем валковую дробилку СМ-12, предназначенную для среднего дробления;

                                                        Мощность эл.двигателя-20 кВт;

    Производительность-8-25 м³/ч;

    L=2,2; b=1,6 м; h=0,8 м;

    Масса-3,4 т. 

    Расчет  помольного оборудования.

    Помол глины и других материалов проводят сухим способом по открытому и замкнутому циклу. Последний предпочтителен в тех случаях, когда необходимо получить мтериал с высокой удельной поверхностью, а также когда измельчаемый материал отличается склонностью к агрегации /например, негашеная известь/ или измельчаемые компоненты сильно различаются по размалываемости.

    Для классификации продукта при помоле по замкнутому циклу применяют центробежные и воздушно-проходные сепараторы. Последние обычно используют при помоле сырья с одновременной сушкой его горячими газами от обжиговых печей.

    Выбор мельницы по потребности цеха по помолу (т/ч) производят по данным (табл.3.II  прил.З затем проверяют ее фактическую производительность по формуле(1). Если производительность мельницы не совпадает с требуемой, то подбирается по расчету мельница, которая дает необходимую производительность.

    

      Q-производительность мельницы по сухому материалу, т/ч;

    V- внутренний полезный объем мельницы, =50% от геометрического объема, м³;=>

    V=0,5·4,05=2,025м³

    Р=12,3 т - масса мелющих тел, т;

      k- поправочный коэффициент принимается равным 1,1 - 2,2 при помоле по замкнутому циклу;

    b=0,038…0,04 -удельная производительность мельницы т/квт·ч полезной мощности;

    q=0,91 - поправочный коэффициент на тонкость помола (остаток на сите № 0,08).

    Производительность  мельницы не совпадает с требуемой, поэтому подбирается по расчету  мельница, которая дает необходимую  производительность.

    Принимаем мельницу 1,5×1,6

      с внутренним диаметром барабана = 1500мм;

      длиной барабана = 1690мм;

    мощностью двигателя = 55 кВт;

    производительностью = 6 т/ч;

    массой  мелющих тел = 12,3 т 
 

    Расчет  сушильных устройств.

      При влажности измельчаемых материалов  более 2% сухой помол их значительно затрудняется; влажный материал налипает на мелющие тела и броневую футеровку, замазывает проходные отверстия межкамерных перегородок, что резко снижает производительность мельниц. Поэтому осуществляют помол с одновременной сушкой или предварительно материал высушивают в специальных сушильных аппаратах. При производстве керамзитовых  материалов наиболее широко применяют сушильные барабаны.                  

    Сушильная производительность мельниц, сушильных  барабанов и других установок  определяется количеством испаряемой влаги. Ее обычно характеризуют удельным паронапряжением (количеством воды, испарямой 1м³ рабочего объема сушильного барабана, мельницы и т.п. за 1 ч). При расчете сушильных барабанов, шаровых мельниц, используемых для одновременного помола и сушки, удельную паронапряженносгь А принимают равной: при сушке глины - 20 - 40 кг/м³· ч;

    Исходя из заданной производительности (количества воды, которую нужно удалить из материала за 1ч, кг) требуемый внутренний объем сушильного барабана рассчитывают  по формуле:

    

 

      где W-количество влаги, удаляемой из материала за 1ч , кг;

            А - удельное паронапряжение, кг/м³·ч;

     - масса материала, поступающего  в барабан, т/ч;

     - масса материала, выходящего  из барабана, т/ч;

     - начальная  относительная  влажность материала; %

     - конечная относительная влажность  материала; %

                     W=5%                                                              A = 35% кг/м³                                                          

     = 2,72                                                          = 20%

     = 2,58                                                         = 15%                                                               

                                                             

    

    Принимаем сушильный барабан объемом  15,4 м³;

    Типа  СМ; Размерами 1,4×10;

    Производительностью 700 кг/ч;

    Мощностью электродвигателя 6,0 кВт

    Расход  тепла на сушку, количество теплоносителя  и его температуру устанавливают  теплоэнергетическими расчетами. Теоретически удельный  расход тепла в сушильных  барабанах и мельницах на испарение  I кг воды составляет 2690 кДж. На практике эта величина достигает 3500...5000 кДж из-за потерь с отходящими газами. 

    Расчет  пылеосадительных систем.

      Обеспыливание отходящих газов  и аспирационного воздуха необходимо  для уменьшения загрязнения пылью окружающей местности, создания нормальных санитарных условий в производственных помещениях, а также для повышения эффективности производства: возврат пыли сокращает расход сырья, топлива и электроэнергии.                          

    Санитарными нормами на проектирование промышленных предприятий регламентированы предельно допустимые концентрации пили в воздухе рабочих помещений до 1-10 мг/м³; в отходящих газах, выбрасываемых в атмосферу до 30 – 100 мг/м³. Наиболее жесткие требования предъявляютсятся к очистке воздуха и газов от пыли, содержащей двуокись кремния.

    Для создания нормальных условий труда  цехи по производству вяжущих веществ  обеспечивают системами искусственной  и естественной вентиляции, герметизируют места, где происходит пылевыделение, осуществляют отсос /аспирацию/ воздуха от источников пылеобразовония /бункеров, течек, дробильно-помольных установок, элеваторов и т.п./

    Очистку отходящих газов и аспирационного воздуха до предельно допустимых концентраций осуществляют в одно-, двух-, трех- и более ступенчатых пылеочистных установках. На первой ступени пылеочистки обычно устанавливают циклоны, на второй - батерейные циклоны и на последней – рукавные фильтры и электрофильтры.

    Запыленность  газов, выходящих из пылеулавливающих аппаратов при  осуществлении  в них подсоса воздуха или при утечке газов /работа под давлением/ определяют по формуле:

    

    Пылеосадительная  камера:

    Z_ВХ=30  г/м³;  =0,1-0,2%;                                                              

    Циклон:

    Z_ВХ=25,15  г/м³;  =0,8-0,85%;       

    Рукавный  фильтр:

    Z_ВХ=2,65  г/м³;  =0,95-0,98%;       

    Электрофильтр:

    Z_ВХ=0,06  г/м³;  =0,96-0,99%;         

    Где Z_ВХ и Z_ВЫХ - запыленность газов до и после пылеулавливающего аппарата, г/м³;

     -степень очистки (коэффициент  полезного действия пылеосадительного  аппарата,%) 

    Циклоны, батарейные циклоны, рукавные фильтры и электрофильтры подбирают по производительности, характеризуемой количеством газа и воздуха, м³, которые можно очистить в них за I ч,