Robototehnika-info.ru

Робототехника Инфо
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принципиальная технологическая схема производства цемента

Принципиальная технологическая схема производства цемента

Дом arrowНаучная литература arrowТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА arrowМокрый способ производства

Мокрый способ производства

Известняк как более твердый материал предварительно подвергается дроблению, а пластичная глина измельчается в присутствии воды в специальных аппаратах (болтушках или мельницах-мешалках). Окончательное тонкое измельчение с получением однородной смеси известняка, глиняного шлама и корректирующих добавок происходит в шаровых трубных мельницах. Хотя компоненты дозируют в мельницы в заданном соотношении, из-за колебаний их химико-минералогических характеристик не удается получить в мельнице шлам состава, отвечающего установленным параметрам. Поэтому необходима специальная технологическая операция по корректировке его состава. После проверки соответствия состава шлама заданным показателям его подают на обжиг во вращающуюся печь, где завершаются химические реакции, приводящие к получению клинкера. Затем клинкер охлаждается в холодильнике и поступает на склад, где также хранятся гипс и активные минеральные добавки. Эти компоненты предварительно должны быть подготовлены к помолу. Активные минеральные добавки высушивают до влажности не более 1 %, гипс подвергают дроблению. Совместный тонкий размол клинкера, гипса и активных минеральных добавок в шаровых трубных мельницах обеспечивает получение цемента высокого качества. Из мельниц цемент поступает в склады силосного типа. Отгружают его либо навалом (в автомобильных и железнодорожных цементовозах), либо упакованным в многослойные бумажные мешки.

При приготовлении шлама из двух мягких (мела и глины) и двух твердых компонентов (известняка и глинистого мергеля) последовательность основных технологических операций не меняется. Однако особенности свойств измельченного сырья и стремление к выбору наименее энергоемких технических решений обусловливают существенные отличия способов измельчения компонентов. При использовании двух мягких компонентов принципиальная технологическая схема будет такой, которая показана на схеме 2.

Такая технологическая схема позволяет эффективно использовать способность мягкого сырья распускаться в воде. Применение мощного современного оборудования для предварительного измельчения сырья (например, мельниц «Гидрофол») позволяет отказаться от его дробления. Однако на стадии предварительного измельчения часть сырья остается недоизмельченной, и получение шлама также должно завершаться в шаровой трубной мельнице.

При использовании двух твердых компонентов принципиальная технологическая схема приобретает новый вид (см. схему 3).

В данной технологической схеме повышенная твердость глинистого сырья обусловливает необходимость его предварительного дробления. Тонкое измельчение всех компонентов происходит в одну стадию в шаровой мельнице. Очевидно, что этот вариант технологической схемы связан с большими трудностями получения однородной тонкодисперсной смеси и большим расходом энергии.

В водной среде облегчается измельчение материалов и улучшается их перемешивание. В результате снижается расход электроэнергии (при мягком сырье экономия может достигать 36 МДж/т сырья) и получается более однородная шихта, что, в конечном счете, приводит к росту марки цемента. Кроме того, при мокром способе упрощается транспортировка шлама и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Сравнительная простота мокрого способа и возможность получения высокомарочной продукции на сырье пониженного качества обусловили его широкое распространение в цементной промышленности нашей страны. В настоящее время этим способом выпускается около 85 % клинкера.

Белов В.В. Конспект лекций по курсу Вяжущие вещества

В то же время введение в шлам значительного количества воды (30—50 % массы шлама) обусловливает резкое повышение расхода теплоты на ее испарение. В результате расход теплоты, при мокром способе (5,8— 6,7 МДж/кг) на 30—40 % выше, чем при сухом способе. Кроме того, при мокром способе возрастают габариты и соответственно металлоемкость печей. Исходя из этого в нашей стране принято решение прекратить проектирование и дальнейшее наращивание мощностей по выпуску портландцемента мокрым способом.

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.

Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам

info@masterbetonov.ru

ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.

Какая схема производства цемента?

Учитывая, что строительный материал – цемент, разных марок, является строительным материалом, без которого невозможно ни одно строительство, многих застройщиков и покупателей интересует схема его производства и нюансы изготовления.

стадии производства цемента

Схема производства цемента

Это отработанный многими десятилетиями процесс, который имеет несколько принципиально новых способов, состоящих из следующих основных этапов:

  • Разработка, добыча, доставка и обогащение исходных материалов: известняковых и глиноземных пород для производства клинкера;
  • Получение клинкера. Является одним самых энергозатратных, поэтому самых дорогостоящих этапов схемы производства цемента. В частности на осуществление этого этапа приходится до 75% затрат на производство цемента. В общем случае технология производства клинкера выглядит так: подготовленную смесь компонентов заливают водой, дают отстояться в течение определенного периода времени, после чего начинается термическая обработка в печах при температуре до 1 500 градусов Цельсия. При этом исходные компоненты клинкера спекаются в виде гранул определенной фракции;
  • Измельчение клинкера. На этом этапе происходит мелкодисперсное измельчение гранул клинкера и введение присадок, которые определяют специальные свойства и марку цемента. По сути это конечный этап схемы изготовления цемента, который оканчивается фасовкой данного материала в мягкие контейнеры Биг-Бены, бумажные многослойные клапанные мешки или транспортировкой в силосы для последующей реализации «навалом».

Технологическая схема производства цемента

На данный момент времени цемент изготавливается по нескольким принципиально разным технологиям, имеющим свои принципиальные преимущества и недостатки.

  • Так называемый мокрый способ производства цемента, широко использующийся отечественными цементными заводами. Является самой энергозатратной. Суть схемы заключается в загрузке компонентов цемента в специальное оборудование, в водную среду. После выдержки в воде компоненты цемента поступают в мельницу, которая измельчает их в порошок. Полученный таким образом полуфабрикат транспортируется в специальный бассейн, корректируется по составу и в дальнейшем обжигается в специальной печи с последующим охлаждением. После контроля качества, данный продукт следует на измельчение до состояния товарного цемента;
  • Сухая технология. Принципиальное отличие от «мокрой схемы» заключается в том что после предварительного измельчения компоненты цемента направляются в осушительные барабаны, после чего перемешиваются и проходят дополнительное измельчение в мельнице. При этом на этапе измельчения в цемент вводятся добавки и присадки. Далее полученная масса направляется на обжиг, измельчение и упаковку. Одним из преимуществ этого способа получения портландцемента можно отметить возможность использования в качестве сырья зольную пыль и прочие отходы энергетического и металлургического производства. Сухая технология исключает: многоступенчатое дробление компонентов, снижает «добывающие» и транспортные затраты, а также расширяет выбор сырья для производства цемента;
  • «Полусухая» схема производства цемента. Данная схема отличается габаритами гранул клинкера, влажностью материала и технологией обжига. В частности масса компонентов для изготовления цемента обжигается в специальных печах «ЛЕПОЛЬ», которые при всех прочих равных условиях обеспечивают уменьшение уровня карбонизации конечного продукта на 22-23%;
  • Комбинированный способ производства цемента. В этом случает, происходит органичное сочетание нескольких технологий: «мокрой» и «сухой». С ответствующими преимуществами и недостатками.

В завершение данного повествования следует сказать, что цементные заводы, расположенные на территории Российской Федерации, по объективным причинам, используют исключительно «мокрую» схему производства цемента.

Применение передовых энергоэффективных технологий «сухого» производства цемента требует значительных капиталовложений и полного перевооружения действующего производства, невозможных в ближайшем обозримом будущем.

Технологическая схема производства: виды, типы и порядок разработки

Анализ технологической схемы производства необходим для определения наиболее опасных участков производства с точки зрения техногенной и пожарной безопасности.

В состав технологической части проекта и технологического регламента входит технологическая схема производства, за которой можно представить технологический процесс, который анализируется, и в целом оценить его пожарную опасность.

Технологическая схема производства

Технологическая схема пример

Технологическая схема

Технологическая схема производства – это последовательное описание или графическое изображение последовательности технологических операций (процессов) и соответствующих им аппаратов из превращения сырья на готовую продукцию.

Технологическая схема производства – это последовательный перечень всех операций и процессов обработки сырья, начиная с момента его приема и кончая выпуском готовой продукции, с указанием применяемых режимов обработки (длительности операции или процесса, температуры, степени измельчения и т.д.).

Полная

Полная технологическая схема – детальное графическое изображение и описание технологического процесса, включая все операции, аппараты, резервное оборудование, контрольно-измерительные приборы и автоматику, защитные устройства, системы регенерации тепла и веществ, резервную обвязку трубопроводами и тому подобное.

Полная технологическая схема необходима при детальном изучении технологии, но она не очень удобная при первичном изучении технологического процесса.

При первичном изучении производства лучше работать с принципиальной технологической схемой.

Принципиальная

Принципиальная технологическая схема содержит такую информацию:

  1. Последовательность технологических операций (нагревание, охлаждение, окрашивание, сушение, химические реакции, и тому подобное);
  2. Основное технологическое оборудование (теплообменные аппараты, ректификационной колонны, насосы, компрессоры, и тому подобное) без указывания количества однотипных аппаратов;
  3. Нормы технологического режима (давление, температура, концентрация, и тому подобное);
  4. Места ввода в процесс сырья и вспомогательных веществ и выхода из процесса готовой продукции, побочных продуктов и отходов производства.

Принципиальная технологическая схема дает информацию о физико-химической сути процессов, которые протекают в производстве, и, следовательно, часть начальных данных для анализа пожарной опасности данного производства.

Если при проведении пожарно-технического обследования или экспертизы проектных материалов у специалиста по пожарной безопасности нет принципиальной технологической схемы, но полна, рекомендуется упростить ее, превратив в принципиальную.

Эту работу могут выполнить как проектная организация или предприятие, так и специалисты, по пожарной безопасности.

Технологические схемы производства разделяют на такие типы:

  1. с открытой цепью;
  2. циклические (циркуляционные, круговые, замкнутые).

Схема с открытой цепью состоит из аппаратов, через которые все компоненты проходят лишь один раз. Циклическая схема предусматривает многоразовое возвращение к одному аппарату всех реагирующих масс или одной из фаз в гетерогенном процессе к достижению заданной степени превращения начальных веществ.

Технологическая схема имеет вид последовательных схематических изображений связанных между собой машин и аппаратов или же последовательных условных обозначений соединенных между собой операций.

Технологические аппараты на схеме изображают в виде упрощенных внешних очертаний элемента, стандартного условного обозначения, прямоугольников и других геометрических фигур.

Порядок разработки

При разработке принципиальной технологической схемы (превращении ли полной технологической схемы в принципиальную) необходимо придерживаться таких рекомендаций:

  • показывать одну из нескольких однотипных технологических линий;
  • показывать одну из нескольких однотипных операций или один из нескольких параллельных (или последовательных) однотипных аппаратов;
  • изъять резервное оборудование;
  • изъять или упростить системы регенерации (утилизации) тепла;
  • изъять обвязку аппаратов дополнительными трубопроводами;
  • изъять контрольно-измерительные приборы;
  • изъять все защитные приборы и устройства.

Таким образом, используя технологический регламент, технологическую схему (полную или принципиальную) и технологическую часть проекта, можно оценить взрыво-пожароопасность аппарата, процесса, а также уровень их противопожарной защиты; указанные документы являются источником информации о технологических процессах, которая необходима для анализа пожарной опасности объекта в целом.

Примеры


Раздел 7. Перспективные технологии при производстве цемента

В данном разделе представлены перспективные технологии производства цемента, как в целом, так и по отдельным технологическим переделам, реализация которых могла бы привести к снижению ущерба, наносимого окружающей среде при производстве цемента.

7.1 Технология получения высокоактивного смешанного двухклинкерного портландцемента

Технология получения высокоактивного смешанного двухклинкерного цемента основана на тонком измельчении смешанных в определенном соотношении клинкеров с высоким и низким коэффициентами насыщения [66].

Прочностные свойства смешанного двухклинкерного цемента (СДКЦ) на основе клинкера с КН = 0,91 с добавками клинкера с КН = 0,76 представлены на рисунке 7.1.

«Рисунок 7.1 — Прочность при сжатии смешанного двухклинкерного цемента»

СДКЦ можно получать:

— путем смешивания клинкеров с КН = 0,91 и КН = 0,76; требует раздельного приготовления шлама с различными характеристиками;

— вводом в рядовой сырьевой шлам 30% шлака с последующим обжигом такого шлама в одной из печей.

Вариант получения СДКЦ с применением шлака на одном составе шлама представлен на рисунке 7.2.

«Рисунок 7.2 — Схема получения СДКЦ на одном составе шлама

По данной схеме была выпущена опытная партия цемента на АО «Уралцемент», которая доказала эффективность применения такого способа.

Экологический эффект от применения данной технологии заключается в снижении энергозатрат при обжиге низкоосновного клинкера, снижении выбросов .

7.2 Технология применения метода химической регенерации тепла при производстве цемента

Сущность химической регенерации тепла (ХРТ) клинкера, выходящего из печи, заключается в использовании его теплосодержания для предварительной эндотермической переработки исходного топлива, которое при этом получает повышенное количество химически аккумулированной теплоты, а также физически подогревается [67].

На рисунке 7.3 представлена принципиальная схема применения метода ХРТ для утилизации теплоты клинкера, выходящего из вращающейся печи сухого способа производства.

Сырье для производства цементного клинкера последовательно проходит термообработку в теплообменнике (ТО), декарбонизаторе (Д) и далее обжигается во вращающейся печи (П). Обожженный продукт — клинкер выходит из вращающейся печи с температурой 1300°C — 1400°C и поступает на первую стадию охлаждения в реактор-холодильник (РХ), в который также подается природный газ и окислитель (водяной пар, углекислый газ или их смесь из отходящих печных газов). Синтезированное топливо с температурой порядка 1000°C поступает в форсунки (Ф) печи и декарбонизатора, в эти же форсунки вентиляторами (В) подается необходимое для сгорания топлива количество воздуха. Циклон (Ц) предназначен для отделения воздуха от клинкерной пыли. Питатель (Пт), устанавливаемый за РХ, служит для поддержания заданного слоя клинкера и исключения подсосов воздуха в РХ. Охлажденный до заданной температуры клинкер поступает из РХ в питатель и далее в традиционный холодильник (Х), где производится окончательное охлаждение.

«Рисунок 7.3 — Схема реализации метода химической регенерации теплоты клинкера»

Ввиду особенностей подачи топлива и воздуха на горение, применение метода ХРТ предполагает проведение изменений выходной части печи и шахты холодильника (см. рисунок 7.4). Горячий конец печи 1, выполнен с максимально уменьшенным диаметром, а шахту холодильника заменяют на разгрузочную течку. Весь воздух для сжигания топлива подают через форсунку 2. В связи с этим зона охлаждения в печи практически отсутствует, и охлаждение клинкера начинается в реакторе-холодильнике (РХ) 3.

«Рисунок 7.4 — Схема технической реализации метода ХРТ «

Применение технологии ХРТ обеспечивает снижение расхода натурального топлива, решает проблему снижения выбросов трехатомных газов в атмосферу (в частности, ) и повышает эффективность горения топлива.

7.3 Технология эффективной утилизации тепла и очистки отходящих газов при мокром способе производства цемента

Предлагается использование специального скруббера для обеспыливания газов, выходящих из вращающейся печи (см. рисунок 7.5) [68] и [69].

Использование данного аппарата наиболее эффективно для очистки отходящих из печи газов по мокрому способу производства в связи с их высоким влагосодержанием. При этом достигается эффективная утилизация теплоты, включая скрытую теплоту парообразования, а так как твердые частицы становятся центрами конденсации водяных паров, то эффективность пылеулавливания в данном аппарате достигает 99,99%, что подтверждено промышленными испытаниями.

Теплоту отходящих газов можно применять для нагрева чистой воды, применяемой в качестве теплоносителя для обогрева производственных и жилых помещений. При замене воды на легкокипящий теплоноситель (пентан) возможна генерация дополнительного количества электроэнергии в турбинах.

Образующаяся в аппарате суспензия направляется на приготовление шлама, что обеспечивает экономию водных ресурсов, топлива и предотвращение замерзания шлама в зимнее время.

Экологический эффект от использования предлагаемой технологии заключается в снижении энергозатрат на обжиг клинкера и в снижении выбросов пыли из печи.

«Рисунок 7.5 — Принципиальная схема скруббера энерготехнологической обработки газов»

7.4 Технология использования отвальных электрометаллургических шлаков для производства цемента

Предлагается производить послойную шихтовку в отвальной яме расплавленного шлака и мела с получением коэффициента насыщения смеси, близкого к КН рядового сырьевого шлама [70].

Данный способ применения шлака обеспечивает частичную декарбонизацию мела, снижение расхода тепла на обжиг клинкера и исключает приготовление дополнительного шлама с высоким КН. В дальнейшем полученную шлако-мело-известковую смесь предполагается подавать совместно с рядовым сырьевым шламом с холодного конца печи для получения цементного клинкера.

Для реализации данного способа предлагается технологическая схема, представленная на рисунке 7.6, по которой приготовление шлако-меловой шихты с использованием теплоты расплавленного шлака будет обеспечиваться еще на шлакоотвалах. Для этого расплавленный шлак необходимо выливать на подстилающий слой предварительно измельченного мела с естественной влажностью. Это обеспечит необходимый химический состав шихты, сушку и частичную декарбонизацию мела при охлаждении шлака. Полученная шихта в дальнейшем будет подвергаться удалению железа на магнитном барабане, фракционированию на вращающемся грохоте и усреднению в смесителе, а затем транспортироваться на цементный завод.

Перед подачей в печь шлако-мело-известковый компонент будет смешиваться со шламом в пропеллерном смесителе-измельчителе.

«Рисунок 7.6 — Предлагаемая технологическая схема применения шлака «

Альтернативные варианты совместного применения шлака, извести и рядового сырьевого шлама для получения высококачественного клинкера:

— предварительно измельченную в валковой дробилке известь подавать с холодного конца печи совместно со шлаком и шламом (см. рисунок 7.7):

«Рисунок 7.7 — Подача шлака, извести и шлама с холодного конца печи»

— предварительно измельченную в валковой дробилке известь подавать совместно с пылью электрофильтров за цепную завесу (см. рисунок 7.8):

«Рисунок 7.8 — Подача извести за цепную завесу, а шлака и шлама — с холодного конца печи «

— предварительно измельченную в валковой дробилке известь подавать совместно со шлаком за цепную завесу (см. рисунок 7.9):

«Рисунок 7.9 — Подача извести и шлака за цепную завесу»

При этом необходимо намертво обжигать известь (выше 1200°C с выдержкой более 1 ч) и обеспечить среднюю степень спекания клинкера, не допуская «пережога» или «слабого» обжига.

Экологический эффект от применения данной технологии заключается в снижении энергозатрат на обжиг клинкера, снижении выбросов .

<< Раздел 6.
Экономические аспекты реализации наилучших доступных технологий при производстве цемента
Приложение >>
А (обязательное). Коды ОКВЭД и ОКПД, соответствующие области применения настоящего справочника НДТ
Содержание
Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 6-2015 "Производство цемента" (утв.

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Сколько дней застывает цемент
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector