Производство комовой негашенной извести

|добавок |90 |80 |70 |85 |75 |65 |

|добавкой |64 |52 |–– |64 |52 |–– |

|не более |5 |5 |5 |20(40*)|20(40*)|20(40*)|

|%, не более |3 |5 |8 | | | |

| | | | |5 |8 |11 |

*В скобках указано содержание MgO для доломитовой извести.

I.III Производство извести

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. Плотные

известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале с помощью

станков ударно-вращательного (при твердых породах) или вращательного

бурения (при породах средней прочности) бурят скважины диаметром 105 - 150

мм глубиной 5 - 8 м и более на расстоянии 3,5 - 4,5 м одна от другой. В них

закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества (игданита, аммонита)

в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов

камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в

месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.)

обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы.

Выборочная добыча известняка повышает стоимость продукта, поэтому при

определении технической и экономической целесообразности разработки тех или

иных месторождений необходимы тщательные геологоразведочные изыскания.

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 - 5 - 20 и 20 - 40 мм.

Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают

500 - 800 мм и более, то возникает необходимость дробления их и

сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это

осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по

открытому или замкнутому циклу с использованием щековых, конусных и другого

типа дробилок. Дробить и сортировать известняк целесообразно

непосредственно на карьере и доставлять на завод лишь рабочие фракции.

Обжиг - основная. технологическая операция в производстве воздушной

извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов,

определяющих качество продукта. Цель обжига –

1) возможно полное разложение СаСО3 и MgCO3 . CaCO3 на СаО, MgO и СО2;

2) получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой

частичек м 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 -

углекислого кальция идет по схеме: СаСО3?СаО+СО2. Теоретически на

декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на

1 кг СаСО3. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны

3190 кДж.

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.

Обжигают известняк в различных печах: шахтных, вращающихся и кипящего

слоя; используют также установки для обжига известняка во взвешенном

состоянии и т. д.

Наибольшее распространение получили шахтные известеобжигательные печи.

В зависимости от вида применяемого топлива и способа его сжигания

различают шахтные печи, работающие:

1) на короткопламенном твердом топливе, вводимом обычно в шахту

перемежающимися с известняком слоями, такой способ обжига называют

пересыпным, а сами печи – пересыпными;

2) на любом твердом топливе, газифицируемом или сжигаемом в выносных

топках;

3) на жидком топливе;

4) на газообразном топливе.

По характеру процессов, протекающих в шахтной печи, по её высоте

различают три зоны. В верхней части печи - зона подогрева – материал

подсушивается и подогревается раскаленными дымовыми газами, и из него

выгорают органические примеси. В средней части печи располагается зона

обжига, где температура обжигаемого материала изменяется в пределах 850 -

1200 - 900о С; здесь известняк разлагается и из него удаляется углекислый

газ. В зоне охлаждения – нижней части печи – известь охлаждается с 900 до

50 – 100о С поступающим с низу воздухом, который в свою очередь нагревается

и попадает в зону обжига для поддержания горения.

Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной

печи позволяет хорошо использовать тепло отходящих газов на подогрев сырья,

а тепло обожженного материала – на подогрев воздуха, переходящего в зону

обжига. Поэтому пересыпные шахтные печи экономичны по расходу топлива,

однако известь в них загрязняется золой топлива. Обжиг на природном газе

или жидком топливе позволяет значительно улучшить качество извести, однако

конструкции шахтных печей, использующих эти виды топлива, требуют

усовершенствования, особенно в отношении подачи топлива в печь.

Вращающиеся печи для обжига извести позволяют получать мягкообожженную

известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород ( мела,

туфа, ракушечника ) в виде мелких кусков. В них можно механизировать и

автоматизировать процессы обжига, применять все виды топлива – пылевидное,

твердое, жидкое и газообразное, но они отличаются большим расходом топлива,

повышенными капиталовложениями и расходом электроэнергии.

Весма эффективным является обжиг в «кипящем» слое, обеспечивающий

быструю передачу большого количества тепла от газа к обжигаемому материалу.

Обжигают известь в кипящем слое в реакторе, представляющим собой

металлическую шахту, разделенную по высоте на 3 – 5 зон. По периферии

реактора расположены горелки для газа или мазута. Многозонность реактора

позволяет получать известь высокого качества при небольшом расходе топлива.

Применение в известковой промышленности установок для обжига карбонатных

пород в кипящем слое позволяет рационально использовать большое количество

мелких фракций сырья, образующихся обычно на карьерах и заводах, шахтными и

даже вращающимися печами.

Обжиг измельченного известняка во взвешенном состоянии осуществляют в

обжиговых трубах или циклонных топках, в которых тонкоизмельченные частички

карбонатного сырья увлекаются потоком раскаленных газов и обжигаются.

Осаждается обожженная известь из газового потока в пылеосадительных

устройствах.

После обжига полученную комовую известь транспортируют ленточным

конвейером со стальной лентой на помол в мельницу. После него молотую

известь отправляют на склад.

I.IV Технологическая схема

[pic]

Описание выбранной технологии

Разработанный передел состоит из 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 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 молотковую 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 транспортера поступает в молотковую 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: 40…70, 40…20 и < 20.

Фракции 20…40 и 40…70 раздельно подаются в два промежуточных бункера

откуда при помощи ленточного питателя и элеватора поступают на обжиг в

шахтную печь. Фракция < 20 не пригодна для обжига в шахтной печи и поэтому

идет в отходы.

Обжиг является основным процессом при производстве воздушной извести.

При этом протекает ряд сложных физико–химических процессов определяющих

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 179

кДж, или 1790 на 1 кг СаСО3.

Практически температура обжига известняка в заводских условиях

колеблется в пределах 1000 – 1200 0С. Это вызвано тем, что на заводе

обжигают большое количество сырья с колеблющимся химическим составом,

содержащее различные примеси. На каждом заводе температура обжига

устанавливается в зависимости от плотности известняка, наличия примесей,

типа печи и ряда других факторов.

Обжиг происходит следующим образом. В верхнюю часть шахтной печи через

определенные небольшие промежутки времени, загружают известняк, а из нижней

части выгружают готовую известь. Обжигаемый известняк не лежит в шахтных

печах неподвижно, а медленно опускается вниз по шахте. При этом он вначале

подогревается, затем обжигается и, наконец, в нижней части шахты

охлаждается. Необходимый для горения воздух поступает снизу, охлаждает

известь и подается в зону обжига подогретым. Образующиеся при горении

дымовые газы поднимаются вверх и поступают в дымовую трубу, отдавая по пути

свое тепло загруженному в печь известняку и испаряя при этом содержащуюся в

нем влагу, а также нагревая его.

При обжиге извести часть тепла используется на испарение влаги из

известняка и на разложение карбонатов кальция и магния. Другая часть

теряется с отходящими газами, вследствие химической и механической

неполноты сгорания, с выгружаемой из печи известью, через стенки шахты и т.

д.

Сопоставление отдельных видов известеобжигательных печей показывает,

что пересыпные шахтные печи наиболее просты по конструкции и требуют

меньшего расхода топлива. Они удобнее в эксплуатации и не нуждаются в

частых ремонтах.

После обжига известь из печи пластинчатым питателем подается в

промежуточный бункер.

А оттуда ленточным конвейером на склад.

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.

II. Фонды рабочего времени

[pic]

где N - количество рабочих дней в году

n - количество смен

k1 - количество часов в смену

k2 - коэффициент, учитывающий простои связанные с текущим ремонтом

оборудования

k1 = 0,9…0,95 – для оборудования работающего с перерывами

k1 = 0,85…0,9 – для оборудования работающего непрерывно

k2 - коэффициент, учитывающий простои связанные с плановыми

остановками на ремонт

k2 = 0,9

1. Приемное отделение:

N = 262, n = 1, t = 8, k1 = 0.95, k2 = 0.9

Т = [pic]= 1792 ч.

2. Дробильное – сортировочное отделение:

N = 262, n = 1, t = 8, k1 = 0.95, k2 = 0.9

Т =[pic] = 1792 ч.

3. Обжиговое отделение:

N = 365, n = 3, t = 8, k1 = 0,9, k2 = 0.9

Т =[pic] = 7096 ч.

4. Склад:

N = 365, n = 3, t = 8, k1 = 0.9, k2 = 0.9

Т = [pic]= 7096 ч.

III. Материальный баланс

| |изм.|ость |ри %| |

| | |т/м3 | | |

|Склад |т |1,7 |0,5 |4,93 |39,44 |118,32|35000 |

| |м3 | | |2,9 |23,2 |69,6 |20588 |

|Транспортировка на склад |т |1,7 |0,5 |4,96 |39,68 |119,04|35176 |

| |м3 | | |2,92 |23,36 |70,08 |20692 |

|Промежуточный бункер |т |1,7 |0,5 |4,98 |39,84 |119,52|35353 |

| |м3 | | |2,93 |23,44 |70,32 |20796 |

|Подача в бункер |т |1,7 |0,2 |4,99 |39,92 |119,76|35424 |

| |м3 | | |2,94 |23,52 |70,56 |20838 |

|Обжиг в шахтной печи |т |1,7 |0,2 |9,02 |72,16 |216,48|62061 |

| |м3 | | |5,31 |42,48 |127,44|37668 |

|Подача в печь элеватором |т |1,8 |0,2 |9,04 |72,32 |216,96|62185 |

| |м3 | | |5,02 |40,16 |120,48|35647 |

|Подача к элеватору |т |1,8 |0,2 |9,06 |72,48 |217,44|62309 |

| |м3 | | |5,03 |40,24 |120,72|35719 |

|Промежуточный бункер |т |1,8 |0,2 |36,14 |289,12 |289,12|62434 |

| |м3 | | |20,08 |160,64 |160,64|35719 |

|Подача в бункер ленточным |т |1,8 |0,2 |36,22 |289,76 |289,76|62560 |

| |м3 | | |20,12 |160,96 |160,96|35791 |

|Отсев мелкой фракции на |т |1,8 |15 |42,61 |340,88 |340,88|73600 |

| |м3 | | |23,67 |189,36 |189,36|42107 |

|Подача на грохот ленточным |т |1,8 |0,2 |42,69 |341,52 |341,52|73748 |

| |м3 | | |23,72 |189,76 |189,76|42191 |

|Молотковая дробилка |т |1,8 |0,2 |42,69 |341,52 |341,52|73896 |

| |м3 | | |23,72 |189,76 |189,76|42191 |

|Подача в дробилку |т |1,8 |0,1 |42,72 |341,76 |341,76|73970 |

| |м3 | | |23,73 |189,84 |189,84|42221 |

|Приемный бункер |т |1,8 |01 |42,72 |341,76 |341,76|74000 |

| |м3 | | |23,73 |189,84 |189,84|42222 |

Обжиг в шахтной печи:

Дано:

W = 3 %

MgCO3 = 2 %

примеси инертные = 11,5 %

mкон. сух. = 35424

Найти: mнач. вл.

Решение:

mпримесей = [pic]

m = 35424 – 4074 = 31350

m (MgO) = [pic]

m (CaO) = 31350 – 627 = 30723

x 29312

CaCO3 > CaO + CO2

100. 56

x = [pic]=54863

y 2038

MgCO3 > MgO + CO2

84 40

y = [pic]= 1317

mсух.= m (CaCO3) + m (MgCO3) + mпримесей = 54863 + 1317 +4074 = 60254

[pic]

[pic]т/год

IV. Выбор технологического оборудования

[pic],

где К – коэффициент использования оборудования;

Nфакт – фактическая производительность;

Nном – номинальная производительность.

Молотковая дробилка СМД – 7:

Размер кусков до измельчения, мм

300

Размер измельченного продукта, мм

0 - 40

Габаритные размеры, м:

длина

ширина

1,8

высота

1,6

Масса дробилки, т

5,05

Мощность электродвигателя, кВт

125

Производительность, т/ч

[pic]

Инерционный горизонтальный грохот СМД – 53:

Количество сит

Полезная площадь сит, м

1,0[pic]2,5

Габаритные размеры, м:

длина

3,2

ширина

1,95

высота

1,5

Масса, т

1,65

Мощность электродвигателя, кВт

Производительность, м3/ч

[pic]

Ленточный элеватор Т-194:

Угол наклона, град.

Наибольшая высота подъема, м

Ковши:

емкость, л

0,75

ширина, мм

135

шаг, мм

300

Габаритные размеры, м:

длина

1,1

ширина

1,47

высота

Масса элеватора, т

Мощность электродвигателя, кВт

1,7

Производительность, м3/ч

[pic]

Пластинчатый транспортер СМК – 351:

Габаритные размеры, м:

длина

8,8

ширина

3,2

высота

2,6

Масса, т

Мощность электродвигателя, кВт

5,5

Производительность, м3/ч

[pic]

Ленточный конвейер 5050:

Длина конвейера, м

120

Ширина ленты, мм

500

Мощность электродвигателя, кВт

Производительность, м3/ч

[pic]

Ленточный питатель IПТ5:

Расстояние между осями барабанов, мм

1500

Ширина ленты, мм

500

Габаритные размеры, м:

длина

2,03

ширина

1,82

высота

0,53

Масса, т

0,47

Мощность электродвигателя, кВт

0,9

Производительность, м3/ч

[pic]

Ленточный транспортер ПЛ – 20:

Расстояние между осями барабанов, мм

2000

Ширина ленты, мм

400

Габаритные размеры, м:

длина

2,7

ширина

0,84

высота

0,98

Масса, т

0,51

Мощность электродвигателя, кВт

0,6

Производительность, м3/ч

[pic]

Пластинчатый транспортер СМК – 351:

Габаритные размеры, м:

длина

8,8

ширина

3,2

высота

2,6

Масса, т

Мощность электродвигателя, кВт

0,9

Производительность, м3/ч

[pic]

Ленточный транспортер ПЛ – 10:

Расстояние между осями барабанов, мм

1000

Ширина ленты, мм

400

Габаритные размеры, м:

длина

1,7

ширина

0,84

высота

0,98

Масса, т

0,34

Мощность электродвигателя, кВт

0,6

Производительность, м3/ч

[pic]

Шахтная пересыпная печь:

Расход тепла на 1 кг извести, кДж:

3530 – 5030

Расход условного топлива, % от массы извести

12 – 17

Удельный расход электроэнергии, кВт[pic]ч/т

Производительность, т/сут

300

[pic]

V. Расчет бункеров и склада

Бункера

[pic]

Приемный бункер:

a = 5000

b = 5000

h = 6500

a1 = 400

b1 = 400

h1 = 3000

V = 190 м3

Промежуточные бункера после грохота:

a = 5000

b = 5000

h = 5500

a1 = 400

b1 = 400

h1 = 3000

V = 164,7 м3

Промежуточные бункер после шахтной печи:

a = 2000

b = 2000

h = 2500

a1 = 400

b1 = 400

h1 = 1000

V = 12 м3

Склад

[pic]

h = 11000

d = 10000

V = 863.5 м3

VI. Расчет расхода энергоресурсов технологического оборудования

[pic]

где Wг - годовой расход электроэнергии

Tгi - годовой фонд чистого рабочего времени

Ni - номинальная мощность оборудования

Молотковая дробилка: Wг = 125 [pic] 1792 = 224000

кВт[pic]ч

Инерционный грохот: Wг = 5 [pic] 1792 = 8960

кВт[pic]ч

Шахтная печь: Wг = 10 [pic] 64165 т

= 641650 кВт[pic]ч

Ленточный элеватор: Wг = 1,7 [pic] 7096 =

12063,2 кВт[pic]ч

Пластинчатый транспортер: Wг = 5,5 [pic] 1792 = 9856

кВт[pic]ч

Ленточный конвейер: Wг = 10 [pic] 1792 = 17920

кВт[pic]ч

Ленточный питатель: Wг = 0,9 [pic] 1792 =

1612,8 кВт[pic]ч

Ленточный транспортер: 3 [pic] Wг = 3 [pic] 0,6 [pic]

7096 = 12772,8 кВт[pic]ч

Пластинчатый питатель: Wг = 0,9 [pic] 7096 = 6386,4

кВт[pic]ч

[pic]=935221,2 кВт[pic]ч

Расход условного топлива 12 – 17 % от массы получаемого продукта,

следовательно в год расходуется примерно 10908 т условного топлива.

VII. Охрана труда на известковых заводах

При производстве и применении извести необходимо руководствоваться

«Общими правилами по технике безопасности и промышленной санитарии для

предприятий промышленности строительных материалов» и специальными

Правилами по технике безопасности для известковых заводов (СН 215 и др.).

На известковых заводах опасность для обслуживающего персонала может

возникнуть при нарушении нормального хода технологических процессов и

неправильном ведении работ. Особое внимание, в частности, необходимо

уделять предотвращению появления в помещениях углекислого газа (СО2), окиси

углерода (СО) и известковой пыли.

Повышенная опасность отравления углекислым газом и окисью углерода

имеется на загрузочной площадке шахтных и вращающихся печей. Поэтому сырье

загружают только с помощью механизмов (скиповых, шахтных и других

подъемников), не требующих присутствия на загрузочной площадке людей.

Пыль, содержащая гашеную и особенно негашеную известь, раздражающе

действует на органы дыхания, слизистые оболочки и влажную кожу. Поэтому

необходимо в местах выделения известковой пыли устраивать отсосы,

оборудовать помольные агрегаты эффективными обеспыливающими устройствами, а

весь транспорт и бункера герметически закрывать кожухами, крышками и т. д.

Также тщательно следует выполнять все мероприятия по технике безопасности

при ликвидации зависаний кускового материала, возникающих иногда в шахтных

печах. Устранять зависания нужно через смотровые окна при помощи

специальных металлических штырей.

Чтобы предотвратить ожоги лица и рук при эксплуатации печей,

пользоваться смотровыми окнами (гляделками) следует очень осторожно и не

подходить к ним вплотную. Смотровые окна должны открываться специальными

приспособлениями на расстоянии.

Нельзя допускать разбрызгивания известкового молока— оно разъедает

кожу лица и рук. Известковое молоко следует транспортировать и хранить в

закрытых резервуарах. Опасные места должны быть ограждены барьером.

При гашении извести, особенно в холодное время года, образуется

сильный туман, затрудняющий обслуживание гасильных аппаратов и вредно

отражающийся на здоровье работающих. Для улучшения условий труда необходим

отсос пара у мест его образования; зимой следует подавать теплый воздух к

местам гашения.

Все рабочие на известковых заводах должны быть обеспечены специальной

одеждой, предусмотренной правилами техники безопасности для тех или иных

видов работ.

VIII. Заключение

В данном курсовом проекте рассчитывается известковый завод с

производительностью 35000 т/год.

Для обеспечения данной производительности завод ежегодно потребляет

76000 т/год исходного сырья, 935221,2 кВт[pic]ч электроэнергии и 10908 т

условного топлива.

На заводе используется следующее технологическое оборудование:

молотковая дробилка, инерционный грохот, шахтная печь, ленточный элеватор,

ленточные и пластинчатые транспортеры.

IX. Библиографический список

Волженский А. В. Минеральные вяжущие вещества: (технология и

свойства). Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1979. – 476 с.

Бутт Ю. М. технология цемента и других вяжущих материалов.Учебник для

техникумов. – М.: Стройиздат, 1976. – 407 с.

Воробьев В. А., Комар А. Г. Строительные материалы. Учебник для вузов.

– М.: Стройиздат, 1976. – 475 с.

Сулименко Л. М. технология минеральных вяжущих материалов и изделий на

их основе: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1983. – 320 с.

Штоль Т. М. материаловедение для каменщиков и монтажников конструкций.

– М., Высш. шк., 1972. – 256 с.

Ильевич А. П. машины и оборудование для заводов по производству

керамики и огнеупоров: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1979. – 344с.

-----------------------

Приемный бункер

Пластинчатый транспортер

Молотковая дробилка

Грохот (отсев мелкой фракции)

Промежуточный бункер

Фр. 20 - 40

Промежуточный бункер

Фр. 40 - 70

Ленточный транспортер

Элеватор

Шахтная печь

Пластинчатый питатель

Промежуточный бункер

Ленточный конвейер

Склад

Ленточный транспортер

Ленточный питатель

Страницы: 1, 2

МЕНЮ

Производство комовой негашенной извести