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
|
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 0 С. 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
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 = = 1792 ч.
2. Дробильное – сортировочное отделение:
N = 262, n = 1, t = 8, k1 = 0.95, k2 = 0.9
Т = = 1792 ч.
3. Обжиговое отделение:
N = 365, n = 3, t = 8, k1 = 0,9, k2 = 0.9
Т = = 7096 ч.
4. Склад:
N = 365, n = 3, t = 8, k1 = 0.9, k2 = 0.9
Т = = 7096 ч.
III . Материальный баланс
Наименование операции | Ед. изм. | Плотность т/м3 | Потери % | Производительность | |||
В час | В смену | В сутки | В год | ||||
Склад | т | 1,7 | 0,5 | 4,93 | 39,44 | 118,32 | 35000 |
м3 | 2,9 | 23,2 | 69,6 | 20588 | |||
Транспортировка на склад ленточным транспортером | 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 пластинчатым питателем | 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 ленточным траспортером | 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 питателем | т | 1,8 | 0,2 | 36,22 | 289,76 | 289,76 | 62560 |
м3 | 20,12 | 160,96 | 160,96 | 35791 | |||
Отсев мелкой фракции на грохоте | т | 1,8 | 15 | 42,61 | 340,88 | 340,88 | 73600 |
м3 | 23,67 | 189,36 | 189,36 | 42107 | |||
Подача на грохот ленточным конвейером | 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 пластинчатым транспортером | 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 =
m = 35424 – 4074 = 31350
m (MgO) =
m (CaO) = 31350 – 627 = 30723
x 29312
CaCO3 → CaO + CO2
100 56
x = =54863
y 2038
MgCO3 → MgO + CO2
84 40
y = = 1317
mсух . = m (CaCO3 ) + m (MgCO3 ) + mпримесей = 54863 + 1317 +4074 = 60254
т/год
IV . Выбор технологического оборудования
,
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 2
ширина 1,8
высота 1,6
Масса дробилки, т 5,05
Мощность электродвигателя, кВт 125
Производительность, т/ч 50
Инерционный горизонтальный грохот СМД – 53:
Количество сит 2
Полезная площадь сит, м 1,02,5
Габаритные размеры, м:
длина 3,2
ширина 1,95
высота 1,5
Масса, т 1,65
Мощность электродвигателя, кВт 5
Производительность, м3 /ч 33
Ленточный элеватор Т-194 :
Угол наклона, град. 90
Наибольшая высота подъема, м 17
Ковши:
емкость, л 0,75
ширина, мм 135
шаг, мм 300
Габаритные размеры, м:
длина 1,1
ширина 1,47
высота 18
Масса элеватора, т 1
Мощность электродвигателя, кВт 1,7
Производительность, м3 /ч 7
Пластинчатый транспортер СМК – 351:
Габаритные размеры, м:
длина 8,8
ширина 3,2
высота 2,6
Масса, т 10
Мощность электродвигателя, кВт 5,5
Производительность, м3 /ч 31
Ленточный конвейер 5050 :
Длина конвейера, м 120
Ширина ленты, мм 500
Мощность электродвигателя, кВт 10
Производительность, м3 /ч 29
Ленточный питатель I ПТ5 :
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 25
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 8
Пластинчатый транспортер СМК – 351:
Габаритные размеры, м:
длина 8,8
ширина 3,2
высота 2,6
Масса, т 10
Мощность электродвигателя, кВт 0,9
Производительность, м3 /ч 5
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 3
Шахтная пересыпная печь:
Расход тепла на 1 кг извести, кДж: 3530 – 5030
Расход условного топлива, % от массы извести 12 – 17
Удельный расход электроэнергии, кВтч/т 10
Производительность, т/сут 300
V . Расчет бункеров и склада
Бункера
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
h = 11000
d = 10000
V = 863.5 м3
VI.
Расчет расхода энергоресурсов технологического оборудования
где Wг - годовой расход электроэнергии
Tг i - годовой фонд чистого рабочего времени
Ni - номинальная мощность оборудования
Молотковая дробилка: Wг = 125 1792 = 224000 кВтч
Инерционный грохот: Wг = 5 1792 = 8960 кВтч
Шахтная печь: Wг = 10 64165 т = 641650 кВтч
Ленточный элеватор: Wг = 1,7 7096 = 12063,2 кВтч
Пластинчатый транспортер: Wг = 5,5 1792 = 9856 кВтч
Ленточный конвейер: Wг = 10 1792 = 17920 кВтч
Ленточный питатель: Wг = 0,9 1792 = 1612,8 кВтч
Ленточный транспортер: 3 Wг = 3 0,6 7096 = 12772,8 кВтч
Пластинчатый питатель: Wг = 0,9 7096 = 6386,4 кВтч
=935221,2 кВтч
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 кВтч 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.
29-04-2015, 04:11