книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов
..pdfОднако несмотря на то, что уже разработан
ряд проектов подобных установок (институтом Теп ло проект, Ленинградским филиалом Государственно
го проектного |
ГП И -3 |
и д р .), |
этот споооб |
исполь |
||||||||
зуется |
|
еще |
недостаточно широко* |
|
|
|
|
|||||
В одной из действующих печей для сушки |
песка |
|||||||||||
теплоносителем служ ат газы , получаемые при |
сжи |
|||||||||||
гании солярового масла* Реш етка в печи |
проваль |
|||||||||||
ная с живым сечением 6%, отверстия в |
|
которой |
||||||||||
сужаются кверху |
( d |
- |
нижнее - 5 , верхнее |
|
||||||||
3 м м )* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В другой установке производительностью 3 |
т/ч |
|||||||||||
применяют тд^же решетку провального типа |
|
пло |
||||||||||
щадью |
0 ,6 |
м |
с |
живым сечением 3,5% , |
|
Сушиль |
||||||
ную камеру |
расширяют кверху для уменьшения вы |
|||||||||||
носа пыли. Теплоносителем служ ат газы , |
получа |
|||||||||||
емые при сжигании жидкого топлива, |
|
подаваемые |
||||||||||
под решетку |
при |
температуре |
7 0 g - 8 0 0 |
С, |
и |
от |
||||||
ходящие из сушилки при 100-110 С ; КПД |
|
уста |
||||||||||
новки |
8 0 -8 5 % , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Институтом Теплопроект был разработан |
проект |
|||||||||||
опытной установки для сушки формовочного |
песка |
|||||||||||
в кипящем слое, по которому был смонтирован |
и |
|||||||||||
освоен |
ряд |
установок |
(Коломенская, |
Востокмашза- |
||||||||
вода, Очаковского Ж Б К ). Результаты |
эксперимен |
|||||||||||
тальных работ на этих установках позволили |
Т еп - |
|||||||||||
лопроекту разработать |
типовые |
проекты |
сушилок |
|||||||||
для формовочного |
песка мощностью 5 ,1 |
и 2 5 |
т/ч* |
|||||||||
Р азм ер |
|
зерен |
формовочного песка 0 ,5 -1 |
мм, |
по |
|||||||
ходная |
влажность |
его |
- |
10%. |
|
|
|
|
|
|||
Испытания показали, что при использовании |
для |
|||||||||||
сушки дымовых газов |
(получаемых при |
сжигании |
||||||||||
жидкого или газообразного топлива) при |
|
темпе |
||||||||||
ратуре |
до 8 0 0 ° с |
температура |
выходящего из |
су |
||||||||
шила^ песка |
может |
изменяться |
в пределах |
|
6 0 - |
|||||||
1 5 0 С* |
Д ля |
обеспечения |
нормальной |
работы |
сухих |
|||||||
циклонов |
и всего |
тракта |
отработанных газов |
тем |
||||||||
пературу |
песка |
принимают 1 0 0 - 1 2 0 |
С. |
|
|
|
|
Р и с. 2 6 . Компоновка |
|
установки |
|
|||
|
для сушки песка в кипящем |
сло е |
|
||||
|
производительностью |
|
10 |
т/ч |
|
||
|
1 - бункер циклонов; |
2 - |
|
бун |
|
||
|
кер сы рого песка; 3 - |
|
циклоны |
|
|||
|
С И О Т мокрой очистки |
отходящих |
|
||||
|
газов ; 4 - вентилятор; 5 |
- |
рабо |
|
|||
|
чая камера; |
6 - циклоны |
|
сухой |
|
||
|
очистки типа |
Ц Б -1 5 ; 7 |
- |
|
холо |
|
|
|
|
дильник |
|
|
|
|
|
С хем а работы установки заклю чается в |
следу |
||||||
ющем. Теп лон оситель - дымовые |
газы » |
разбав |
|||||
ляю т |
холодным, воздухом и подают |
под |
решетку; |
||||
выходя из слоя^отработанные га зы |
проходят двух |
||||||
ступенчатую пылеочистку (сухи е |
и мокрые |
цикло |
|||||
н ы ), |
после чего их выбрасывают |
|
в |
атмосф еру. |
Р и с. 2 7 . Типовая установка |
Т еп - |
|||
лопроекта |
для |
сушки |
формовочных |
|
песков |
в |
кипящем |
слое |
|
1 - сепарационная |
зона |
аппа |
||
рата; 2 - |
газораспределительная |
|||
решетка; 3 |
- |
камера смешивания; |
||
4 - окно подсоса холодного воз |
||||
духа; 5 - |
холодильник; б - |
раз |
||
брасыватель; |
7 - топочная камера |
Высушенный песок выходит из сушилки через пере
ливной порог, регулирующий высоту слоя, |
и посту |
|||
пает в холодильник |
(рис. 2 6 ) . Температуру |
отхо |
||
дящих газов регулируют автоматически путем |
из |
|||
менения количества |
подаваемого |
топлива. |
|
Уста |
новка работает под |
разрежением, |
что |
исключает |
пыление и облегчает эксплуатацию топки.
Выявлено, что для нормальной эксплуатации су
шилок и повышения их производительности |
следует |
||||||
подавать |
мокрый песок в |
печь |
рассредоточенно, |
||||
применяя |
его разброс» Особое значение это |
|
имеет |
||||
при исходной влажности песка более 5%. |
|
|
|||||
Величина расхода тепла, затрачиваемого на суш |
|||||||
ку песка, |
в |
значительной |
степени |
зависит от |
тем |
||
пературы |
выходящего |
из |
аппарата |
сухого песка - |
|||
снижение |
ее |
до 6 0 - 9 |
0 С |
позволяет повысить |
ио* |
||
пользование |
тепла топлива на 1 5 -2 0 % , но |
при этом |
Т а б л и ц а 12. Характеристика установок с кипящим слоем для сушк формовочного песка по проекту института Теллопроект
|
|
.Опытные установки |
|
|
Проектные |
|
|
|
________ Эксплуатационные данные |
|
данные |
||
Показатели |
Проектные |
Востокмаш- |
|
Очаковский |
Тепловозо |
типовой |
данные |
завод (Усть- |
|
ЖБК (Моск |
строитель |
установки |
|
|
|
|||||
|
|
Каменогорск) |
|
ва) |
ный завод |
|
|
|
|
|
|
им. В.В, |
|
|
|
|
|
|
Куйбышева |
|
Производительность, |
|
|
|
|
(Коломна) |
|
10 |
|
|
10 |
15,7 |
10 |
|
т/ч |
11,5 |
10,2 |
||||
Температура газов, |
|
|
|
|
|
|
под решеткой |
800-900 495 |
546 |
510 |
550 |
510 |
|
за решеткой |
120 |
102 |
82 |
125 |
85 |
125 |
Влажность, песка,%: |
10 |
|
|
5,9 |
3,8 |
10 |
начальная |
2,8 |
5,5 |
||||
конечная |
0,5 |
0 |
0 |
0,2 |
0 |
0,5 |
Скорость газов, м/с0 |
0,806 |
0.52 |
0,5 |
0,63 |
0,75-1,05 |
1,27 |
Площадь решетки, м |
2,42 |
2.42 |
2,42 |
2,42 |
2,42 |
1,5 |
Живое сечение решет |
|
|
|
|
2,2 |
3,5 |
ки9 % |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
||
Расход тепла на испа |
|
|
1550 |
1840 |
1100- |
|
рение влаги, ккал/кг |
1080 |
1641 |
1080 |
|||
|
|
|
|
|
Нет |
1300 |
Наличие разброса |
Нет |
Нет |
Нет |
Нет |
Ест ь |
необходимо |
обеспечить достаточную |
теплоизоляцию |
||
тракта отходящих газов и сухих циклонов для |
пре |
|||
дупреждения охлаждения газов то точки росы. |
|
|||
На рис. |
2 7 показана типовая сушилка института |
|||
Теплопроект, а в табл, 12 приведены |
некоторые |
|||
проектные |
характеристики |
и данные |
эксплуатации |
|
сушильной |
установки. Как |
видно из таблицы, |
тем |
пература подаваемого в сушилку теплоносителя всю
ду (з а исключением Очаковского Ж БК) ниже про
ектной, что приводит к повышенному расходу тепла.
Температура теплоносителя лимитируется не
достаточной жаростойкостью газораспределительных
решеток, для которых в этих установках |
приме |
||
нялась |
сталь Х 2 0 Т , |
|
|
И з |
изложенного следует, что повышение |
темпе |
|
ратуры |
теплоносителя, усовершенствование |
спосо |
|
ба подачи |
и распределения влажного песка в |
су |
|
шилке, |
снижение температуры высушенного |
песка |
|
являются |
резервами повышения технико-экономичес |
||
ких показателей установок с кипящим слоем |
для |
||
сушки |
песков. |
|
Г л а в а У. ПРОИЗВОДСТВО ИЗВЕСТИ ОБЖИГОМ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Одним из |
первых |
высокотемпературных процес |
|||||||||
сов в кипящем сло е, освоенном в |
|
промышленности |
|||||||||
строительных |
материалов, был обжиг |
известняка. |
|||||||||
Э тот |
способ, |
благодаря |
присущим |
ем у |
особеннос |
||||||
тям, |
описанным выше, |
позволяет |
исп ользовать м ел |
||||||||
козернистые |
отходы |
известняка (получаем ы е |
|
при |
|||||||
дроблении известняка, обж игаем ого |
в шахтных |
и |
|||||||||
вращающихся |
п еч а х), |
ускорить процесс |
его |
декар |
|||||||
бонизации и обеспечивает получение извести |
с |
вьь- |
|||||||||
сокой реакционной способностью и |
|
стабильными |
|||||||||
свойствами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
сло |
||
В промышленных условиях печь с кипящим |
|||||||||||
ем для обжига известняка впервые |
была |
приме |
|||||||||
нена |
в 1 9 4 6 |
г. на установке |
"Д оррко" |
завода |
|||||||
компании ^Нью -Ингланд лайм "’ в |
А дам се |
|
(ш тат |
||||||||
М ассачузетс, |
СШ А, рис. 28) |
[ 1 6 ] . П ечь |
|
пред |
|||||||
ставляла собой цилиндрическую шахту |
диаметром |
||||||||||
3 ,7 |
м, |
разделенную |
по вертикали |
на пять |
камер* |
||||||
Верхние |
три камеры |
служили |
для |
нагревания |
|
и з |
вестняка, четвертая - для обжига, пятая (нижняя) -
для его охлаждения. Тем пература в них |
распре |
||||||
делялась сверху вниз: первая камера |
-^ 5 0 0 ; |
вто |
|||||
рая |
**7 4 0 ^ |
третья |
л/855; |
четвертая |
- 1 0 1 5 ; |
пя |
|
тая - |
3 6 0 |
CJ В оздух для |
псевдоожижения |
подают |
|||
снизу, жидкое топливо сж игают в слое |
четвер |
||||||
той камеры, куда оно инжектируется с |
помощью |
||||||
12 трубок, расположенных по периферии |
камеры. |
||||||
П роизводительность |
печи составляла |
1 0 0 |
т/сут. |
Рис. |
2 8 . |
Схема промыш |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ленной |
многокамерной |
пе |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ни для |
обжига |
известняка |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
в |
кипящем |
слое |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 - |
линия |
|
разгрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
извести; |
2 - |
|
вспомога |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тельная |
форсунка: |
3 |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
основная |
мазутная |
фор |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
сунка; |
4 |
- |
|
|
питатель; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
5 - |
патрубок |
для |
отхо |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
дящих газов; |
6 - |
первая |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ступень |
|
подогрева изве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
стняка |
(4 9 6 ° С ); |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вторая |
ступень |
подогрева |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
известняка |
(7 3 2 |
С ); |
8 - |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
третья |
ступень |
подогрева |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
известняка |
(8 5 0 |
С ); |
9 - |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
камера |
обжига |
(1 0 1 5 |
С ); |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
10 - |
камера |
охлаждения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
извести |
|
(3 5 7 ° С ); |
11 |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
патрубки |
для |
|
|
входа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Значительно |
большей |
мощностью - |
2 2 1 ,7 |
т/сут |
|||||||||||||
- отличалась печь, смонтированная в |
1 9 6 2 |
г. |
в |
||||||||||||||
Бруксвилле (С Ш А ) [ 2 8 ] . |
|
Сырьем |
служил |
|
рых |
||||||||||||
лый |
известняк, |
величина |
зерна которого |
|
|
0 ,3 - |
|||||||||||
2 ,5 |
мм. Печь* представляла |
собой |
|
пятикамерную |
|||||||||||||
шахту общей высотой |
2 2 ,8 5 |
м. Отдельные |
камеры |
||||||||||||||
отличались |
по |
величине |
диаметра, который для |
зон |
|||||||||||||
подогрева |
(1 - 3 |
верхние |
камеры) |
был |
равен 4J57 м, |
||||||||||||
для камеры обжига - 7 |
|
м, |
охлаждения- 2 ,7 |
м. Р е |
|||||||||||||
шетки в |
зонах |
подогрева |
были выполнены из |
|
ша |
||||||||||||
мотных блоков. Температура материала в |
камерах |
||||||||||||||||
(по ходу |
материала) |
была |
равна |
- 4 8 2 , |
|
|
6481 |
||||||||||
8 4 5 |
и |
9 8 2 °С . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Переточные |
устройства |
- |
внутренние, |
за |
|
иск |
лючением перетока, соединяющего последнюю каме ру подогрева и камеру обжига.
Газы , отходящие из камеры обжига, в |
которой |
||
происходило сжигание в 1 6 форсунках |
|
жидкого |
|
топлива, очищались в футерованном циклоне, |
после |
||
чего поступали в камеры подогрева, проходя |
их |
||
последовательно снизу вверх. Топливо |
к форсункам, |
||
состоящ им из трубок диаметром 1 2 ,5 |
м м , |
подава |
|
л о сь с помощью индивидуальных насосов. |
|
Воздух, |
в камеру обжига поступал нагретым, проходя пре&*»
варительно через камеру охлаждения, куда |
он пода |
||||||||
вался воздуходувкой |
|
производительность** |
|||||||
1 3 7 5 0 |
м |
/ч под давлением |
0 ,4 5 а т |
(и з б .). Вынос |
|||||
пыли составлял около 10% выхода готовой |
продук |
||||||||
ции. Р а сход |
тепла - 1 0 5 0 ккал/кг извести. |
Со |
|||||||
держание активной извести в готовом |
|
продукте |
|||||||
92 ,3 % |
[2 8] . |
|
|
|
|
|
|
||
П роизводительность |
печей |
фирмы |
D o r r |
O l i v e r |
|||||
(С Ш А ) |
в |
зависимости |
о т их |
размеров |
состав ля ет |
||||
от 5 0 |
до |
3 0 0 |
т/сут |
[ 1 2 6 ] . В них сж игается жид |
|||||
кое и газообразное топливо, расход тепла |
порядка |
||||||||
1000 ккал |
на |
1 к г извести, |
расход электроэнергии |
||||||
2 5 к вт-ч /г |
извести. Активность извести, |
получае |
|||||||
мой в этих печах, высока; содержание СО |
не пре |
||||||||
вышает |
0,5%[119]# |
|
|
|
|
|
|||
Одним из недостатков печей кипящего слоя |
для |
||||||||
обжига |
известняка является |
значительная |
величина |
||||||
уноса пыли, |
состоящ ей |
из см еси частиц |
извести |
||||||
и нагретого |
известняка. Э то |
обусловли вает |
необхо |
димость применения сложной систем ы пыпеочисткйг.
На величину выноса пыли в значительной |
м ере в л * |
|||||
я е т полидисперсность |
обж игаем ого |
известняка, по |
||||
этом у для |
уменьшения |
пы леуноса |
целесоображке |
|||
обж игать |
зерна одной |
узкой |
фракции. |
|
||
Печи с кипящим сло ем требую т |
сравнительно |
|||||
небольшой площади, но, в связи со |
значительны м |
|||||
числом вертикально расположенных |
камер |
имею т |
||||
значительную вы соту. |
|
|
|
|
||
О т |
описанных конструкций |
отличается |
двухка |
|||
мерная |
печь, разделенная по |
вертикали |
глухой- |
Рис, |
2 9 . Двухкамерная |
печь |
|
||||||
для |
обжига известняка |
|
в |
|
|||||
|
кипящем слое |
|
|
|
|
||||
1 - |
вращающийся |
клапан; |
|
||||||
2 - |
приемная воронка; |
3 |
- |
|
|||||
разгрузочный |
механизм; 4 |
- |
|
||||||
камера охлаждения; 5 - воз. |
|
||||||||
дух |
для |
охлаждения; |
6 |
|
- |
|
|||
подача |
воздуха |
для псевдо |
|
||||||
ожижения; |
7 |
- |
подача |
топ |
|
||||
лива; 8 - |
переточное |
уст |
|
||||||
р ой ство |
клапанного |
типа; |
|
||||||
S - камера подогрева; 10 - |
|
||||||||
распределительный |
конус; |
|
|||||||
11 - |
подача |
известняка; |
|
|
|||||
12 — отходящие разы к пы |
|
||||||||
леуловителю ; |
1 3 |
чиклон |
|
||||||
перегородкой, |
что исключает возможность |
сме |
|||||||
шивания выносимой отходящими газами пыли |
на» |
||||||||
гретого |
известняка и обожженной извести (рис. 2 9 ) |
||||||||
1П 8 ] . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагретый |
известняк |
из |
верхней, камеры |
через |
|||||
наружный переток клапанного типа подается в |
ка |
||||||||
меру обжига, |
а |
отходящие |
из последней |
газы |
|||||
очищаются |
о т |
пыли в футерованном пиклбне, |
после |
||||||
чего поступают под решетку камеры подогрева. |
|||||||||
В |
1 9 6 2 |
г. на аглофабрике Макеевского |
м е- |
||||||
' аялургического |
завода |
им. С .М . Кирова была |
со |
оружена промышленная трехкамерная печь кипящего
слоя диаметром 2 ,7 5 м (рис. 3 0 ) [ 4 0 |
] . |
|
|
В процессе освоения печи (по отдельным |
зо - |
||
;яам) были |
разработаны конструктивные |
решения |
|
Отдельных |
ее узлов, имеющих основное |
значение |
%гои работе многозонных печей кипящего слоя. Это - ^ереточные устройства гравитационно-инжекционно-
f? тйда, газораспределительные решетки для от^
15500