Основные способы производства строительного гипса. Сырьевые материалы и состав приготавливаемых масс. Подбор основного и вспомогательного оборудования. Теоретические основы процесса обжига. Особенность расчета производительности теплового агрегата.
Аннотация к работе
Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими. Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-2000С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые. Для сушки минеральных материалов в основном используют конвективные сушилки, в которых тепло для испарения влаги передается материалу от газообразного сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов или их смесью с воздухом) при непосредственном его соприкосновении с поверхностью материала. За доли секунд гипс успевает в ней подсохнуть и нагреться, а во второй ветви трубы-сушилки гипс полностью обжигается. Мельница для гипса - оборудование, которое измельчает гипсовый камень до размеров мелкой пыльной крошки, используемой в производстве.
Введение
Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние.
Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими.
Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники.Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства.
Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности. Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армированные сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществахвозводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).
Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества получаемые искусственно - путем обжига. Первым из них был - строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 413-463К.
1. Общая часть
Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-2000С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.
Низкообжиговые вяжущие быстро схватываются и твердеют; состоят они главным образом из полуводного гипса, полученного тепловой обработкой гипсового камня при t 383-4530С. К ним относятся строительный (алебастр) формовочный высокопрочный (технический) и медицинский гипс, а также гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов.
Высокообжиговые медленно схватываются и твердеют, состоят преимущественно из безводного сульфата кальция, полученного обжигом при температуре 873-1173К. К ним относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих- гипс) и отделочный гипсовый цемент.
По разнообразию объектов применения одно из первых мест среди вяжущих занимает гипс. Применение гипсовых материалов и изделий способствует экономии топлива, цемента, снижению трудоемкости и стоимости строительства.
1.1 Техническое обоснование проектирования объекта
Сушка- термический процесс удаления (испарения) влаги из твердых материалов. В результате испарения влаги с поверхности возникает градиент концентраций влаги, являющийся движущей силой внутреннего ее перемещения из глубинных слоев материала к поверхности испарения. Это перемещение влаги сопряжено с нарушением ее связи с твердым материалом и с соответствующей затратой энергии, поэтому скорость (интенсивность) процесса сушки зависит от формы связи влаги с сухим веществом материала.
По способу сообщения тепла различают сушилки конвективные, контактные, терморадиационные, сублимационные и высокочастотные. Для сушки минеральных материалов в основном используют конвективные сушилки, в которых тепло для испарения влаги передается материалу от газообразного сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов или их смесью с воздухом) при непосредственном его соприкосновении с поверхностью материала. В простейшем виде сушильный процесс осуществляется таким образом, что сушильный агент, нагретый до температуры, предельно допускаемой высушиваемым материалом, однократно используется в сушильном аппарате. В процессе сушки тепло расходуется не только на испарение влаги, но и на нагревание высушенного материала, транспортных устройств, потери в окружающую среду и потери тепла с отработанным сушильным агентом (воздухом или дымовыми газами). Поэтому снижение потерь тепла является важной технико-экономической задачей при использовании сушилок.
Конвективные сушилки широко применяются в промышленности и осуществляются в следующих наиболее типичных конструкциях: барабанные, распылительные, пневматические и ленточные сушилки.
Расход энергии в пневматических сушилках значителен, причем он снижается с уменьшением размера частиц материала, который не должен превышать 8-10 мм. Для сушки материалов с крупными частицами, а также для удаления из материала связанной влаги пневматические сушилки комбинируют с сушилками других типов. Таким образом, несмотря на компактность и простоту устройства, область применения пневматических сушилок ограничена условиями, указанными выше. Тем не менее, пневматические трубы-сушилки используются часто изза простоты конструкции, к тому же в них сушку продукта можно совмещать с пневмотранспортом. Используются также многотрубные сушилки, трубы-классификаторы для сушки и одновременного разделения материала на две фракции.
1.2 Ассортимент выпускаемой продукции
Гипс является высокопрочным природным материалом, который применяется в различных отраслях.
Формовочный гипс - это тонкомолотый белый порошок, который получается с помощью термической обработки гипсового сырья. Чистый гипс является бесцветным и прозрачным. Если он имеет какой-либо оттенок (желтый, розовый, серый), это говорит о наличии примесей.
Гипс применяют: · в бумажной промышленности;
· в медицине;
· в качестве удобрения в сельском хозяйстве;
· в производстве серной кислоты;
· цемента, эмалей, глазурей и красок;
· при создании скульптур;
· в керамической промышленности для изготовления моделей и форм;
· при выполнении высококачественных отделочных работ;
· в автомобильной и авиационной промышленности при изготовлении форм;
· при производстве декоративного камня на гипсополимерной основе.
Еще не так давно самыми востребованными и популярными строительными материалами были глина, дерево и кирпич. Однако их стоимость достаточно высока, а работа с ними доставляет много хлопот, особенно, если речь идет о домашнем использовании.
Как отделочный материал гипс использовали еще в древние греки и египтяне.
Применялся гипс для облицовки пола и потолков, стен в помещениях. К его эксплуатационным свойствам относится прежде всего экологичность. А также его способности дышать, то есть он может регулировать микроклимат в помещении.
Помимо этого материал приятный на ощупь и достаточно гигиеничный. Его можно смело использовать в любой комнате, даже в детской.
Еще одно положительное качество гипса, он легко поддается обработке. Очередное достоинство: тепло - и звукоизоляционные свойства.
Производители пошли навстречу современным строителям и создали универсальные материалы, которые экономят время и силы, не требуя при этом специальных знаний в работе. К таким материалам относится гипсокартон, гипсовый камень, гипсовая лепнина.
В современном строительстве гипсокартон широко используется для того, чтобы быстро и эффективно выровнять кривые стены, установить легкие перегородки внутри комнаты, создать подвесные потолки или изготовить фальшивые панели и сложные конструкции, чтоб скрыть за ними трубы и прочие инженерные коммуникации.
Листы гипсокартона обладают отличными физико-механическими свойствами, легко поддаются обработке, удобно монтируются и имеют продолжительный эксплуатационный срок. Это нетоксичный, экологически чистый материал, пропускающий воздух, с хорошими звукоизоляционными и теплосберегающими свойствами.
Он бывает обычный, влагостойкий, огнеупорный или смешанный тип огне- и влагостойкий
Общую массу листа составляют: двуводный гипс - 93%;
бумага, картон - 6%;
влага, крахмал и органическое поверхностно-активное вещество - 1%.
Влагостойкий гипсокартон (гвл) обладает специальным картоном и имеет в своем составе гидрофобные и антигрибковые добавки, которые находятся в материале сердечника. Сфера его применения шире, чем у обычного гипсокартона - он может применяться еще и в помещениях повышенным уровнем влажности.
Отделку из гипсового декоративного кирпича выполняли еще в Древней Греции и Вавилоне. Специалисты иногда называют такую отделку «рваной» или «диким камнем». Так выглядит отделка из камня со стороны. Использовать гипсовый декоративный кирпич можно как при внутренней, так и внешней отделке стен. Его можно сделать самому, а можно использовать готовый. Интерьер с отделкой из декоративного камня многофункциональный, кроме того, выглядит богато и роскошно.
Лепнина из гипса известна архитекторам с древних времен. Именно тогда они стали создавать декоративные элементы, которые поражали своей красотой, долговечностью и широким разнообразием стилей. Сегодня большинство гипсовых изделий применяется для декорирования интерьеров. Однако многие виды лепнины из гипса используются и для оформления фасадов зданий.
Изделия из гипса обладают массой положительных свойств и качеств: · Экологичность, изделия отличаются отсутствием вредных химических соединений и компонентов.
· Свойства поддерживать благоприятный климат в помещении, оптимальную температуру и влажность комфортную для человека.
Обладают хорошими тепло и звукоизоляционными свойствами.
· Огнестойкость и жаростойкость. Плитка может выдерживать нагревание до 70?С и используется для облицовки не только декоративных, но и действующих каминов, печей и электрических каминов.
· Простота монтажа не требует привлечения сторонних специалистов.
1.3 Выбор способа производства
Производство строительного гипса осуществляется тремя способами: 1. Предварительная сушка и измельчение сырья в порошок и последующая тепловая обработка в варочных котлах
Гипсовый камень поступает из карьера на заводской склад и подвергается дроблению в щековых дробилках(1 стадия) и на выходе получается щебень 30-50мм. Затем производят вторичное дробление в молотковых дробилках(2 стадия) и получают щебень размер которого 10-15мм. Этот щебень направляют в шахтную мельницу.
Шахта имеет высоту 13-15м. В ее нижнюю часть подаются горячие топочные газы с температурой 300-400 С. Мельница размалывает щебень в тонкий порошок, а топочные газы подсушивают и увлекают в верхнюю часть шахты. Из этой смеси сырой гипсовой муки и топочных газов гипсовый порошок выделяют: сначала в циклонах 80%, затем в батарейных циклонах 95%, далее в фильтрах тонкой очистки(электрофильтры или рукавные) 90-95%.
Гипсовый порошок при помощи шлангов загружают в варочный котел. При дегидратации вода отделяется в виде газа и это приводит к образованию мелких кристалов бетта полугидрата, а это в свою очередь приводит к высокой водопотребности гипса.
После варки продукт обжига направляют в камеру томления. После камеры томления, полученный бета - полугидрат транспортируется на склад в мешки(бумажные).
Преимущества
1. Высокое качество получаемого гипса.
2. Простота обслуживания варочного котла.
3. Легкость регулирования температуры обжига.
Недостатки
1. Периодичность процесса.
2. Быстрая изнашиваемость днища котла
3. Трудность выделения сырой гипсовой муки.
2. Совмещенная сушка, помол и обжиг гипсового камня.
Гипсовый камень подвергается дроблению в 1 или 2 стадии. Полученный гипсовый щебень направляют в шаровую мельницу и туда же, по принципу прямотока или противотока направляют горячие газы с температурой 600-700 С. При вращении мельницы обжигаемый материал движется по ее длине, измельчается, подсушивается, происходит его дегидратация с образованием бета полугидрата. Далее продукт обжига поступает в сепаратор. Там выделяются крупные необоженные частицы гипса и возвращаются в мельницу на повторную обработку. Остальная смесь топочных газов и полуобоженного продукта проходит через систему циклонов и газоходов где происходит окончательная дегидратация. Выделенный гипс направляется на склад.
Преимущества
1. Компактность
Недостатки
1. Быстрое схватывание полуводного гипса так как он содержит повышенное количество раствора ангидрита.
2. Обжиг кускового гипсового камня с последующим измельчением полугидрата.
Гипсовый камень подвергается дроблению в 1 или 2 стадии и направляется на сортировку, где разделяют его на две фракции: Фракция 10-20мм
Фракция 20-35мм
Их обжигают отдельно. Полученный щебень загружают во вращающуюся печь(угол вращения 3-4 градуса, скорость вращения 1-2 об/мин). Топливо сжигают в специальных топках и горячие топочные газы поступают во вращающуюся печь. В печи происходит дегидратация кускового гипсового камня с образованием бета полугидрата. Полученный полугидрат измельчается в порошок в шаровой мельнице. Фракцию 10-20 мм сушат в пневматических сушилках. Готовый продукт направляется на склад.
Преимущества
1. Непрерывность процесса и возможность его автоматизации.
2. Пониженный расход топлива и электро-энергии.
3. Пониженная водопотребность получаемого гипса.
Недостатки
1. Быстрая изнашиваемость трубы сушилки.
В данной работе я хочу рассмотреть способ производства гипса с применением пневматической сушилки, как наиболее экономичный.
2. Технологическая часть
2.1 Сырьевые материалы и состав приготавливаемых масс
Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный ангидрит (CASO4) в основном природный гипс (CASO2*2Н2О), а также гипсосодержащие отходы химической промышленности.
Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% САО, 46,51% SO3 и 20,93% Н2О. это минерал белого цвета, обычно содержащий некоторое количество примесей глины, известняка. Двуводный гипса является мягкими минералом . Плотность составляет 2200-2400кг/м3.
Примеси известняка являются балластом в производстве строительного гипса, так как последний обжигается при температуре ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Влажность гипсового камня составляет 3-5% и более.
Природный ангидрит - горная порода осадочного происхождения, состоящая из CASO4. Под действием грунтовых пород вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс, поэтому обычно содержит 5-10% и более двуводного гипса.
Ангидрит порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность 2,9-3,1г/см3. чистый ангидрит белого цвета, но в зависимости от содержания в ней примесей имеет различные оттенки.
Отходы химических производств - это дополнительный источник сырья для производства гипсовых вяжущих и рационально используют в качестве побочных продуктов химической промышленности - фосфогипса, борогипса, фторогипса.
2.2 Схема технологического процесса и ее описание
Технологическая схема производства строительного гипса с применением трубы-сушилки: 1 - труба для сушки гипса, 2- труба для обжига гипса, 3- смеситель
Технологическая схема производства строительного гипса обжигом во взвешенном состоянии в трубе-сушилке. Интенсивность обжига гипса в трубе-сушилке более высокая, чем в печи кипящего слоя. Обжиг ведется в восходящем потоке газов в течение нескольких секунд. Обжиг сырья протекает в условиях интенсивного теплообмена. Это обусловлено тем, что частицы движутся не прямолинейно и не являются свободно взвешенными. Частицы совершают поперечные движения с некоторым ускорением и замедлением. Одновременно мелкие частицы, двигаясь с большей скоростью, чем крупные, подталкивают последние, в результате чего крупные частицы получают несколько большую скорость, а мелкие - меньшую, что приводит к выравниванию скоростей.
Труба-сушилка состоит из рабочей части самой трубы постоянного сечения и узла загрузки. Диаметр и длина трубы зависят от температурногорежима обжига гипса, объема и скорости дымовых газов и имеют соответственно размеры 0,5...1,2ми 10...20м.
Труба-сушилка изготовляется из жаропрочной нержавеющей стали толщиной 6...8 мм. Снаружи по длине труба покрывается теплоизоляционным материалом. Внутри от узла загрузки и ниже труба футеруется огнеупором. В зоне загрузки футеровка выполняется выше оси ротора забрасывателя материала на высоту 1,5 диаметра трубы.
В начале трубы-сушилки материал распределяется по сечению трубы равномерно, что повышает однородность сушки гипса. В восходящем потоке газа равномерное распределение материала нарушается. Вследствие торможения частиц у стенок материал концентрируется у центра трубы. Скорость его практически не меняется. Скорость же газов меняется. Испытывая сопротивление центральной части материала, он отклоняется к стенкам трубы, где скорость выше. Неравномерность профиля скоростей увеличивается с ростом концентрации материала и скорости газа в трубе. По высоте трубы создаются различные фазы движения материала. В зоне загрузки скорость движения частиц отсутствует. С некоторой приближенностью можно отметить, что здесь образуется взвешенный слой частиц, через который происходит фильтрация дымовых газов.
При дальнейшем продвижении слой материала вступает во вторую фазу движения, связанную с переносом частиц при существенном неравномерном их распределении по сечению трубы. Это обусловливается различной формой и размерами частиц. Третья фаза движения наступает при скорости материала, близкой к скорости установившегося движения, когда практически создается равномерное распределение частиц по сечению и высоте трубы. Интенсификация процесса обжига гипса в трубе-сушилке определяется не размерами трубы, а, главным образом, количеством и температурой горячих газов, подводимых в аппарат. При этом одной ветви трубы-сушилки для обжига гипса недостаточно. За доли секунд гипс успевает в ней подсохнуть и нагреться, а во второй ветви трубы-сушилки гипс полностью обжигается.
Такое решение используется в приведенной выше технологической схеме. В трубу-сушилку необходимо подавать однородное по размерам частиц сырье, так как широкий спектр времени пребывания разных по размеру частиц приводит к неодинаковому изменению их свойств. Но, так или иначе, при высокоскоростном способе обжига обожженный продукт необходимо подвергнуть горячему складированию с целью выравнивания его модификационного состава и получения гипсового вяжущего с более или менее одинаковыми свойствами и достаточно высокой прочностью. В трубе-сушилке получают многофазовый гипс, из которого затем путем смешивания с добавками получают специальные виды гипсовых вяжущих.
2.3 Подбор основного и вспомогательного оборудования
3. загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем
4.сушильная камера в виде пневмотрубы
5. циклон
6. устройство для выгрузки
7.рукавный фильтр
8. вентилятор
9. камера смешения
10. акустическая установка для улавливания пыли
2.Дробилка
На первом этапе обработки гипсового камня он измельчается и сортируется. Стандартный размер при добыче составляет 500-300 мм. Для измельчения натурального камня в производстве используется гипсовая дробилка . Она измельчает камни стандартного размера на более мелкие части. После чего проводится сортировка и дальнейшая обработка горной породы. Измельчение гипса происходит с помощью специальных прессов, один из которых расположен под наклоном. Гипсовые камни попадают в дробилку и раздавливаются поступательными движениями наклонной части пресса. После измельчения в дробилке гипсовый камень попадает в мельницу.
3. Мельница
Мельница для гипса - оборудование, которое измельчает гипсовый камень до размеров мелкой пыльной крошки, используемой в производстве. После первичного измельчения и отделения примесей дробленый камень попадает в мельницу, где производится окончательное измельчение гипсового порошка. Измельчение может проводиться одновременно с сушкой, сепарацией и кальцинированием порошка.
1) Материал подается в нижнюю часть мельницы, в которой проводится перетирание камней с помощью центробежной силы.
2) Гипсовая пыль под влиянием паров поднимается вверх в сепаратор.
3) Сепаратор возвращает гипсовые камни, размер которых превышает допустимые производством.
4. Питатель
Для подачи гипсового камня в измельчающее оборудование используется питатель. Его целевое назначение - подавать не липкие и сыпучие твердые вещества на линию производства. Материал подается с регулируемой производительностью для равномерной обработки сырья. Питатель может использоваться для подачи сырья порциями к оборудованию просева, дробилкам, мельницам и другому оборудованию.
5. Вытяжной вентилятор
Центробежный вытяжной вентилятор используется в производстве для фильтрации воздуха от взвешенных частиц. В процессе дробления гипсового камня на мелкие части возникает гипсовая и металлическая пыль и другие загрязняющие воздух элементы.
Вращающийся ротор состоит из лопаток, которые расположены под определенным углом. От угла наклона лопаток зависит тип вентилятора. Вращение вентилятора происходит с помощью механического элемента, закрепленного в центре вентилятора.
Перпендикулярное расположение воздуха при всасывании и выталкивании в комбинации со специальными фильтрами способствуют лучшей очистке воздуха.
6. Электромагнитный фильтр
Для очищения гипса от оксидов магния и других металлических частиц, используется электромагнитный фильтр. Внутри фильтра образуется специальное магнитное поле, которое очищает первоначальное сырье от примесей и нежелательных включений. С помощью электромагнитного фильтра можно очистить гипс от тяжелых металлов. Перед началом сепарации фильтр промывается водой , чтобы очистить матрицы. После очистки подается сырье с небольшой задержкой, чтобы увеличить интенсивность фильтрации.
7. Газовый котел
Для обжига порошка применяется такое оборудование, как газовый котел. После мельницы в котел подается гипсовый порошок для термической обработки. По трубам осуществляется подача жидкого природного газа, который при сжигании обогревает котел до температуры 800-900? С. Порошок подается по трубе, расположенной в боковом отверстии газового котла. Пары разогревают порошок до температуры кипения и выводятся к мельнице для первичного обогрева гипсовой крошки. После обжига порошка получается густая смесь гипса с водой, которая поступает для дальнейшей обработки по специальному каналу.
Для лучшей чистки и предотвращения смешивания порошка рабочие поверхности котла идеально гладкие. Это предотвращает прилипание смеси и значительно экономит время чистки оборудования.
8. Газовая горелка
Основным оборудованием для получения высокотемпературных паров является газовая горелка. Регулирование температуры и подачи газа позволяет достичь необходимого результата. В качестве сырья используется природный газ. Горелка устанавливается на газовый котел для обжига гипсового сырья. Сжигание газа проводится до температуры пламени более 800?С. Дымовой пар подается по жаровым трубам, примыкающим к газовому котлу.
9.Шкаф электрооборудования
Современное производство максимально автоматизируется. Шкафы электроуправления позволяют максимально снизить человеческий фактор в производстве. Управление осуществляется по установленной программе. Шкафы изготавливают из стали со специальным покрытием, что позволяет сделать их практически неуязвимыми от внешней среды. Шкафы электроуправления снижают трудовые затраты на руководство процессом производства.
10. Упаковочная машина
Для расфасовки готовой продукции в настоящее время разработаны автоматизированные упаковочные машины.
Упаковочная машина снабжается цифровым дисплеем, на котором отображается вес в мешках и пакетах. В качестве весов используется нижняя панель, которой касается дно упаковки. Подача материала для упаковки осуществляется с помощью специальной трубы. Расфасовка производится в упаковку из полиэтилена, бумаги, уплотненного целлофана и другие упаковочные материалы.
2.4 Эксплуатация оборудования на предприятии
Дробилка должна быть сблокирована с транспортными устройствами. Перед пуском дробилки проверяют исправность всех деталей установки, состояние смазочных устройств, наличие и исправность ограждений, состояние Обеспыливающих устройств, звуковую и световую сигнализацию. Удостоверяются, что нет завалов. При пуске дробилки в ее рабочем пространстве не должно быть материала. Пускают дробилку в такой последовательности: сначала включают звуковую и световую сигнализации, затем транспортные устройства за дробилкой, маслонасос, систему водяного охлаждения, привод дробилки и осуществляют подачу в нее материала. Остановку выполняют в обратной последовательности. При неполадках и поломках дробилку останавливают и принимают меры к их устранению.
Для соблюдения эксплуатационного режима мельницы необходимо систематически следить за показаниями приборов; проверять качество готового продукта; наблюдать за количеством поступающего на помол гипса; следить за равномерностью его подачи, а также за тем, чтобы крупка непрерывно возвращалась из сепаратора в мельницу; за исправностью и режимом работы пылеуловителей; температурой подшипников, не допуская повышения ее сверх 65° С; контролировать состояние уплотнений у входной и выходной горловины мельницы, а также загрузочно-разгрузочного устройства (для мельниц, работающих в замкнутом цикле); проверять смазочную систему. Грохоты должны быть снабжены системами аспирации и пылеулавливания. Перед пуском в работу проверяют состояние сит и пружин, крепление вибратора к коробу, грузов на маховике, затяжку болтов корпусов подшипников сит, степень проворачивания вала грохота; удостоверяются, что между вибрирующей рамой и станиной нет посторонних предметов.
После предупредительных звукового и светового сигналов грохот запускают в работу. Материал подают на грохот после его запуска. Перед пуском центробежных сепараторов проверяют состояние герметизации мест сопряжения патрубков и трубопровода, работу вентиляторов. После этого включают вентилятор, выводят сепаратор на заданный режим, открывают входную заслонку и в сепаратор поступает молотый материал.
При работе сепаратора периодически проверяют степень помола гипса.Если возникают неполадки (появляется стук, шум), прекращают подачу в сепаратор гипса, выключают вентилятор, осматривают сепаратор и устраняют неполадки. При этом должны быть отключены линия, питающая сепаратор, и сепаратор.
Перед пуском транспортирующих машин осматривают привод, смазочные устройства, проверяют наличие и состояние предохранительных устройств, исправность аспирации. Выясняют, работают ли механизмы после транспортирующих устройств, а также подготовлен ли бункер для гипса. Перед остановкой транспортирующих устройств прекращают подачу материала и очищают от него транспортирующие машины.
Перед пуском пневмокамерного питателя проверяют давление сжатого воздуха, исправность всей системы и аппаратуры, работу устройства управления механизмами включения и выключения подачи воздуха и материала. Нельзя пускать питатель при недостаточном давлении воздуха.
3. Теплотехническая часть
3.1 Теоретические основы процесса сушки (обжига)
В процессе сушки полуфабриката происходят физико-механические коллоидно-физические и биохимические изменения, во многом определяющие получение продукции нужного качества.
При сушке вода удаляется частично, даже в высушенном полуфабрикате всегда сохраняется 2-4% свободной влаги, так как еще не создаются условия для разрыва химических связей влаги с материалом и удаления конституционной воды.
Обычно при сушке удаляется вода, механически удерживаемая микро- и макрокапиллярами и располагающаяся на поверхности частиц. Перемещение воды в материале в процессе сушки происходит как в жидком состоянии, до 60% общего количества, так и в виде пара - до 40% общего количества влаги. Обычно на всем протяжении сушки встречаются оба вида перемещения влаги. Перемещение влаги ускоряется с повышением температуры, так как вязкость воды при 70° С почти в 4 раза меньше, чем при 0°С, а с повышением температуры от 0 до 90° С степень насыщения окружающего воздуха увеличивается примерно в 104 раза.
Режим сушки - это комплекс мероприятий, предусматривающий минимальное время, необходимое для сушки изделий с учетом их свойств, формы, размеров и особенностей сушильных устройств, а также рациональный подвод теплоты к высушенному изделию с минимальными потерями теплоты и изделий. Процесс сушки характеризуется тремя периодами: подогрева, постоянной и подающей скорости сушки, за которыми следует период равновесного состояния.
Кривые сушки полуфабриката I - влагоотдачи; II - скорости сушки;
III - температуры материала; К - точка критической влажности.
Первый период сушки характеризуется ускоренным прогревом массы полуфабриката от начальной температуры до температуры насыщенного теплоносителя при данном его влагосодержании. Температура полуфабриката соответствует показаниям мокрого термометра, температура среды - показаниям сухого термометра психрометра.
Влагосодержание полуфабриката изменяется еще незначительно. Относительно высокая пористость материала изделий, значительное количество сильно развитых макроскопических пор и наличие влаги, механически связанной частицами глинистых материалов и слабоудерживаемой в толстых гидратных оболочках глинистых частиц, обусловливают возможность .интенсивной сушки в первый период, особенно после отдачи первых 3-5% общего количества имевшейся в изделиях влаги. К концу периода устанавливается равновесие между количеством теплоты, идущим на нагрев массы полуфабриката, и количеством, расходуемым на испарение влаги.
Второй период сушки характеризуется наличием на кривой скорости сушки (II) горизонтального участка, указывающего на то, что скорость сушки численно равна скорости испарения влаги с поверхности полуфабриката. Влагосодержание полуфабриката изменяется почти по прямой. Температура поверхности полуфабриката (кривая III) остается постоянной, так как основная масса теплоты расходуется на испарение влаги.
Поверхность изделия остается смоченной влагой, поступающей из внутренних слоев. Постоянная скорость сушки сохраняется до тех пор, пока количество испаряющейся с поверхности изделия воды меньше или равно количеству воды, поступающему по капиллярам из внутренних слоев под действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил.
Интенсивность сушки во втором периоде зависит уже не от скорости испарения влаги с поверхности изделия, а от скорости перемещения ее из внутренних слоев материала наружу. При этом влага перемещается в основном в виде пара и изделие теряет большую часть влаги, скорость сушки резко падает, что фиксируется изломом на кривой сушки в точке К, указывающим на окончание второго периода сушки. Влажность, соответствующая окончанию второго периода, называется критической для данного материала и при данных параметрах теплоносителя. К концу второго периода влагосодержание поверхности материала выравнивается с его равновесным влагосодержанием, фронт испарения влаги перемещается внутрь материала и начинается третий период сушки.
Третий период характеризуется падающей скоростью сушки и повышением температуры полуфабриката. Интенсивность влагоотдачи в этом периоде пропорциональна средней влажности материала в интервале от критической до конечной влажности.
Разность между влажностью материала до сушки и влажностью, соответствующей равновесной, определяется количеством влаги, удаляемой в процессе сушки. В третьем периоде сушки допускается значительное повышение температуры и скорости теплоносителя.
Сушку изделий прекращают при достижении конечной влажности Wкон, которая меньше критической Wkp, но больше или равна равновесной влажности Wp:Wkp> Wкон?Wp
Использование части отработанного теплоносителя или добавочное увлажнение его при работе на калориферах, а также организация сушки полуфабриката большими объемами теплоносителя сокращают продолжительность второго периода сушки. Сокращение третьего периода сушки достигается повышением температуры.
Продолжительность сушки изделий зависит от технологических свойств массы, начальной и конечной температуры полуфабриката и теплоносителя, относительной влажности теплоносителя, размера, вида и конфигурации изделий и полуфабрикатов, температурного режима, конструктивных особенностей сушильных устройств.
3.2 Устройство, работа и параметры теплового агрегата
Устройство.
Рабочей камерой пневматической сушилки является вертикальная труба ,в которой мелкоизмельченные материалы сушат во взвешенном состоянии. При этом твердые частицы материала транспортируются потоком греющих газов. Пневматические сушилки работают по принципу прямотока. Для перемещения твердых частиц в восходящем газовом потоке требуется, чтобы скорость потока была больше критической скорости, соответствующей состоянию витания твердых частиц. Пневматические сушилки часто входят в комплект агрегата для совмещенного помола и сушки. При переработке гипса эти агрегаты применяются для приготовления сырьевой муки или низкотемпературного обжига для получения полуводного гипса.
Работа
Пневматическая сушилка работает следующим образом.
Влажный материал из загрузочного бункера шнековым (или другой конструкции) питателем непрерывно подается в сушильную камеру в виде пневмотрубы . Нагретый воздух в смеси с отработанным воздухом из смесительной камеры подается с помощью вентилятора в электрокалорифер , а из него в сушильную камеру. Разгрузка высушенного продукта производится ч Отработавший запыленный воздух подвергается предварительной акустической обработке в акустической установке для улавливания пыли. ерез устройство для выгрузки , соединенное с бункером циклона . Сушильный агент (теплоноситель - нагретый воздух или топочные газы) вместе с мелкими частицами продукта попадает в акустическую установку, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления. В акустической установке происходит отделение от теплоносителя пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в среде отработанного теплоносителя, пылевые частицы слипаются, то есть коагулируют, образуя крупные агрегаты, что значительно облегчает последующую очистку теплоносителя в газоочистных аппаратах.
На взвешенные частицы при воздействии акустических колебаний действуют следующие основные факторы: совместное колебание частиц и газовой среды, динамические силы между соседними частицами. Крупные частицы оседают вниз либо в акустической установке, либо поступают в полость, связанную с инерционным пылеотделителем.
3.2.3 Параметры теплового агрегата
Пневматические сушилки работают по простейшей схеме с однократным использованием теплоносителя. При помоле и сушке гипсового камня начальная температура газов равна 300-4000С, а конечная -110-1200C. Температура высушенного гипсового порошка около 800С. Удельный расход тепла около 10480 кдж/кг влаги. Производительность гипсоразмольной мельницы типа ШМА-1300/944 составляет 9т гипса в час. Удельная производительность пневматических сушилок достигает 350 кг влаги/м3*ч. Согласно результатам исследования совмещенного помола и сушки оптимальная начальная температура газов составляет 140-1600С, при этом конечна температура равна около 500С. Скорость газового потока в верхней части трубы-сушилки нужно поддерживать в пределах 14,5-15,5 м/с.
3.3 Расчет процесса горения топлива
Расчет
Список литературы
1. Д.Я.Мазуров, М.И. Роговой, Ю.М. Волгина «Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов» М.Стройиздат 1996
2. Д.Я. Мазуров «Теплотехническое оборудование заводов вяжущих материалов» М. Стройиздат 1995
3. М.И. Роговой «Теплотехническое оборудование керамических заводов»
М. Стройиздат 1993
4. Н.М. Никифорова «Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов и изделий» М. Высшая школа 2001
5. Махнович А. Т., Боханько Г.И «. Охрана труда и противопожарная защита на предприятиях промышленности строительных материалов» М.Стройиздат 1998
6. Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е. « Справочник по оборудованию заводов строительных материалов»М. Стройиздат, 1990.