Характеристика портландцементного клинкера для обжига во вращающейся печи. Анализ процессов, протекающих при тепловой обработке. Устройство и принцип действия теплового агрегата. Расчёт процесса горения природного газа, теплового баланса вращающейся печи.
Аннотация к работе
1.3 Процессы, протекающие при тепловой обработке.1 Расчет процесса горения природного газаДля производства 1 т цементного клинкера (полупродукта, получаемого при обжиге тонкоизмельченной смеси известняка с глиной) расходуется 1,7-2,1 т основного минерального сырья средней влажности, причем 75-82 % составляет карбонатный компонент, 18-25 % глинистый. Из природных образований в качестве добавок при помоле цемента широко применяются искусственные гидравлические добавки (доменные гранулированные шлаки, золы уноса сланцев и углей при сжигании их в топках электростанций), а также осадочные и вулканические горные породы, а для регулирования сроков схватывания цемента - гипс. Из карбонатных пород используются: известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф; из карбонатно-глинистых - мергелистый известняк, мергель, из глинистых - глины, суглинки, глинистый сланец, лесс, лессовидные суглинки. Технические условия, определяющие качество основных видов цементирования скважин для производства портландцементного клинкера, учитывают химически-минералогический состав клинкера, характеризующийся коэффициент насыщения (KH), силикатным (л) и глиноземным (р) модулями. KH кремнезема известью (отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к его количеству, теоретически необходимому для полного связывания кремнекислоты в 3-кальциевый силикат) изменяется от 0,85 до 0,95.Газы, вещества в агрегатном состоянии, характеризующемся слабым взаимодействующим составляющих вещества частиц (по сравнению с их средней кинетической энергией), в результате чего газы заполняют весь предоставленный им объем. Ниже Ткр возможно фазовое равновесие жидкость-пар, причем газообразному состоянию отвечает фаза с меньшей плотностью (газ, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкой или твердой фазой того же вещества, обычно называются паром). Кривую сосуществования жидкости и газа называют кривой парообразования, твердого тела и газа - кривой сублимации. После корректирования сырья в шлам-бассейнах, смесь переходит на обжиг во вращающуюся печь, в которой протекают процессы при тепловой обработке такие как: 1 Зона сушки - температура достигает до 200 , в этом процессе происходит частичное испарение воды, формирование гранул, влажность шлама в этой зоне 35-40 %; Время образования алита при температуре 1500 30 минут, при температуре 1600 °C 5-10 минут, при критической температуре для печи 1900 время образования алита равняется долям секунды;, (2.34) где - тепло вносимое шихтой, КДЖ/час; - масса шихты, т/час; , т/час; - теплоемкость шихты, КДЖ/т • град; = 1,06, КДЖ/т • град; - температура шихты, ; = 20, : , КДЖ/час тепло вносимое подогретым воздухом, КДЖ/час; = 4822,74 • B, КДЖ/час; - тепло вносимое топливом, КДЖ/час; = 58 • B, КДЖ/час; - тепло вносимое шихтой, КДЖ/час; = 2472,768, КДЖ/час; , (2.38) где - тепло расходуемое на протекание эндотермических реакций разложения газа, известняка, глины, т/час; - масса шихты, т/час; = 116,64, т/час; - потери при прокаливании, т/час; = 32,976, т/час: , т/час , КДЖ/час где - тепло расходуемое на испарение воды, КДЖ/час; - масса воды, т/час; = 65,61, т/час; - теплота парообразования воды, КДЖ/кг; - теплоемкость воды, КДЖ/т • град; = 4,2, КДЖ/т • град; - температура воды, ; = 20, : , КДЖ/час , где - тепло уносимое продуктами разложения сырья, КДЖ/час; , - объем углекислого газа и паров воды, м3/час; = 78,732, м3/час; = 37,791 м3/час; , - теплоемкость углекислого газа и паров воды, КДЖ/м3 • град; = 1,8, КДЖ/м3 • град; = 1,5, КДЖ/м3 • град; - температура уходящих газов, ; = 180, : где - объем углекислого газа, м3/час; - масса шихты, т/час; = 116,64, т/час; и - содержание оксидов в извести, доли единицы; = 1; = 0,5: , м3/часВ курсовом проекте была поставлена цель, разработать проект вращающейся печи.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
Вывод
В курсовом проекте была поставлена цель, разработать проект вращающейся печи.
Для достижения данной цели было выполнено: - Изучена характеристика топлива для обжига клинкера
- Изучены и описаны процессы протекающие при обжиге клинкера
- Выбрано и изучено, охарактеризовано топливосжигающего устройство
- Изучены и описаны требования к вращающейся печи
- Изучены и описаны неисправности вращающейся печи.
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Внедрение в промышленность печь 5,0х185 метров, первые экземпляры которых сейчас вводятся в эксплуатацию и осваиваются.
Головной образец этих печей, выпущенный Уральским заводом тяжелого машиностроения имени Орджоникидзе, испытан на Балаклейском заводе. Предусмотренные проектом фильтр - подогреватель поверхностью 50 м2 и ячейковый теплообменник поверхностью 410 м2 изза конструктивных недостатков были демонтированы вскоре после пуска печи.
По рекомендации Института Южгипроцемент в печи была навешана цепная завеса из свободных концов весом 310 т и поверхностью 6200 м2, однако изза больших подсосов наружного воздуха установленный дымосос не мог преодолеть сопротивление тока завесы и ее вес и поверхность были сокращены до 225т и 4543 м2.
Завеса имела длину 53 м и среднюю плотность 5,8. топливом на Балаклейском заводе служит природный газ, который поступает в печь через две одноканальные горелки со скоростью 260 м/сек. При испытании печи ее тепловая мощность 107·106 ккал/ч и степень тепловой форсировки 6,6·106 ккал/м2·ч соответствовали расчетным.
В этой печи благодаря большой поверхности теплообменных устройств и хорошей подготовке материала зона спекания имеет значительную длину. Режим работы печи характеризуется устойчивостью и полнотой сгорания топлива.
Получаемый клинкер отличается высоким качеством. Величина уноса материала из печей незначительна, вследствие большой плотности цепи в зоне влажного материала.
Актуальность. В настоящее время в России производство цемента в основном производится во вращающихся обжиговых печах, работающих по «мокрому» способу производства. Важнейшую роль в производстве цемента по «мокрому» способу играет обжиг клинкера, на процесс обжига приходится около 80% от общих энергозатрат, связанных с производством цемента. Поэтому исследования по интенсификации и оптимизации производства клинкера были и остаются актуальными. Уровень автоматизации на существующих вращающихся печах для обжига еще не отвечает состоянию развития техники управления, контроль за состоянием печи осуществляется в основном аналоговыми измерительными средствами.
В то же время на печах с уже существующим техническим комплексом по автоматизации все еще очень существенную роль в управлении играет человек, на которого возлагаются функции принятия решения, на основе информации формируемой на пульте управления, при этом возможны ошибки в силу человеческого фактора.
Интенсификация процесса обжига в основном должна быть направлена на обеспечение рационального режима обжига материала в печи, что достигается за счет снижения энергозатрат при одновременном обеспечении качества продукта на требуемом уровне.
Сформулированные условия могут быть выполнены благодаря построению системы управления полностью или частично повторяющей функции человека, помогающей оператору управлять процессообжига, вовремя корректировать режимы обжига, поддерживать параметры на требуемом уровне.
Целью курсового проекта является разработка проекта вращающейся печи для обжига портландцементного клинкера
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1 Дать характеристику клинкеру для обжига во вращающейся печи
2 Дать характеристику топливу (природного газа)
3 Изучить процессы вращающейся печи
4 Описать процессы протекающие при обжиге клинкера
5 Выбрать и охарактеризовать топливо сжигающее устройство
6 Изучить устройство и принцип действия вращающейся печи
7 Описать требования к вращающейся печи
8 Изучить и описать возможные неисправности вращающейся печи
9 Рассчитать процесс горения топлива (природного газа) и рассчитать тепловой баланс вращающейся печи
10 Выполнить схему вращающейся печи.1 Аристов Г.Г. Шамотное производство/ Г.Г. Аристов. Изд. 2-е. М., «Металлургия», 1975.- 280 стр.
2 Гурова М.И. Справочник Огнеупорные изделия, материалы и сырье
3 /М.И. Гурова. Изд. 3-е. М., 1977. - 216 стр.
4 Карклит А.К. Огнеупорные изделия, материалы и сырье./ А.К. Карклит, Н.М. Пориньш Справочник. М., 1977 - 280 с.
5 Левченко П.В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности/ П.В. Левченко. М., 1968 - 480 стр.
6 Мамыкин П.С. Печи и сушила огнеупорных заводов/ П.С. Мамыкин. М., 1963 - 471 стр.
7 Стрелов К.К. Технология огнеупоров/ К.К Стрелов. М., «Металлургия», 1988 - 528 стр.