Технологические особенности и аппаратурно-технологическая схема высокотемпературного процесса производства глинозема. Описание конструкции и тепловой работы вращающейся печи для кальцинации глинозема. Особенности температурного режима процесса.
При низкой оригинальности работы "Вращающаяся печь для кальцинации глинозема производительностью по гидроксиду алюминия G=27 т/час", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В данном курсовом проекте рассмотрены технологические особенности и аппаратурно-технологическая схема высокотемпературного процесса производства глинозема - процесса кальцинации. Описана конструкция и тепловая работа вращающейся печи для кальцинации глинозема, особенности температурного режима процесса.При нагреве гидроокись алюминия испытывает следующие превращения. При 110-120° С из гидроокиси начинается удаление внешней влаги, при 250° С гиббсит теряет две молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит; при 500-550° С бемит превращается в безводный ?-Al2О3 и в температурном интервале 850-1200° С происходит превращение ?-А12О3 в практически негигроскопичный ?-Al2О3. Все эти превращения идут с поглощением значительного количества тепла (эндотермические процессы), кроме превращения ?-Al2О3 в ?-Al2О3 (экзотермический процесс). Скорость фазовых превращений гидроокиси алюминия возрастает в присутствии фтористых соединений; одновременно снижается температура этих превращений.На большинстве заводов кальцинация глинозема осуществляется в трубчатых вращающихся печах, а охлаждение прокаленного глинозема - в барабанных холодильниках. Промытый гидроксид алюминия из бункера с помощью пластинчатого питателя непрерывно подают в шнековый смеситель, куда одновременно поступает и уловленная технологическая пыль. Перемешаный с пылью гидроксид по наклонной загрузочной трубе поступает в рабочее пространство печи-Общее время пребывания материала в печи составляет 1,5-2 часа.Барабан сваривают из листовой стали толщиной 20-40 мм, что позволяет использовать его в качестве металлического каркаса, т.е. крепить к нему соответствующие конструкции (бандажи, тормоз и т.д.). Как правило, диаметр барабана по всей длине одинаков, но в некоторых печах для изменения скорости перемещения материалов в отдельных зонах при неизменном наклоне печи диаметр барабана изменяют. Каждый бандаж опирается на два ролика, вращающиеся во время работы печи. Под воздействием такого разворота печь очень медленно поднимается вверх в направлении оси печи. Для остановки вращения печи в любом положении служит электромагнитный тормоз, через обмотку которого во время работы печи постоянно пропускается ток.Тепловая работа печи характеризуется рядом показателей, важнейшими из которых являются тепловой и температурный режимы, производительность печи, удельный расход топлива и коэффициент полезного действия. Тепловой режим характеризует изменение во времени тепловой нагрузки, т.е. количества теплоты, подаваемой в печь в каждый момент времени, а температурный режим представляет собой изменение температуры печи во времени или по длине печи. В рабочем пространстве вращающейся печи протекают процессы выделения теплоты при сжигании топлива, движения газовой среды и материала, внешнего и внутреннего теплообмена. От организации тепловой работы вращающейся печи зависит не только ее производительность и экономичность процесса производства глинозема, но и срок службы печи и качество конечного продукта. Температурный режим работы вращающихся печей не изменяется во времени, индивидуален для каждого вида технологического процесса и в значительной мере определяется химическим и фракционным составом перерабатываемых материалов.Барабанный холодильник - это стальной вращающийся барабан, имеющий наклон около 5 % в направлении, противоположном наклону печи, Длина его 25-50 м, диаметр 2,3-3,5 м, скорость вращения 2-3 об\мин. Холодильник имеет приводной механизм и опорные устройства, сходные с таковыми у печи.В основе конструкции лежит неподвижная или движущаяся решетка, на которую из печи по вертикальной шахте поступает горячий материал, укладываемый слоем толщиной 150...200 мм, высоту которого регулируют скоростью движения конвейера. Благодаря высокой эффективности перекрестной схемы теплообмена готовый продукт выходит из холодильника с температурой 50...90° С, подогретый воздух - с температурой 300...500 °С, обеспечивая более глубокое охлаждение материалов до 50...Металлургический глинозем для электролиза алюминия должен содержать небольшое количество щелочи, легко транспортироваться, быстро растворяться в электролите и не пылить при транспортировке и загрузке в электролизные ванны. Соблюдение норм технологического режима кальцинации обеспечивается системой автоматического контроля и регулирования, которая включает в себя автоматическое регулирование температуры отходящих газов, расхода и давления газа, контроль качества глинозема, его температуры при выходе из холодильника, состава отходящих газов и других параметров, определяемых технологической инструкцией.Газы, образующиеся при осуществлении различных технологических процессов, связанных с производством цветных металлов, содержат значительное количество пыли, которая образуется при загрузке, транспортировке, пересыпании сыпучих материалов, в процессе нагрева и обжига кускового материала и т.д. Количество отходящих газов, которое необходимо очистить от пыли, определяется прежде всего мощностью технологического агрегата (в да
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
Реферат
1. Кальцинация гидроокиси алюминия
1.1 Назначение кальцинации
1.2 Аппаратурно-технологическая схема кальцинации
1.3 Оборудование для кальцинации глинозема
1.3.1 Трубчатые вращающиеся печи
1.3.2 Тепловая работа вращающейся печи
1.3.3 Барабанный холодильник
1.3.4 Колосниковый холодильник
1.4 Технологический режим кальцинации
1.5 Очистка отходящих газов от пыли
1.6 Неметаллургический глинозем
2. Расчет вращающейся печи для кальцинации глинозема
2.1 Исходные данные для расчета
2.2 Материальный баланс процесса кальцинации гидроксида алюминия
2.3 Расчет горения топлива
2.4 Определение основных размеров печи
2.5 Тепловой баланс печи кальцинации
3. Расчет холодильника
4. Заключение
Библиографический список
Вывод
В мире накоплен значительный опыт конструирования и эксплуатации печей различного назначения. Большое разнообразие конструкций печей, применяемых в промышленности, обусловлен, прежде всего, чрезвычайно широким спектром технологических процессов, осуществляемых при производстве и дальнейшей тепловой обработке разнообразных материалов. Диапазон рабочих температур может изменяться в широких пределах. Вот почему при выборе конструкции и исходных данных, необходимых для расчета промышленной печи, следует, прежде всего, учитывать особенности технологического процесса, осуществляемого в данном агрегате.
Основное назначение металлургической печи состоит в том, чтобы создать в рабочем пространстве, изолированном от окружающей среды, наиболее благоприятные условия для реализации соответствующего технологического процесса, при этом необходимо учитывать закономерности, характеризующие процесс теплогенерации, механизм движения газов и теплообмен. Необходимо принимать во внимание взаимосвязь между условиями работы данной печи и условиями работы огнеупоров; возможность внутрипечного пылеосаждения или создание надежных систем очистки отходящих газов от пыли и т.д. Надежно работающая печь с экономным и рациональным использованием ее тепловой мощности является той базой, на основе которой можно решить практически любые технологические вопросы.
