Выбор рациональной технологической схемы помола сырьевых материалов

Федеральное агентство по науке и образованию Российской Федерации

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

___________________________________________________

Кафедра химической технологии

композиционных и вяжущих материалов

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

«Агрегатно-поточная линия помола сырья с одновременной сушкой производительностью 52 т/ч (схема №3)»

 

 

                                                                                Выполнил:

студент гр. С-43

 Котов В. А.

                                                                    

                                                                                Проверил:

 Сивков С. П.

                                                                   

       

 

Москва 2011

 

Содержание

						стр.
Введение			……………………………………………………………………………………...			3
1	Выбор рациональной технологической схемы помола сырьевых материалов……...					4
2	Предварительный расчёт и выбор типоразмера помольно-сушильной установки…					5
3	Проверочный расчёт мельницы………………………………………………………...					6
4	Теплотехнический расчёт помольно-сушильной установки…………………………					9
	4.1	Расчёт процесса горения топлива………………………………………………...				9
	4.2	Расчёт параметров сушильного агента…………………………………………...				10
	4.3	Расчёт теплового баланса процесса сушки………………………………………				12
5	Технологическая схема помола сырья с одновременной сушкой……………………					16
6	Выбор и проверочный расчёт вспомогательного оборудования……………………..					17
	6.1	Бункера для хранения материалов………………………………………………..				17
	6.2	Дозаторы и питатели материалов…………………………………………………				18
		6.2.1		Тарельчатый питатель……………………………………………………..		18
	6.3	Внутрицеховой транспорт………………………………………………………...				20
		6.3.1		Ленточный конвейер…...…………………………………………………..		20
		6.3.2		Винтовой транспортер……………………………………………………..		21
		6.3.3		Пневмовинтовой насос…………………………………………………….		22
	6.4	Сепаратор…………………………………………………………………………..				22
	6.5	Оборудование для обеспыливания воздуха и газов……………………………..				23
		6.5.1		Циклоны…………………………………………………………………….		24
				6.5.1.1	Расчет камеры предварительной подсушки (циклон ЦККБ)…...	24
				6.5.1.2	Расчет циклонов НИИОГаз……………………………………….	24
		6.5.2		Электрофильтр…………………………………………………………...		24
	6.6	Дымососы…………………………………………………………………………..				25
7	Материальный баланс агрегатно-поточной линии……………………………………					26
8	Описание работы агрегатно-поточной линии…………………………………………					28
9	Список литературы……………………………………………………………………...					30

Введение

Производство портландцемента слагается из следующих основных процессов: приготовление сырьевой смеси, ее обжига и размола обожженного продукта в порошок.

Существует два основных способа производства портландцемента – мокрый и сухой. Эти способы различаются по методу приготовления сырьевой смеси. По мокрому способу сырьевую смесь приготовляют путем измельчения и смешения сырьевых материалов с водой. Получаемая при этом сметанообразная жидкость, называемая шламом, содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают; полученный тонкий сухой порошок называют сырьевой мукой.

При мокром способе производства для обжига сырьевой смеси применяют вращающиеся печи, а при сухом – как вращающиеся, так и шахтные.

При производстве портландцемента по сухому способу применяют не только вращающиеся печи с циклонными теплообменниками, но и вращающиеся печи с конвейерным кальцинатором, а также вращающиеся печи без запечных теплообменных устройств. При производстве портландцемента по сухому способу в шахтных печах топливо размалывается совместно с сырьевыми материалами, и сырьевая смесь, а также полученные из нее гранулы приобретают черный цвет.

При мокром способе производства наблюдается меньшее пылеобразование, но требуется значительно больший расход топлива. Этот способ применяется в том случае, если сырьевые материалы отличаются очень пестрым составом, высокой влажностью, мягкой структурой и легко диспергируется водой. Если в глине есть посторонние примеси, для удаления которых необходимо размучивание, целесообразен мокрый способ производства. Сухой способ применяют при сырье с меньшей влажностью и более однородным составом. Он же практикуется в случае, если вместо глины в сырьевую смесь вводится гранулированный основный доменный шлак. Главное преимущество сухого способа производства – значительно меньший расход топлива.

В последнее время удельный вес сухого способа производства все увеличивается. Объясняется это серьезными усовершенствованиями технологии и оборудования при этом способе производства. Наряду с меньшим расходом топлива появилась возможность получения однородной сырьевой смеси при более пестром химическом составе, использования тепла отходящих газов вращающихся печей для сушки сырьевых материалов, применения сырьевых материалов повышенной влажности и установки печей весьма большой производительности при сравнительно меньших размерах.

 

Выбор рациональной технологической схемы помола сырьевых материалов

Процесс тонкого измельчения (помол) увеличивает поверхность взаимодействия материалов и их реакционную способность. Чем тоньше измельчены сырьевые материалы, тем скорее происходят физико-химические процессы в зонах контакта взаимодействующих частиц.

Для тонкого измельчения материалов применяют различные типы мельниц: шаровые, вертикальные среднеходные, мельницы самоизмельчения. В настоящее время для помола с одновременной сушкой сырьевых материалов в цементной промышленности наиболее часто используют шаровые мельницы, работающие в открытом или замкнутом цикле. Причиной этого является традиционность и совершенство конструкции помольного агрегата, большое количество выпускаемых типоразмеров мельниц.

К недостаткам шаровых мельниц можно отнести низкий коэффициент полезного действия. По разным данным не более 20% энергии, потребляемой мельницей, идет непосредственно на измельчение материала; остальная энергия расходуется на перемещение мелющих тел, трение между элементами конструкции, генерацию тепла, звука, вибраций и т. п. По отношению длины корпуса к его диаметру различают трубные  (отношение L:D изменяется в пределах 3:1 – 5:1) и барабанные (отношение L:D – в пределах 1,5:1 – 2,5:1) мельницы.

В технологических схемах помола, работающих по замкнутому циклу, весь размалываемый материал при прохождении через мельницу измельчается до заданной тонкости и выходит из нее в виде готового продукта. Применение открытого цикла помола не требует привлечения дополнительного оборудования, организация работы таких мельниц более проста. Однако для получения высокой тонкости измельчения сырья необходимо длительное время его пребывания в мельнице, что приведет либо к увеличению габаритов (длины) мельницы, либо к снижению ее производительности. Кроме того, измельченный материал имеет неоднородный зерновой состав, что отражается на его реакционной способности в процессах дальнейшей переработки. В технологических схемах, работающих по замкнутому циклу, помол материала сопровождается его классификацией в сепараторе с выделением грубо молотого (крупки) и тонкого продукта; при этом крупка возвращается в мельницу для домола.

Применение замкнутого цикла помола позволяет:

· Увеличить производительность мельницы на 25 – 50% из-за постоянного удаления тонкой фракции (она не мешает помолу);

· Улучшить зерновой состав измельчаемого продукта;

· Сократить удельный расход энергии на измельчение материала.

Но организация замкнутого цикла требует использования дополнительного оборудования – сепараторов, элеваторов, транспортеров и т. п., которые также потребляют определенное количество электроэнергии. Поэтому экономия электроэнергии при переходе с открытого на замкнутый цикл измельчения материала может быть сравнительно небольшой.

 При сухом способе производства портландцементного клинкера влажность материала, подаваемого в силоса сырьевой муки, не должна превышать 1 – 2%. Высокая естественная влажность сырьевых компонентов, особенно глин, мелов, мергелей, вызывает необходимость их сушки, как перед помолом, так и в процессе его осуществления.

Предварительная сушка сырьевых материалов может осуществляться в сушильных барабанах, вихревых сушилках или сушилках кипящего слоя, а также в процессе дробления материала в молотковых или ударно-отражательных дробилках-сушилках. В качестве сушильного агента при этом используются дымовые газы вращающихся печей, избыточный вторичный воздух колосниковых клинкерных холодильников, а также газы, полученные в специальных так называемых выносных топках. Последний способ имеет ряд преимуществ, так как устраняет зависимость процессов функционирования вращающейся печи и помольно-сушильной установки, а также позволяет получать сушильный агент с желаемой температурой и прочими характеристиками, обеспечивающими более полную сушку материала. С другой стороны, использование отходящих газов вращающихся печей позволяет полнее утилизировать их тепло и приводит к существенной экономии топлива.

Температура сушильного агента на выходе из помольно-сушильной установки должна на 80 – 100 ˚С превышать температуру точки росы. Газоходы к сепараторам, обеспыливающему оборудованию, а в некоторых случаях и сами сепараторы обычно покрываются теплоизоляцией, чтобы избежать резкого снижения температуры сушильного агента и конденсации содержащихся в нем водяных паров. Практически температура сушильного агента на выходе из мельницы принимается 120 – 150 ˚С.