Реферат: Производство комовой негашенной извести

--PAGE_BREAK--

I
.
III
Производство извести


Производство комовой негашеной извести состоит из следующих основных операций: добычи и подготовки известняка, подготовки топлива и обжига известняка.

Известняки добывают обычно открытым способом в карьерах. Плотные известково-магнезиальные породы взрывают. Для этого вначале с помощью станков ударно-вращательного (при твердых породах) или вращательного бурения (при породах средней прочности) бурят скважины диаметром 105 — 150 мм глубиной 5 — 8 м и более на расстоянии 3,5 — 4,5 м одна от другой. В них закладывают надлежащее количество взрывчатого вещества (игданита, аммонита) в зависимости от прочности породы, мощности пласта и требуемых габаритов камня.

Наблюдающаяся иногда неоднородность залегания известняков в месторождениях (по химическому составу, прочности, плотности и т. п.) обусловливает необходимость выборочной разработки полезной породы. Выборочная добыча известняка повышает стоимость продукта, поэтому при определении технической и экономической целесообразности разработки тех или иных месторождений необходимы тщательные геологоразведочные изыскания.

Полученную массу известняка в виде крупных и мелких кусков погружают в транспортные средства обычно одноковшовым экскаватором. В зависимости от расстояния между карьером и заводом известняк доставляют на завод ленточными конвейерами, автосамосвалами, железнодорожным и водным транспортом.

Высококачественную известь можно получить только при обжиге карбонатной породы в виде кусков, мало различающихся по размерам. При обжиге материала в кусках разного размера получается неравномерно обожженная известь (мелочь оказывается частично или полностью пережженной, сердцевина крупных кусков — необожженной). Кроме того, при загрузке шахтных печей кусками разного размера значительно увеличивается степень заполнения печи, а следовательно, уменьшается газопроницаемость материала, что затрудняет обжиг.

Поэтому перед обжигом известняк соответствующим образом подготавливают: сортируют по размеру кусков и, если необходимо, более крупные негабаритные куски дробят.

В шахтных печах наиболее целесообразно обжигать известняк раздельно по фракциям 40 — 80, 80 — 120 мм в поперечнике,

а во вращающихся печах — 5 — 20 и 20 — 40 мм.

Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигают

500 — 800 мм и более, то возникает необходимость дробления их и сортировки всей полученной после дробления массы на нужные фракции. Это осуществляется на дробильно-сортировочных установках, работающих по открытому или замкнутому циклу с использованием щековых, конусных и другого типа дробилок. Дробить и сортировать известняк целесообразно непосредственно на карьере и доставлять на завод лишь рабочие фракции.

Обжиг— основная. технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига –

1)                 возможно полное разложение СаСО3 и MgCO3. CaCO3 на СаО, MgOи СО2;

2)                 получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек м их пор.

Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов, алюминатов и, ферритов кальция и магния.

Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка — углекислого кальция идет по схеме: СаСО3↔СаО+СО2. Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на

1 кг СаСО3. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны 3190 кДж.

Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в допустимых пределах уменьшения их размеров. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров.

Основное различие в технологиях производства комой негашеной извести – в способе обжига.

Обжигают известняк в различных печах: шахтных, вращающихся и кипящего слоя; используют также установки для обжига известняка во взвешенном состоянии и т. д.

Наибольшее распространение получили шахтные известеобжигательные печи. В зависимости от вида применяемого топлива и  способа его сжигания различают шахтные печи, работающие:

1)                 на короткопламенном твердом топливе, вводимом обычно в шахту перемежающимися с известняком слоями, такой способ обжига называют пересыпным, а сами печи – пересыпными;

2)                 на любом твердом топливе, газифицируемом или сжигаемом в выносных топках;

3)                 на жидком топливе;

4)                 на газообразном топливе.

По характеру процессов, протекающих в шахтной печи, по её высоте различают три зоны. В верхней части печи — зона подогрева – материал подсушивается и подогревается раскаленными дымовыми газами, и из него выгорают органические примеси. В средней части печи располагается зона обжига, где температура обжигаемого материала изменяется в пределах 850 — 1200 — 900о С; здесь известняк разлагается и из него удаляется углекислый газ. В зоне охлаждения – нижней части печи – известь охлаждается с 900 до 50 – 100о С поступающим с низу воздухом, который в свою очередь нагревается и попадает в зону обжига для поддержания горения.

Противоточное движение обжигаемого материала и горячих газов в шахтной печи позволяет хорошо использовать тепло отходящих газов на подогрев сырья, а тепло обожженного материала – на подогрев воздуха, переходящего в зону обжига. Поэтому пересыпные шахтные печи экономичны по расходу топлива, однако известь в них загрязняется золой топлива. Обжиг на природном газе или жидком топливе позволяет значительно улучшить качество извести, однако конструкции шахтных печей, использующих эти виды топлива, требуют усовершенствования, особенно в отношении подачи топлива в печь.

Вращающиеся печидля обжига извести позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород ( мела, туфа, ракушечника ) в виде мелких кусков. В них можно механизировать и автоматизировать процессы обжига, применять все виды топлива – пылевидное, твердое, жидкое и газообразное, но они отличаются большим расходом топлива, повышенными капиталовложениями и расходом электроэнергии.

Весма эффективным является обжиг в «кипящем» слое, обеспечивающий быструю передачу большого количества тепла от газа к обжигаемому материалу. Обжигают известь в кипящем слое в реакторе, представляющим собой металлическую шахту, разделенную по высоте на 3 – 5 зон. По периферии реактора расположены горелки для газа или мазута. Многозонность реактора позволяет получать известь высокого качества при небольшом расходе топлива. Применение в известковой промышленности установок для обжига карбонатных пород в кипящем слое позволяет рационально использовать большое количество мелких фракций сырья, образующихся обычно на карьерах и заводах, шахтными и даже вращающимися печами.

Обжиг измельченного известняка во взвешенном состоянии осуществляют в обжиговых трубах или циклонных топках, в которых тонкоизмельченные частички карбонатного сырья увлекаются потоком раскаленных газов и обжигаются. Осаждается обожженная известь из газового потока в пылеосадительных устройствах.

После обжига полученную комовую известь транспортируют ленточным конвейером со стальной лентой на помол в мельницу. После него молотую известь отправляют на склад.


I
.
IV
Технологическая схема

<img width=«200» height=«78» src=«ref-1_684940104-1682.coolpic» alt=«Блок-схема: ручное управление: Промежуточ-ный бункерФр. 20 — 40» v:shapes="_x0000_s1040"><img width=«200» height=«78» src=«ref-1_684941786-1648.coolpic» alt=«Блок-схема: ручное управление: Промежуточ-ный бункерФр. 40 — 70» v:shapes="_x0000_s1041"><img width=«230» height=«42» src=«ref-1_684943434-1517.coolpic» alt=«Блок-схема: знак завершения: Ленточный питатель» v:shapes="_x0000_s1146">  <img width=«230» height=«42» src=«ref-1_684944951-1577.coolpic» alt=«Блок-схема: знак завершения: Ленточный транспортер» v:shapes="_x0000_s1145"><img width=«656» height=«400» src=«ref-1_684946528-434.coolpic» v:shapes="_x0000_s1030"><img width=«190» height=«78» src=«ref-1_684946962-902.coolpic» alt=«Блок-схема: карточка: Молотковая дробилка» v:shapes="_x0000_s1034"><img width=«238» height=«42» src=«ref-1_684947864-1273.coolpic» alt=«Блок-схема: знак завершения: Пластинчатый транспортер» v:shapes="_x0000_s1032"><img width=«200» height=«63» src=«ref-1_684949137-1410.coolpic» alt=«Блок-схема: ручное управление: Приемный бункер» v:shapes="_x0000_s1028"><img width=«656» height=«401» src=«ref-1_684950547-434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

<img width=«230» height=«42» src=«ref-1_684950981-1558.coolpic» alt=«Блок-схема: знак завершения: Ленточный транспортер» v:shapes="_x0000_s1044"> <img width=«246» height=«262» src=«ref-1_684952539-5082.coolpic» v:shapes="_x0000_s1045 _x0000_s1047 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1053"> <img width=«174» height=«119» src=«ref-1_684957621-2266.coolpic» alt=«Цилиндр: Склад» v:shapes="_x0000_s1055">




Описание выбранной технологии


Разработанный передел состоит из транспортирования, хранения, дробления, и обжига.

Транспортировка может производиться ленточными конвейерами, если расстояние от карьера до завода не более 5 км, железнодорожным транспортом.

Хранение может быть в открытых и закрытых складах. Сейчас применяют закрытые склады, так как они защищают от агрессии среды.

Дробление может производиться в щековых дробилках, если загрузочный материал твердый или средней твёрдости. Недостатком щековой дробилки является большое количество расходуемой энергии, большие потери мощности.

Т.к. загруженный материал мягкий, то выбираем молотковую дробилку.

В приемный бункер известняк доставляют из рудников и карьеров в кусках и глыбах размером 500 – 800 мм. Из приемного бункера известняк при помощи пластинчатого транспортера поступает в молотковую дробилку. Так как во время дробления образуется большое количество мелкой фракции, то после дробилки материал поступает на инерционный горизонтальный грохот. На грохоте известняк делится на три фракции: 40…70, 40…20 и < 20.

Фракции 20…40 и 40…70 раздельно подаются в два промежуточных бункера откуда при помощи ленточного питателя и элеватора поступают на обжиг в шахтную печь. Фракция < 20 не пригодна для обжига в шахтной печи и поэтому идет в отходы.

Обжиг является основным процессом при производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико–химических процессов определяющих качество продукта. В процессе обжига известняк декарбонизируется и превращается в известь по следующей реакции:

СаСО3 ↔ СаО + СО2

Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаСО3 (100 гр) расходуется 179 кДж, или 1790 на 1 кг СаСО3.

Практически температура обжига известняка в заводских условиях колеблется в пределах 1000 – 1200 0С. Это вызвано тем, что на заводе обжигают большое количество сырья с колеблющимся химическим составом, содержащее различные примеси. На каждом заводе температура обжига устанавливается в зависимости от плотности известняка, наличия примесей, типа печи и ряда других факторов.

Обжиг происходит следующим образом. В верхнюю часть шахтной печи через определенные небольшие промежутки времени, загружают известняк, а из нижней части выгружают готовую известь. Обжигаемый известняк не лежит в шахтных печах неподвижно, а медленно опускается вниз по шахте. При этом он вначале подогревается, затем обжигается и, наконец, в нижней части шахты охлаждается. Необходимый для горения воздух поступает снизу, охлаждает известь и подается в зону обжига подогретым. Образующиеся при горении дымовые газы поднимаются вверх и поступают в дымовую трубу, отдавая по пути свое тепло загруженному в печь известняку и испаряя при этом содержащуюся в нем влагу, а также нагревая его.

При обжиге извести часть тепла используется на испарение влаги из известняка и на разложение карбонатов кальция и магния. Другая часть теряется с отходящими газами, вследствие химической и механической неполноты сгорания, с выгружаемой из печи известью, через стенки шахты и т. д.

Сопоставление отдельных видов известеобжигательных печей показывает, что пересыпные шахтные печи наиболее просты по конструкции и требуют меньшего расхода топлива. Они удобнее в эксплуатации и не нуждаются в частых ремонтах.

После обжига известь из печи пластинчатым питателем подается в промежуточный бункер.

А оттуда ленточным конвейером на склад.

Комовую негашеную известь нужно хранить на складах с механизированной загрузкой и выгрузкой продукта. Длительность хранения не должна превышать 5 – 10 суток во избежание значительной гидратации и карбонизации окиси кальция.


II.Фонды рабочего времени
<img width=«202» height=«35» src=«ref-1_684959887-465.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

где N— количество рабочих дней в году

        n— количество смен

        k1 — количество часов в смену

        k2 — коэффициент, учитывающий простои связанные с текущим ремонтом оборудования

        k1  = 0,9…0,95 – для оборудования работающего с перерывами

        k1 = 0,85…0,9 – для оборудования работающего непрерывно

        k2 — коэффициент, учитывающий простои связанные с плановыми остановками на ремонт

        k2= 0,9

1.     Приемное отделение:

N= 262, n= 1, t= 8, k1= 0.95, k2= 0.9

Т = <img width=«137» height=«21» src=«ref-1_684960352-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">= 1792ч.

2.     Дробильное –сортировочное отделение:

N= 262, n= 1, t= 8, k1= 0.95, k2= 0.9

Т =<img width=«137» height=«21» src=«ref-1_684960352-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028"> = 1792 ч.

3.     Обжиговое отделение:

N= 365, n= 3, t= 8, k1= 0,9, k2= 0.9

Т =<img width=«131» height=«21» src=«ref-1_684961048-329.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029"> = 7096 ч.

4.     Склад:

N= 365, n= 3, t= 8, k1= 0.9, k2= 0.9

Т = <img width=«131» height=«21» src=«ref-1_684961048-329.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">= 7096 ч.


III
.Материальный баланс



Наименование операции

Ед. изм.

Плотность т/м3

Потери %

Производительность

В час

В смену

В сутки

В год

Склад

т

1,7

0,5

4,93

39,44

118,32

35000

м3

2,9

23,2

69,6

20588

Транспортировка на склад ленточным транспортером

т

1,7

0,5

4,96

39,68

119,04

35176

м3

2,92

23,36

70,08

20692

Промежуточный бункер

т

1,7

0,5

4,98

39,84

119,52

35353

м3

2,93

23,44

70,32

20796

Подача в бункер пластинчатым питателем

т

1,7

0,2

4,99

39,92

119,76

35424

м3

2,94

23,52

70,56

20838

Обжиг в шахтной печи

т

1,7

0,2

9,02

72,16

216,48

62061

м3

5,31

42,48

127,44

37668

Подача в печь элеватором

т

1,8

0,2

9,04

72,32

216,96

62185

м3

5,02

40,16

120,48

35647

Подача к элеватору ленточным траспортером

т

1,8

0,2

9,06

72,48

217,44

62309

м3

5,03

40,24

120,72

35719

Промежуточный бункер

т

1,8

0,2

36,14

289,12

289,12

62434

м3

20,08

160,64

160,64

35719

Подача в бункер ленточным питателем

т

1,8

0,2

36,22

289,76

289,76

62560

м3

20,12

160,96

160,96

35791

Отсев мелкой фракции на грохоте

т

1,8

15

42,61

340,88

340,88

73600

м3

23,67

189,36

189,36

42107

Подача на грохот ленточным конвейером

т

1,8

0,2

42,69

341,52

341,52

73748

м3

23,72

189,76

189,76

42191

Молотковая дробилка

т

1,8

0,2

42,69

341,52

341,52

73896

м3

23,72

189,76

189,76

42191

Подача в дробилку пластинчатым транспортером

т

1,8

0,1

42,72

341,76

341,76

73970

м3

23,73

189,84

189,84

42221

Приемный бункер

т

1,8

01

42,72

341,76

341,76

74000

м3

23,73

189,84

189,84

42222




Обжиг в шахтной печи:

Дано:

W= 3% 

MgCO3= 2%

примеси инертные = 11,5 %

mкон. сух.= 35424

Найти: mнач. вл.

Решение:

mпримесей= <img width=«133» height=«41» src=«ref-1_684961706-365.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">

m= 35424 – 4074 = 31350

m(MgO) = <img width=«124» height=«41» src=«ref-1_684962071-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">

m(CaO) = 31350 – 627= 30723
    x               29312

CaCO3 → CaO + CO2

100                              56
x = <img width=«83» height=«41» src=«ref-1_684962414-307.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">=54863
        y                2038

MgCO3 → MgO + CO2

        84                      40

 

y = <img width=«60» height=«41» src=«ref-1_684962721-298.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">= 1317

mсух.= m (CaCO3) + m (MgCO3) + mпримесей= 54863+ 1317+4074= 60254

<img width=«264» height=«49» src=«ref-1_684963019-602.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

<img width=«227» height=«49» src=«ref-1_684963621-519.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">т/год


    продолжение
--PAGE_BREAK--