книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

сушилке обрабатывали глину, содержащую до

97%

зерен

разм ером 0 ,2 - 2 ,8

м м с

гигроскопической

влагой

3 ,5 - 5 % .

В разработанной фирмой F lu o s t a t iс

L td ,В а г о й -

g h g r e e n

конструкции

двухкамерной

сушилки с

ки­

пящим сло ем для предприятий керамической

про­

мышленности остаточная

влажность

глины

после

сушки

была меиее

0 ,1 % ;

при этом

происходит

час­

тичная

сортировка

готового

продукта.

Использование

в подобных сушилках

подин

колпачкового типа обеспечивает стабильность

ки­

пящего слоя и исключает возможность

забивания

решеток материалом.

Сушилки оборудованы

пы­

леулавливающими устройствами -

циклонами

и

скрубберами Вентури.

Для

испарения из глины

1 ,5

т воды в

1

час

достаточна площадь сушилки с кипящим

слоем

в

9 *м

. что

примерно .в 3

раза меньше необходимой

для

этой цели площади

подовой

сушилки.

В литературе имеются указания на то, что двух­

камерные реакторы с кипящим слоем фирмы

D o r r

O liv e r

пригодны

также для

дегидратации глины.

Их производительность

1 5 0 - 2 2 5

т дегидратирован­

ной глины в сутки.

Ввод дегидратированной

глины в

формовочную

м ассу

улучш ает сушильные

свойства

сырца, в

ре­

зульта те чего сокращаются сроки его

тепловой

обработки й улучшается качество готовых

изде­

лий.

Выбор высокопроизводительного

теплового

агре­

гата, обеспечивающего

получение дегидратированной

глины с постоянными заданными свойствами,

име­

е т больш ое

значение для

отечественной

промыш­

ленности строительной керамики (в том

числе

стеновой -

кирпича,

блоков,

камней

и т .п ,).

Применение вращающихся печей и агломерацион­

ных решеток, как показал опыт их

использования

для

дегидратации глины, неполностью

оправдывает

они

м еталлоем ки , сравнительно малопроизводитель­

ны,

отличаю тся высоким удельным расходом тепла,

а также большой инерционностью, что

со зд а ет

зна­

чительны е трудности при их автоматизации:

кроме

то го , и это является весьм а важным,

они не

обес­

печивают получения достаточно однородного

про­

дукта.

ной глины печей с кипящим слоем [ 2 6 ] .

В качестве теплового агрегата была

исполь­

зована двухкамерная печь с отдельно

расположен­

ным холодильником, смонтированная на

опытным

заводе В Н И И С ТРО М А . Разм еры

печи с

кипящим

слоем следующие; высока 7 м ; диаметр -

0 ,5

м;

площадь сечения 0 ,2

м

,

Газораспределительные решетки в обеих

каме­

рах,

расположенных

одна над другой,

м етал ­

лические, провальные, с живым сечением

5 - 6

%»

Перетоки, соединяющие

камеры,

наружные.

Топливо сж игалось

в

выносной топке

цилиндри­

ческой формы,

откуда

горячие

газы

поступали

в

нижнюю камеру, нагревая и псевдоожижая

глинис­

тый материал, а за тем через решетку в

верхнюю

камеру, где происходила подсушка глины.

В

э т у

камеру направлялся также горячий воздух

из

хо­

лодильника. В оздух для

сжигания топлива

и

охлаж ­

дения материала подавался воздуходувкой.

Контроль температурных режимов

осущ ествлялся

с помощью термопар, установленных на

различных

участках

печи

и холодильника,

расхода

воздуха

-

расходомерами

(подробное описание установки при­

ведено в

гл . У 1 ),

Дегидратаций подвергалась дробленая

глина

(определенного

гранулометрического

соста в а )

или

цилиндрические

гранулы

разм ером 1 0 x 1 0

м м ,

с

влажностью

1 8 - 2 0 % , подготовленные на

ленточ-

ном прессе.

Ниже приведены

режимные

параметры,

получен­

ные при дегитрагапии глины

гранулометрического

состава (в

% ): 5 - 7

мм - 1 ,5 - 5 ; 3 - 5 мм -

5 - 1 3 ;

1 2 - 2 8 ;

0 ,2 5 - 0 ,5 мм - 1 2 - 2 0 ; < 0 , 2 5 мм

1 2 - 1 5 .

Тем пература.

С:

в

верхней

камере

- 1 8 0 - 2 0 0 ;

в

нижней камере

- 6 5 0 ,

Скорость теплоносителя,

м/с:

в

верхней

камере

-

1 ,5 ;

в

нижней

камере

-

0 ,8 5 ,

Время пребывания в слое, мин:

в

верхней

камере

-

4;

в

нижней

камере

-

3 ,

Температура в

холодильнике,

С

- 2 5 0 - 3 0 0

Скорость воздуха,

м/с

-

1 ,5

Время

пребывания

в слое,

мин

- 3 - 4 .

Высота слоев

псевдоожиженного

материала

со­

ставляла

в обеих

камерах

по

4 5 0 - 5 5 0 мм, в

хо­

лодильнике -

5 0 0 - 6 0 0 мм.

Как показали

проведенные в

полупромышленных

условиях

эксперименты, производительность

уста­

новки составляла 1 т/ч, что соответствует

удель­

ной производительности 5 т/ч м

, расход

воздуха

1 ,5 - 2 ,5

м /кг глины (в зависимости от

грануло­

метрического

состава

глинистого

сырца),

удель­

ный расход условного топлива -

5 7 кг/т при

тем­

пературе

дегидратации 7 5 0

С .

Установлено, что дегидратированная глина

яв­

ляется одной

из наиболее

эффективных о тощающих

добавок

при

производстве

кирпича и керамических

камней.

Некоторые

сравнительные

проектные

технико­

экономические

показатели печей вращающихся

и

кипящего

слоя

для дегидратирования

глины,

при­

веденные ниже,

показывают эффективность

при­

менения

для

этой

цели кипящего слоя

(т а б л .

8 ) .

На основе

работ

В Н И И С ТРО М А

институтом Гип-

ростром

в 1 9 7 2

г . был разработан типовой проект

отделения дегидратации глины с печами

кипящего

слоя

Ns

4 0 9 - 2 1 - 3 7

для

кирпичных заводов

мощ­

ностью

5 0

млн*

шт. кирпича в год

[ 2 5 ] .

Т а б л и ц а

8 . Сравнительные показатели

получения

дегидратированной глины

в

печах

вращающихся

и кипящего слоя (по

проектным

данным)

Показатели

Печь кипящего

Вращающа­

слоя

яся

печь

Годовая производитель­

ность,

т

7 6 5 0 0 0

7 6 5 0 0 0

С ебестоим ость 1

т

дегидратированной гли ­

ны,

руб.

1 ,6 7

2,02

Т о

же,

на

1 0 0 0

шт.

уел, кирпича при рас­

ходе 40%

дегидрати­

рованной

глины,

руб.

2 ,5 6

3 ,0 9

Капиталовложение на

1 Т дегидратирован­

ной

глины,

руб.

1 ,7 6

2 ,5 4

Т о

же,

на

1 0 0 0

шт.

уел . кирпича при рас­

ходе 40%

дегидрати­

рованной

глины,

руб.

2 ,7

3 ,8 9

Удельный

расход

при­

родного га за на 1 т

дегидратированной

глины,

м

5 2 ,3

8 5

Т о

же,

в

пересчете

на условное

топливо,кг

6 3 ,4

1 0 3

Т о

ж е,

электроэнер­

11,2

гии, к в г-ч .

2 5 ,1

|Глинарыхлитель С (1 -Ш л \

|Питают *ццт ыйСП -f09 t |

------- X --------

Wfssu-*-

I

в аптостеои_____

* Ъ т ~

|

•

|

Дымосос

тшттшш

Зама подсушки

"С

Зона дегидратации

I

СИНЕЕ

1

Зйавагяг

wiotou

|

Р и с.

2 4 . С хем а производства дегидратированной

глины

(типовой проект №

4 0 9 - 2 1 - 3 7 )

Технологическая схем а, положенная в

основу

это го

проекта,

показана на рис.

2 4 ,

а печь

кипя­

щ его

слоя

для

дегидратации

глины -

на рис.

2 5 ,

чения

дегидратированной

глины

1 -

топка; 2 - шлюзовой

затвор; 3

-

пи­

татель;

4 - холодильник; 5

-

клапан;

6

-тран­

спортер

Первая опытно-промышленная установка

для

дегидратация глин в кипящем слое

производитель*

ностью 2 ,5 - 3

т/ч бы ла

построена

в 1 9 7 2

г .

на

комбинате строительны х материалов

''Победа*"

(г .

Колпино

Ленинградской

о б л .). Дегидратации

под­

вергалась кембрийская

глина

влажностью

около

14% , подготовляемая путем

дробления и

просева

в виде зерен до 5 мм.

Дегидратацию

глинистого

сырца

производили

в

двухкамерной печи цилиндрической формы с

верти­

кальным расположением камер (одна над

другой),

верхняя из которых служила для сушки, нижняя

для дегидратации,

В обеих камерах были установлены

газорас­

пределительные решетки

провального

типа;

для

перетока материала из верхней камеры в

нижнюю

был применен

н^

н й ы й

переток

типа

ячейкового

питателя,

Х олод^ и в тк кипящего

слоя

установлен

отдельно

от печи

материал в

него

поступал

также

через наружный переток. Теплоноситель,

подавае­

мый в камеру дегидратации, состоял из

продук­

тов сгорания

природного

газа

в

горелке (

системы

Института газа АН У С С Р ),

установленной в вынос­

ной топке.

Для

псевдоожижения

и подсушки глины исполь­

зовали

газы , отходящие

из

камеры дегидратации, и

дения поступал в холодильник от воздуходувки,

В

табл, 9 даны размеры

отдельных агрегатов уста­

новки,

В табл, 10 приведены данные, характеризующие

основные показатели процесса получения

дегидра­

тированной глины на комбинате ''Победа*',

Гранулометрический

состав глины в процессе

ее

термической обработки

мало изменяется,

наблю­

дается незначительное

растрескивание

наиболее

П оказатели

Печь

Холодильник

В ы сота,

м . . . . . . .

9

2,6

Наружный диаметр, м . . •

2 ,3 6

1

Внутренний диаметр, м . .

-

0 ,7 5

зоны

п одсуш ки ...............

1 ,2 7 6

-

зоны дегидратации . . •

1 ,1 6

—

Площадь

пода,

м :

-

0 ,4 4

зоны

п одсуш ки ...............

1 ,2 8

-

зоны дегидратации • • .

1 ,0 6

-

Полученная

дегидратированная глина

бы ла при­

менена в производствекирпича* Это

позволило

установить» что ввод 3 5 - 4 0 %

дегидратированной

глины (в м есто

применяемых в обычной

техноло­

шению прочности кирпича не м енее чем на

одну

марку и повышению выхода лицевых

двухслойных

изделий на

1 0 - 1 5 %

(количество бездефектных и з ­

делий возросло с 6 2 -6 4 % до 8 5 - 9 5 % )*

Р езульта ты испытаний подтвердили

возм ож ность

сохранения

стабильных параметров

процесса

гидра­

тации при термической обработке в кипящем

с л о е ,

ритмичность работы

оборудования и

эффективность

применения

этого способа для получения дегидра­

тированной

глины в производстве стеновы х

кера­

мических материалов*

Экономический эффект о т

использования

дегид­

ратированной глины

за сч ет

повышения

прочности

кирпича для

завода, мощностью 5 0

м лн. шт.

услов ­

ного кирпича в год, по данным Гипрострома,

со­

ставляет 110 тыс. руб.

Сушку песка в кипящем слое применяют в

ст е ­

кольной промышленности для

изготовления

литей­

ных форм, можно ее также использовать в

произ­

водстве ж елезобетона и др.

Т а б л и ц а

1 0 . Технические

и режимные

характеристики

процесса

производства

дегидратированной глины

в кипящем

слое

Наименование ха рак-

П

теристики

расчет-

фактические

Л Ш ____

Производительность,

т/ч

3

3

2 ,6 5

Р азм ер

дегидратируемых

частиц,

мм . . . . . . . .

До 3

До 3

До 3

Начальная

влажность

час­

тиц, %

♦ . . ..................

1 5

1 5

1 5

Скорость ожижающего

агента,

м/с:

0,88

0,66

0,66

в зоне

дегидратации

"

подсушки

1 ,1 4

0 ,9

0 ,9

в холодильнике . . .

1 ,2 5

0 ,9 5

0 ,9 5

Расход

ожижающего

агента,

м

/ч:

2 5 0 0

в зоне

дегидратации

3 2 4 0

2 5 0 0

"

подсушки . . .

5 2 4 0

4 0 0 0

4 0 0 0

в холодильнике . . . .

2000

1 5 0 0

1 5 0 0

о

С:

Тем пература,

под решеткой зоны

дегидратации • • • . •

1 1 5 0

1 1 8 0

1 1 5 0

в зоне

дегидратации

6 0 0

6 0 0

6 5 0

"

подсушки . . .

1 8 0

1 5 0

1 9 0

в холодильнике . . . .

2 3 0

4 5 0

4 5 0

Р асход условного топли-

ва, к г / ч ................................

200

1 3 2

1 2 7

Т о

ж е,

кг/т . . . . . .

66

4 4

4 8

Р асход

электроэнергии,

кВ т/г

. . . . .

t t

т

# f t

2 6

2 6

3 0

100

Т а б л и ц а ! 1.

Гранулометрический состав

глины до

и после дегидратации.

Материал

% содержания отдельных фракций, размером, мм

более 7

5-7

3-5

2-3

1-2

0,5-1

0,25 - 0,5

менее 0,25

Исходная

0,3-1,4

1,6-2,3

6,6-9,4

20,6-25,4

глина

8,3-13,5

16,2-20,2

17,8-26,4

12,8-14,1

Дегидрати­

рованная

1,7-3,2

5,7-19,5 12,4-20,8

20,3-29,1 13,6-20

глина

0,3-0,6

10,6-37,2

i;6-4,8