книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

приведенных в табл* 1 4

и 1 5 ,

а

также

ш унгито-

вый сланец и шадринский трепел.

Некоторые из глинистых пород

вспучиваются

только с добавкой органических веществ

(кряж ская

глина,

лианозовский и лосиноостровский

суглин ­

к и ). Алексеевскую

опоку испытывали с

целью

выявления возможности получения из нее

запол­

нителя типа термолита в виде крупной и

мелкой

фракции.

Исследованные вулканические

водосодержащие

стекловатые породы - перлиты

характеризую тся

высокой вспучиваемостью, особенно

значительной

для песчаной фракции.

Было установлено, что продолжительность вспу­

чивания мелких зерен глинистого сырья

( 0 ,6 -

1,2 м м ) примерно

в 2 - 3

раза

меньше, чем

круп­

ных гранул (fj 1 5

м м ), для

перлитового

же

сы рья

она исчисляется в

секундах

[ 8l \ ,

в) Разработка технологических параметров

процесса вспучивания различных

сырьевых материалов в кипящем слое

Для

исследования процесса

вспучивания

различ­

ных видов сырьевых материалов в кипящем

с л о е

была

смонтирована лабораторная

установка,

схем а

которой показана

на рис.

3 4 .

Реактор представляет собой

трубу из

жаростой­

кой стали, футерованную снаружи шамотным

кирпи­

чом и обогреваемую силитовыми стержнями.

Р а з ­

меры

реактора: высота -

9 0 0

мм,

внутренний

диа­

метр

-

9 0 мм; толщина

стен о^ -

1 0 м м ;

пло­

щадь сечения трубы - 6 3 ,5

см

; подина

бесп ро-

вальная. В крышке реактора закреплены

термо­

пара и трубки для замера давления над споем

ма­

териала. Применение для разгрузки готового

м ате­

риала двух бункеров, разделенных шибером,

дозво­

ляет проводить непрерывный процесс обж ига

б ез

нарушения гидродинамического

режима

кипящего

Рис, 3 4 , Схема лабораторной печи кипящего

слоя

1 - компрессор; 2 - ресивер; 3 -

ротаметры;

4 - воздухоподогреватель; 5 - тягонапоромер;

6 -

питатель; 7 - реактор из жаростойкой

стали;

8

-

слоя. Отходящие газы очищаются в пылевой

каме­

ре, после чего выбрасываются в атмосферу.

Ско­

рость подачи материала может регулироваться

в

пределах от 3 до 1 2 кг/ч. Температуру слоя

из­

меряют платина-платинородиевой термопарой

(по­

мещенной в центре слоя) с потенциометром

ЭПД -

температуры (+ 1 0

С ), Расход воздуха

опреде­

ляют ротаметром.

Предварительные

опыты показали,. что

исполь­

гр ев стенок

реактора, что приводило к

спеканию

зер ен в пристеночной зоне. П оэтому в

дальней­

шем часть тепла получали за

счет сжигания в ки­

пящем слое

твердого топлива

(коксика, антрацита и

д р .), которое вводилось в слой в виде

фракции

0 ,6- 1,2 мм

(комбинированный способ

подвода

теп ла );

максимальный размер

зерен сырца

состав ­

лял 2 ,5

мм

£80, 82*\.

Подготовка полуфабриката-сырца для

проведе­

ния опытов

осущ ествляется различными

способа­

Камневидное сырье

(вулканические

породы,

слан­

цы) готовят по сухом у способу: дробят и

рассеи­

вают; пластичное сырье (глины , суглинки,

трепе­

лы ) подсушивают до влажности 10- 12%,

после

чего его также подвергают дроблению и рассеву.

Для

глинистого

сырья был испытан способ по­

лучения

крошки из

глиномассы,

подготовленный

Оба способа (сухой

и пластический)

показали

идентичные результаты

по вспучиваемости

сырца,

поэтому был выбран сухой способ подготовки

как

более простой. Он применялся в дальнейшем

как в

нуждалась для вспучивания в обогащении

органи­

ческими добавками, Зерна сырца опрыскивали

со­

ляровым маслом .

Институтом ВНИИтеппоизоляция совм естно

с

Ленинградским опытным заводом

института

В А М И

разработан способ грануляции сырцовой крошки

из

глинистого шликера, подаваемого

непосредственно

в кипяший слой £ 1 0 9 1 , Процесс

грануляции

осно­

ван на принципе контактирования распыленного

во

взвешенном состоянии (над кипящим с л о е м )

гли­

щую из частиц сферической формы. Изменяя вели­

чину напора потока и время пребывания

частиц

в

аппарате, можно регулировать их крупность, а

из­

меняя температуру, - пористость. Э тот

способ

позволяет вводить, органическую

добавку

непо­

средственно в глинистый шликер,

чем обеспечива­

ется более равномерное ее распределение.

Уж е предварительные опыты показали,

что вве­

чивания в большинстве случаев не позволяет

поду­

чать

вспученный

песок с оптимальными

показате­

лями

[ 22, 8 1 ];

например, при вспучивании

смыш -

ляевской глины получается, хотя и весьма

легкий

песок, но пластинчатой структуры с низкой

проч­

ностью,

М ухо р -Та линек ий и бо го польский перли ты

без

предварительной

термообработки сырца

срав­

нительно низких

температурах (3 0 0 - 4 0 0

С )

почти

не

вспучиваются

в кипящем слое. Это показывает,

что

некоторые закономерности, установленные при

сится к ступенчатому

методу

обжига, сущность ко­

торого заключается в термоподготовке сырья

в

интервале 2 0 0 - 6 0 0 С

и обжиге со вспучиванием при

1 0 0 0 - 1 2 0 0 С [ 6 7 ] ,

Для каждой

разновидности'

сырья оптимальные условия вспучивания

устанав­

ливаются экспериментальным

путем.

На рис, 3 5 показана зависимость

насыпной мас­

сы различных вспученных материалов

от

темпе­

ратуры обжига. На рисунке видно, что

насыпная

м асса глинистых, трепельных и шунгитовых

пород,

вспученных при температуре

1 0 5 0 С ,

изменяется

в широком интервале от 4 1 0

до 8 4 0

кг/м ,

при-

Рис.

3 5 .

Зависимость

насыпной

массы

о т тем ­

пературы

обжига

порис­

кг/м

того

песка • изготовлен­

ного

из

различного

масса,

сырья

Насыпная

1 -

парсуковская

глина; 2 -

нигозерский

шунгитовый

сланец;

3

-

дединовская

глина;

4

-

шадринский

трепел;

5

-

Температура, *С

серовская

глина;

6

-

Смышляевска я

глина; 7 -

батракская

глина;

8 -

кряжекая глина; 9 -

ли­

анозовский

суглинок;

10 -

мухор-талинский

перлит; 11 -

арагацкий

перлит

чем наименьшие величины были получены для

с е -

ровской и смышляевской глин.

Для максимального вспучивания отдельны х пород

(лианозовского суглинка,

шунгитовых

сланцев,

Песок со значительно меньшей насыпной

м ассой

и при более низких температурах был получен

из

перлитовых пород.

Проведенные работы по исследованию

процесса

вспучивания описанных пород в лабораторной

печи

кипящего слоя (та бл . 1 6 ) показали

применимость

этого метода для вспучивания мелких фракций

са­

мых различных материалов и позволили

устано­

вить основные параметры процесса обжига

со

вспучиванием в кипящем сло е, а также

описать

некоторые свойства полученного продукта.

О собое внимание было уделено

исследованию

процесса вспучивания в кипящем слое

глин

К уй -

керамзита в год, было намечено

полупромышленное

и промышленное внедрение

производства

керам­

зитового песка

в

кипящем

слое

[1 5 ,

9 0 ,

7 5 } .

Кряжская и смышляевская глины, как

видно

из

табл.

1 4 и 1 5 , несмотря

на близость

химичес­

кого

и петрографического

составов,

значительно

отличаются содержанием

несвязанного

S i 0 2

и

органического

веществ,

а

также

макроструктурой

пластинчатой -

у

смышляевской

глины

и

рыхлой

- у кряжской*

Исследование

кряжской

глины

было

интересно

еще и потому, что многие керамзитовые

заводы

работают на сырье, требующем обогащения

их

ор­

ская же глина является представителем

вы соко-

вспучиваюшегося сырья, однако в связи

с ее плас­

тинчатой структурой необходимо было

установить

ния керамзитового песка, соответствую щ его

требо­

ваниям производства керамзитобетона (по

форме

Для

предотвращения

растрескивания зерен

гли­

нистого сырца был изучен процесс удаления

лету ­

чих при

нагревании смышляевской глины [1 9 ]*

Про­

цесс

термоподготовки

был разделен

на две

стадии

с тем , чтобы снизить температуру Начала

нагрева

(первая

стадия),

повысить конечную

температуру

(вторая

стадия)

и уменьшить перепад

температур

между термоподготовкой и обжигом

[ 8 4 ] .

Анализ кривых потерь при прокаливании,

полу­

ченных статическим методом (рис. З б ) ,

и

срав­

нение этих данных с дериватограммами

смышляев­

ской

глины

(рис.

3 7 )

(сырца и материала

после

одной

и двух ступеней

термо подготовки)

позволили

установить

следующее: температуры,

при

которых

изменение

температурного градиента

потери

массы ,