книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

го проектного

ГП И -3

и д р .),

этот споооб

исполь­

зуется

еще

недостаточно широко*

В одной из действующих печей для сушки

песка

теплоносителем служ ат газы , получаемые при

сжи­

гании солярового масла* Реш етка в печи

проваль­

ная с живым сечением 6%, отверстия в

которой

сужаются кверху

( d

-

нижнее - 5 , верхнее

3 м м )*

В другой установке производительностью 3

т/ч

применяют тд^же решетку провального типа

пло­

щадью

0 ,6

м

с

живым сечением 3,5% ,

Сушиль­

ную камеру

расширяют кверху для уменьшения вы­

носа пыли. Теплоносителем служ ат газы ,

получа­

емые при сжигании жидкого топлива,

подаваемые

под решетку

при

температуре

7 0 g - 8 0 0

С,

и

от ­

ходящие из сушилки при 100-110 С ; КПД

уста­

новки

8 0 -8 5 % ,

Институтом Теплопроект был разработан

проект

опытной установки для сушки формовочного

песка

в кипящем слое, по которому был смонтирован

и

освоен

ряд

установок

(Коломенская,

Востокмашза-

вода, Очаковского Ж Б К ). Результаты

эксперимен­

тальных работ на этих установках позволили

Т еп -

лопроекту разработать

типовые

проекты

сушилок

для формовочного

песка мощностью 5 ,1

и 2 5

т/ч*

Р азм ер

зерен

формовочного песка 0 ,5 -1

мм,

по­

ходная

влажность

его

-

10%.

Испытания показали, что при использовании

для

сушки дымовых газов

(получаемых при

сжигании

жидкого или газообразного топлива) при

темпе­

ратуре

до 8 0 0 ° с

температура

выходящего из

су­

шила^ песка

может

изменяться

в пределах

6 0 -

1 5 0 С*

Д ля

обеспечения

нормальной

работы

сухих

циклонов

и всего

тракта

отработанных газов

тем­

пературу

песка

принимают 1 0 0 - 1 2 0

С.

Р и с. 2 6 . Компоновка

установки

для сушки песка в кипящем

сло е

производительностью

10

т/ч

1 - бункер циклонов;

2 -

бун­

кер сы рого песка; 3 -

циклоны

С И О Т мокрой очистки

отходящих

газов ; 4 - вентилятор; 5

-

рабо­

чая камера;

6 - циклоны

сухой

очистки типа

Ц Б -1 5 ; 7

-

холо­

дильник

С хем а работы установки заклю чается в

следу ­

ющем. Теп лон оситель - дымовые

газы »

разбав­

ляю т

холодным, воздухом и подают

под

решетку;

выходя из слоя^отработанные га зы

проходят двух­

ступенчатую пылеочистку (сухи е

и мокрые

цикло­

н ы ),

после чего их выбрасывают

в

атмосф еру.

Р и с. 2 7 . Типовая установка

Т еп -

лопроекта

для

сушки

формовочных

песков

в

кипящем

слое

1 - сепарационная

зона

аппа­

рата; 2 -

газораспределительная

решетка; 3

-

камера смешивания;

4 - окно подсоса холодного воз­

духа; 5 -

холодильник; б -

раз­

брасыватель;

7 - топочная камера

ливной порог, регулирующий высоту слоя,

и посту­

пает в холодильник

(рис. 2 6 ) . Температуру

отхо­

дящих газов регулируют автоматически путем

из­

менения количества

подаваемого

топлива.

Уста­

новка работает под

разрежением,

что

исключает

шилок и повышения их производительности

следует

подавать

мокрый песок в

печь

рассредоточенно,

применяя

его разброс» Особое значение это

имеет

при исходной влажности песка более 5%.

Величина расхода тепла, затрачиваемого на суш­

ку песка,

в

значительной

степени

зависит от

тем­

пературы

выходящего

из

аппарата

сухого песка -

снижение

ее

до 6 0 - 9

0 С

позволяет повысить

ио*

пользование

тепла топлива на 1 5 -2 0 % , но

при этом

.Опытные установки

Проектные

________ Эксплуатационные данные

данные

Показатели

Проектные

Востокмаш-

Очаковский

Тепловозо­

типовой

данные

завод (Усть-

ЖБК (Моск­

строитель­

установки

Каменогорск)

ва)

ный завод

им. В.В,

Куйбышева

Производительность,

(Коломна)

10

10

15,7

10

т/ч

11,5

10,2

Температура газов,

под решеткой

800-900 495

546

510

550

510

за решеткой

120

102

82

125

85

125

Влажность, песка,%:

10

5,9

3,8

10

начальная

2,8

5,5

конечная

0,5

0

0

0,2

0

0,5

Скорость газов, м/с0

0,806

0.52

0,5

0,63

0,75-1,05

1,27

Площадь решетки, м

2,42

2.42

2,42

2,42

2,42

1,5

Живое сечение решет

2,2

3,5

ки9 %

2,2

2,2

2,2

2,2

Расход тепла на испа­

1550

1840

1100-

рение влаги, ккал/кг

1080

1641

1080

Нет

1300

Наличие разброса

Нет

Нет

Нет

Нет

Ест ь

необходимо

обеспечить достаточную

теплоизоляцию

тракта отходящих газов и сухих циклонов для

пре­

дупреждения охлаждения газов то точки росы.

На рис.

2 7 показана типовая сушилка института

Теплопроект, а в табл, 12 приведены

некоторые

проектные

характеристики

и данные

эксплуатации

сушильной

установки. Как

видно из таблицы,

тем­

решеток, для которых в этих установках

приме­

нялась

сталь Х 2 0 Т ,

И з

изложенного следует, что повышение

темпе­

ратуры

теплоносителя, усовершенствование

спосо­

ба подачи

и распределения влажного песка в

су­

шилке,

снижение температуры высушенного

песка

являются

резервами повышения технико-экономичес­

ких показателей установок с кипящим слоем

для

сушки

песков.

Одним из

первых

высокотемпературных процес­

сов в кипящем сло е, освоенном в

промышленности

строительных

материалов, был обжиг

известняка.

Э тот

способ,

благодаря

присущим

ем у

особеннос­

тям,

описанным выше,

позволяет

исп ользовать м ел­

козернистые

отходы

известняка (получаем ы е

при

дроблении известняка, обж игаем ого

в шахтных

и

вращающихся

п еч а х),

ускорить процесс

его

декар­

бонизации и обеспечивает получение извести

с

вьь-

сокой реакционной способностью и

стабильными

свойствами.

сло ­

В промышленных условиях печь с кипящим

ем для обжига известняка впервые

была

приме­

нена

в 1 9 4 6

г. на установке

"Д оррко"

завода

компании ^Нью -Ингланд лайм "’ в

А дам се

(ш тат

М ассачузетс,

СШ А, рис. 28)

[ 1 6 ] . П ечь

пред­

ставляла собой цилиндрическую шахту

диаметром

3 ,7

м,

разделенную

по вертикали

на пять

камер*

Верхние

три камеры

служили

для

нагревания

и з­

для его охлаждения. Тем пература в них

распре­

делялась сверху вниз: первая камера

-^ 5 0 0 ;

вто­

рая

**7 4 0 ^

третья

л/855;

четвертая

- 1 0 1 5 ;

пя­

тая -

3 6 0

CJ В оздух для

псевдоожижения

подают

снизу, жидкое топливо сж игают в слое

четвер­

той камеры, куда оно инжектируется с

помощью

12 трубок, расположенных по периферии

камеры.

П роизводительность

печи составляла

1 0 0

т/сут.

Рис.

2 8 .

Схема промыш­

ленной

многокамерной

пе­

ни для

обжига

известняка

в

кипящем

слое

1 -

линия

разгрузки

извести;

2 -

вспомога­

тельная

форсунка:

3

-

основная

мазутная

фор­

сунка;

4

-

питатель;

5 -

патрубок

для

отхо­

дящих газов;

6 -

первая

ступень

подогрева изве­

стняка

(4 9 6 ° С );

7

вторая

ступень

подогрева

известняка

(7 3 2

С );

8 -

третья

ступень

подогрева

известняка

(8 5 0

С );

9 -

камера

обжига

(1 0 1 5

С );

10 -

камера

охлаждения

извести

(3 5 7 ° С );

11

-

патрубки

для

входа

воздуха

Значительно

большей

мощностью -

2 2 1 ,7

т/сут

- отличалась печь, смонтированная в

1 9 6 2

г.

в

Бруксвилле (С Ш А ) [ 2 8 ] .

Сырьем

служил

рых­

лый

известняк,

величина

зерна которого

0 ,3 -

2 ,5

мм. Печь* представляла

собой

пятикамерную

шахту общей высотой

2 2 ,8 5

м. Отдельные

камеры

отличались

по

величине

диаметра, который для

зон

подогрева

(1 - 3

верхние

камеры)

был

равен 4J57 м,

для камеры обжига - 7

м,

охлаждения- 2 ,7

м. Р е ­

шетки в

зонах

подогрева

были выполнены из

ша­

мотных блоков. Температура материала в

камерах

(по ходу

материала)

была

равна

- 4 8 2 ,

6481

8 4 5

и

9 8 2 °С .

Переточные

устройства

-

внутренние,

за

иск­

Газы , отходящие из камеры обжига, в

которой

происходило сжигание в 1 6 форсунках

жидкого

топлива, очищались в футерованном циклоне,

после

чего поступали в камеры подогрева, проходя

их

последовательно снизу вверх. Топливо

к форсункам,

состоящ им из трубок диаметром 1 2 ,5

м м ,

подава­

л о сь с помощью индивидуальных насосов.

Воздух,

варительно через камеру охлаждения, куда

он пода­

вался воздуходувкой

производительность**

1 3 7 5 0

м

/ч под давлением

0 ,4 5 а т

(и з б .). Вынос

пыли составлял около 10% выхода готовой

продук­

ции. Р а сход

тепла - 1 0 5 0 ккал/кг извести.

Со­

держание активной извести в готовом

продукте

92 ,3 %

[2 8] .

П роизводительность

печей

фирмы

D o r r

O l i v e r

(С Ш А )

в

зависимости

о т их

размеров

состав ля ет

от 5 0

до

3 0 0

т/сут

[ 1 2 6 ] . В них сж игается жид­

кое и газообразное топливо, расход тепла

порядка

1000 ккал

на

1 к г извести,

расход электроэнергии

2 5 к вт-ч /г

извести. Активность извести,

получае­

мой в этих печах, высока; содержание СО

не пре­

вышает

0,5%[119]#

Одним из недостатков печей кипящего слоя

для

обжига

известняка является

значительная

величина

уноса пыли,

состоящ ей

из см еси частиц

извести

и нагретого

известняка. Э то

обусловли вает

необхо­

На величину выноса пыли в значительной

м ере в л *

я е т полидисперсность

обж игаем ого

известняка, по­

этом у для

уменьшения

пы леуноса

целесоображке

обж игать

зерна одной

узкой

фракции.

Печи с кипящим сло ем требую т

сравнительно

небольшой площади, но, в связи со

значительны м

числом вертикально расположенных

камер

имею т

значительную вы соту.

О т

описанных конструкций

отличается

двухка­

мерная

печь, разделенная по

вертикали

глухой-

Рис,

2 9 . Двухкамерная

печь

для

обжига известняка

в

кипящем слое

1 -

вращающийся

клапан;

2 -

приемная воронка;

3

-

разгрузочный

механизм; 4

-

камера охлаждения; 5 - воз.

дух

для

охлаждения;

6

-

подача

воздуха

для псевдо­

ожижения;

7

-

подача

топ­

лива; 8 -

переточное

уст­

р ой ство

клапанного

типа;

S - камера подогрева; 10 -

распределительный

конус;

11 -

подача

известняка;

12 — отходящие разы к пы­

леуловителю ;

1 3

чиклон

перегородкой,

что исключает возможность

сме­

шивания выносимой отходящими газами пыли

на»

гретого

известняка и обожженной извести (рис. 2 9 )

1П 8 ] .

Нагретый

известняк

из

верхней, камеры

через

наружный переток клапанного типа подается в

ка­

меру обжига,

а

отходящие

из последней

газы

очищаются

о т

пыли в футерованном пиклбне,

после

чего поступают под решетку камеры подогрева.

В

1 9 6 2

г. на аглофабрике Макеевского

м е-

' аялургического

завода

им. С .М . Кирова была

со­

слоя диаметром 2 ,7 5 м (рис. 3 0 ) [ 4 0

] .

В процессе освоения печи (по отдельным

зо -

;яам) были

разработаны конструктивные

решения

Отдельных

ее узлов, имеющих основное

значение