Цех производства комовой извести (стр. 3 из 8)
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. [2,с. 78-79]
2.Приготовление сырьевой смеси.
Так как размеры глыб добытой горной породы нередко достигает 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. [2, с. 80]
3.Обжиг сырьевой смеси.
Обжиг – основная технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига – возможно более полное разложение (диссоциация) СаСО3 и МgСО3·СаСО3 на СаО, МgО и СО2 и получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек и их пор. [2, с.80]
Вращающиеся печи для обжига извести позволяют получать мягкообожённую известь высокого качества из известняка и мягких карбонатных пород (мела, туфа, ракушечника) в виде мелких кусков. Вращающиеся печи допускают возможность полной механизации и автоматизации процессов обжига. Наконец, в них можно применять все виды топлива – пылевидное твердое, жидкое м газообразное. [2, с. 93]
4. Хранение и транспортировка.
Выгружаемую из печей комовую известь транспортируют на склад в вагонетках либо пластинчатыми или ленточными конвейерами со стальной лентой, для которой не опасна повышенная температура извести.
Комовую известь следует хранить только в механизированных складах бункерного типа или в силосах. При этом необходимо обеспечивать надлежащую герметизацию и аспирацию мест возможного пылеобразования с последующей очисткой запыленного воздуха.
Перевозить известь следует в специально оборудованных автомашинах, вагонах и т. п. При хранении и транспортировании комовой негашеной извести следует оберегать ее от увлажнения, так как при этом не только ухудшается ее качество, но может резко повыситься температура и возникнуть пожар. [2, с. 98]
3.3. Выбор способа производства и разработка технологической схемы
Разработанный передел состоит из транспортирования, хранения, дробления, и обжига.
Транспортировка может производиться ленточными конвейерами, если расстояние от карьера до завода не более 5 км, автотранспортом.
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 валковую 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 питателя поступает в валковую 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: 5-20мм, 20-40мм и <5мм.
Фракции 5-20мм и 20-40мм раздельно подаются в два промежуточных бункера откуда при помощи тарельчатого питателя поступают на обжиг во вращающуюся печь. Фракция <5мм не пригодна для обжига во вращающейся печи и поэтому идет в бункер отходов.
Обжиг является основным процессом при производстве воздушной извести.
При этом протекает ряд сложных физико–химических процессов опреде-ляющих 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 179кДж, или 1790кДж на 1 кг СаСО3. [2, с.80]
Различают длинные вращающиеся печи с отношением длины барабана L к диметру D0 (в свету) в пределах 35-45 и короткие с запечными теплообменниками (отношение L/D0=14-20).
Длинные вращающиеся печи применяют для производства извести сухим и мокрым способами. При сухом способе карбонатное сырьё поступает во вращающуюся печь в виде кусков фракции 5-20 или 20-50 мм с влажностью до 25%. При мокром способе сырьё поступает в печь в виде сметанообразной массы с содержанием воды 37-44%. Длинные вращающиеся печи выпускаются с внутренними теплообменными устройствами или без них.
В коротких вращающихся печах в зависимости от конструкции запечного теплообменника обжигают известняк и гранулированный мел в виде узких фракций: 10-20 мм; 20-40 мм с влажностью до 8%. [5, с. 160]
Т.к. у нас мел с влажностью 20%, то выбираем длинную вращающуюся печь и используем сухой способ производства.
Обжиг происходит следующим образом. Во вращающейся печи различают три основных зоны, отличающиеся режимными параметрами термообработки материала и физико-химическими процессами, происходящими в нем.
Зона подогрева расположена в холодном конце печи, начиная от места поступления в неё сырья, и занимает до 70% общей длины корпуса длинной печи. Поступающий в зону подогрева материал проходит последовательно сушку(tм до 120ºС) и нагрев (tм=850-900ºС). В конце зоны подогрева в температурном интервале 700-900ºС полностью разлагается содержащийся в сырье углекислый магний МgСО3 и частично углекислый кальций СаСО3.
Выходящие из зоны обжига с температурой 1100-1250ºС печные газы отдают тепло материалу и их температура снижается до 600-800ºС. Температура печных газов на выходе из печи (в начале зоны подогрева) в значительной мере зависит от влажности сырья, от организации теплообмена с сырьём в зоне подогрева и от длины зоны подогрева.
Зона обжига длинной вращающейся печи занимает 25-30%, а короткой – 50-75% общей длины корпуса печи. В зоне обжига происходит сгорание топлива и завершаются основные физико-химические реакции разложения карбонатного сырья.
Ввиду малого времени пребывания материала в зоне обжига (30-45 мин) его нагревают до температуры 1200ºС, при которой реакция разложения СаСО3 происходит быстро. В результате сырьё успевает почти полностью диссоциировать и содержание активных СаО + МgО в воздушной извести достигает 90-94%.
Чтобы обеспечить быстрое нагревание материала, максимальную температуру газов поддерживают на 250-300ºС выше температуры материала.
В конце зоны обжига расположен порог высотой 200-500 мм, иногда на расстоянии 16-18 м от него устраивают второй порог.
Зона предварительного охлаждения занимает 5% длины печи и расположена непосредственно за зоной обжига. Ввиду незначительной длины зоны материал на выходе из неё имеет температуру 900-1000ºС и физическое тепло отдаёт вторичному воздуху в основном в рекуператорном или барабанном холодильнике. Воздух нагревают в зоне предварительного охлаждения до температуры 600-700ºС, что способствует повышению температуры факела и лучшему использованию тепла в целом.
В холодильнике печи известь охлаждается до температуры 150-200ºС (рекуператорный). Холодный воздух, поступающий в холодильник из окружающей среды, нагревается в нем до 250-300ºС.
После обжига известь из печи пластинчатым конвейером и элеватором подается в бункер готовой продукции.
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. [2, с. 78-99]
На рис.1 показана технологическая схема.
Рис. 1- технологическая схема производства комовой извести.
3.4. Режим работы цеха
Характеристика режима работы цеха будет включать в себя количество рабочих дней в году и число смен в сутки.
Поскольку производительность цеха высока (Пгод=110 тыс.т./год), то пред-почтительным режимом его работы будет непрерывная рабочая неделя и трехсменный, восьмичасовой рабочий день.
Количество рабочих часов в год составляет плановый фонд рабочего времени предприятия:
Тплан. ф = 365·3·8 = 8760 часов
где 3 – число смен в сутки ; 8 – количество часов в смену.
Для обеспечения нормальной работы необходимо предусматривать затраты времени на профилактический ремонт оборудования. Эти затраты учитываются коэффициентом использования оборудования по времени, при определении расчетного фонда времени работы оборудования.
Трасч.ф.= Тплан.ф. × Кв , (1)
где Трасч.ф. – расчетный фонд рабочего времени
Тплан.ф. – плановый фонд рабочего времени
Кв – коэффициент использования оборудования по времени
Кв=0.9
Учитывая коэффициент использования оборудования по времени, получаем расчетный фонд рабочего времени:
Трасч.ф = Тплан.ф · Кв = 8760·0.90 =7884 ч.
По расчетному фонду времени определяем требуемую производительность оборудования для выполнения заданной программы.
Суточная производительность: Псут =Пгод ∕365=110000 ∕365=301,37 т/сут.
Производительность в час: Пчас= Пгод/ Трасч.ф.=110000/7884=13,95 т/час.
Производительность в смену: Псм.= Пчас×8=13,95×8=111,6 т/смену.
3.5. Производительность предприятия