Завод по производству шлакощелочного вяжущего производительностью 600 тыс. тон в год

Элементы характеристик

Размеры барабана, м 2,8 х 14

Высушиваемый материал

Шлак

Влажность, %: начальная

8

конечная

2

Максимальная крупность кусков материала, мм

50

Частота вращения барабана, мин^-1

5

Производительность, т/ч

60

Мощность электродвигателя, кВт

55

Уклон, %

5

Элементы циклона

Обозн.

Численное значение

1. Угол наклона крышки и входного патрубка

б

15°

2. Внутренний диаметр циклона

Д

400-800 мм

3. Высота входного патрубка (внутренний размер)

а

0,66Д

4. Высота выхлопной трубы с фланцем

h_т

1,74Д

5. Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний диаметр)

b

0,2Д

6. Ширина патрубка у фланца

b₁

0,26Д

7. Высота цилиндрической части корпуса циклона

h_ц

2,26Д

8. Высота корпуса циклона

h_к

2Д

9. Наружный диаметр выхлопной трубы

d

0,6Д

10. Высота внешней части выхлопной трубы

h_в

0,3Д

11. Длина входного патрубка

?

0,6Д

12. Внутренний диаметр пылеспускного отверстия

d₁

(0,3 - 0,4)Д

13. Высота установки фланца

h_фл

(0,24 - 0,32)Д

14. Общая высота циклона

Н

4,56Д

15. Диаметр бункера

Д_б

1,5Д

16. Высота бункера

Н_б

2,4Д

Расчетные характеристики

Размеры фракций пыли, мм

Всего

0-10

10-20

20-30

30-40

40-60

60-90

90-200

>200

Гранулометрический состав

15

15

30

13

6.5

12

8

0.5

100

Концентрация пыли, г/м³

12

12

24

10.4

5.2

9.6

6.4

0.4

80

Парциальные коэффициент очистки

60

85

94

97

98

99

100

100

Уловлено пыли, G^ф_ух, г/м³

7,2

10,2

22,56

10,09

5,10

9,50

6,4

0,4

71,45

Выход пыли из циклона, G^ц_вых, г/м³

4,98

Технологический передел, процесс и его содержание, аппарат

Количественные характеристики параметров процесса

Материальные и энергетические потоки, балансы

1. Складирование трепела; процесс механический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое оборудование - склад сырья.

Характеристики трепела: наибольшая крупность кусков - 300; плотность в куске - 700 кг/мі; плотность насып-ная - 1000 кг/мі; влажность - 20%; прочность на сжатие - 20 МПа.

Т₁ - количество трепела, поступающего в сырьевой бункер;

Т₂ - количество трепела, выходящего из бункера;

Т_2п - механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве.

Материальный баланс:

Т₁ = Т₂ + Т_2п или Т₂ = Т₁ - Т_2п.

Примем Т_2п = 0,001·Т₁, тогда Т₂ = 0,999·Т₁

2. Складирование трепела в промежуточный бункер; процесс механический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое оборудование - расходный бункер

Характеристики трепела: наибольшая крупность кусков - 300; плотность в куске -1800-2400 кг/мі; плотность насыпная - 1000 кг/мі; влажность - 20%; прочность на сжатие - 30 МПа.

Т₂ - количество трепела, поступающего в расходный бункер;

Т₃ - количество трепела, выходящего из бункера;

Т_3п - механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве.

Материальный баланс:

Т₂ = Т₃ + Т_3п или

Т₃ = Т₂ - Т_3п.

Примем Т_3п = 0,001·Т₂, тогда

Т₃=0,999·Т₂=0,999·0,999·Т₁=0,998·Т₁

3.Дробление .

трепела; процесс механический - измельчение раздавливанием, ударом и истиранием; аппарат - роторная дробилка с подсушкой.

Наибольшая крупность загружаемых кусков 300мм; крупность дробления: фракция 0…40мм.

Т₄- количество трепела, выходящего из дробилки;

Т_4п - механические потери трепела при транспортировании.

Материальный баланс:

Т₃= Т₄ + Т_4п или Т₄ = Т₃- Т_4п.

Т₄ = 0,999·Т₃;

Т_4п = 0,001·Т₃;

Т₄ = Т₃ - 0,001·Т₃ = 0,999·Т₃ =

= 0,999·0,998·Т₁ = 0,9970 ·Т₁ (1)

5. Тепловой процесс: нагрев трепела до температуры сушки (стационарный)

Температура трепела на входе +10°С; температура теплоносителя на входе: 500 - 600°С, на выходе: 80 - 100°С, влажность выходная - до 5%

Материальный баланс:

Т₄=Т₅, т.е., с учётом (1), получим:

Т₅ = 0,9970·Т₁ (2).

Т₁ - количество теплоты на нагрев шлака.

Т₁ = с₁·m₁·Дt₁,

где m₁ - масса загружаемого (в единицу времени) трепела;

с₁ - удельная теплоёмкость трепела;

Дt₁ - интервал температур нагрева трепела.

Т₂ - потеря теплоты с отходящими дымовыми газами.

Т₂ = с₂·m₂·Дt₂,

где m₂ - масса (или объём) отходящих дымовых газов;

с₂ - средняя удельная теплоёмкость смеси газов по массе (или объёму);

Дt₂ - интервал температур газов на выходе из сушилки и на входе в него (газообразного топлива и воздуха).

5.1. Массообменный процесс: обезвоживание трепела (испарение воды).

Исходная влажность трепела - 20%, конечная влажность - 5%.

Q₃ - количество теплоты на испарение воды.

Т₃ = с₃·m₃·Дt₃ + r·m₃,

где m₃ - масса испарившейся воды;

с₃ -удельная теплоёмкость воды;

Дt₃ = 90°С - температурный интервал нагрева воды до начала испарения (от 10 до 100°С);

r - теплота парообразования.

Т₅ - количество трепела ,поступающего в зону испарения;

Т₆ - количество обезвоженного трепела;

Т_6п - количество испарённой воды (Т_6п = m₃).

Т₁₂ - количество трепела, ушедшего на пылеочистку.

Материальный баланс:

Т₅ = Т₆ + Т_6п+Т₁₂ или Т₆ = Т₅ - Т_6п - Т₁₂.

Так как Т_6п = 0,15·Т₆, Т₁₂=0,03·Т₆ то

1,18·Т₆ = Т₅.

1,18·Т₆=0,9970·Т₁ (2) или

Т₆ = 0,8449·Т₁.

5.2. Тепловой процесс: охлаждение выходящего трепела.

Температура извести на выходе из сушилки - 100°С; температура подаваемого воздуха - 10°С.

Т₇ - количество выходящей из сушилки трепела; Материальный баланс:

Т₆ = Т₇ + Т_7п;

Т_7п = 0,001·Т₆,

Т₇ = 0,999·Т₆.

Т₇ = 0,999· 0,8449·Т₁ =0,8441·Т₁.

Т₄ - теплота, уносимая трепелом:

Т₄ = с₄·m₄·Дt₄,

где m₄ - масса выгружаемой из сушилки трепела , m₄ = Т₅+Т_5п;

с₄ - удельная теплоёмкость трепела ;

Дt₄ - температурный перепад между выгружаемой сушилки трепелом и поступающим.

Общий тепловой баланс сушилки:

Т_I = Т₁ + Т₂ + Т₃ + Т₄ + Т₅,

где Т₅ - потери теплоты в окружающую среду через ограждения.

6.Очистка отходящих из сушилки газов от пыли; процесс гидродинамический; технологическое оборудование - электрофильтры, циклоны, рукавные фильтры, дымососы (отсасывающие вентиляторы).

Концентрация пыли в выбрасываемом в атмосферу газе не должна превышать 30 мг/мі, степень очистки отходящих газов - не менее 99%.

Т₁₃ - количество пыли, осаждаемой в пылеосадительной системе.

Т₁₂ = 0,03·Т₆.

Т₁₂ = 0,03· 0,8449 ·Т₁ =0,0253·Т₁.

Материальный баланс:

Т₁₂ = Т₁₃/0,999 или Т₁₃ = 0,999·Т₁₂ =

=0,999·0,0253Т₁ = 0,02527·Т₁.

7. Промежуточное складирование трепела ; процесс механический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое оборудование - расходный бункер.

Характеристики трепела : наибольшая крупность кусков - 40 мм;

Т₇ - количество трепела, поступающего в расходный бункер;

Т₈ - количество трепела, выходящего из бункера;

Т_8п - механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве.

Т_13п - количество трепела из пылеочистителя.

Материальный баланс:

Т₇+Т₁₃ = Т₈ + Т_8п или Т₈ = Т₁₃+ Т₇ - Т_8п.

Примем Т_8п = 0,001·Т₇,

Т₁₃ =0,02527·Т₁

Тогда Т₈ = 0,999·Т₇ Т₈ =0,999·0,8441·Т₁= 0,8433·Т₁.

8. Складирование шлака; процесс ме-ханический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое оборудование - сырьевой бункер.

Характеристики шлака /2/: средний размер зёрен - 0,1 мм; средняя плотность в зерне - 900 кг/мі; влажность - 5%.

Ш₁ - количество шлака, поступающего в сырьевой бункер;

Ш₂ - количество шлака, выходящего из бункера;

Ш_2п - механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве. Материальный баланс:

Ш₁ = Ш₂ + Ш_2п или

Ш₂ = Ш₁ - Ш_2п.

Примем Ш_2п = 0,001·Ш₁, тогда

Ш₂ = 0,999·Ш₁ (3).

9. Промежуточное складирование шлака; процесс механический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое оборудование - расходный бункер.

Характеристики шлака /2/: средний размер зёрен - 0,1 мм; средняя плотность в зерне - 900 кг/мі; влажность - 5%.

Ш₂ - количество шлака, поступающего в расходный бункер;

Ш₃ - количество шлака, выходящего из бункера;

Ш_3п - механические потери в питателе и в транспортирующем устрой-стве.

Материальный баланс:

Ш₂ = Ш₃ + Ш_3п или

Ш₃ = Ш₂ - Ш_3п.

Примем Ш_3п = 0,001·Ш₂, тогда

Ш₃ = 0,999·Ш₂ = 0,999·0,999·Ш₁ = = 0,998·Ш₁ (4)

10. Сушка шлака; аппарат - сушильный барабан на газовом топливе; процесс пред-ставляет собой совокупность процессов.

Крупность шлака, загружаемого в сушильный барабан /2/: 0,1 мм.

10.1. Тепловой про-цесс: нагрев шлака до температуры обжига (стационарный).

Температура шлака на входе +10°С; температура теплоносителя на входе: 500 - 600°С, на выходе: 80 - 100°С.

Материальный баланс:

Ш₃=Ш₄, т.е., с учётом (4), получим:

Ш₄ = 0,998·Ш₁ (5).

Q₆ - количество теплоты на нагрев шлака.

Q₆ = с₆·m₆·Дt₆,

где m₆ - масса загружаемого (в еди-ницу времени) шлака;

с₆ - удельная теплоёмкость шлака;

Дt₆ - интервал температур нагрева шлака.

Q₇ - потеря теплоты с отходящи-ми дымовыми газами.

Q₇ = с₇·m₇·Дt₇,

где m₇ - масса (или объём) отходящих дымовых газов;

с₇ - средняя удельная теплоёмкость смеси газов по массе (или объёму);

Дt₇ - интервал температур газов на выходе из сушильного барабана и на входе в него (газообразного топлива и воздуха).

10.2. Массообменный процесс: обезвожива-ние шлака (испарение воды).

Исходная влажность шлака - 5%, конечная влажность - 1%.

Ш₄ - количество шлака, пос-тупающего в зону испарения;

Ш₆ - количество обезвоженного шлака;

Ш₇ - потери в виде выноса из сушильного аппарата, Ш₇ = 0,03·Ш₆.

Ш_6п - механические потери в транспортирующем устройстве,

Ш_6п = 0,001·Ш₄;

Ш₅ - количество испарённой воды (Ш₅ = m₁₆), Ш₅ = 0,04·Ш₆; Материальный баланс:

Ш₄ = Ш₅ + Ш₆ + Ш₇ + Ш_6п или

Ш₄=0,04·Ш₆+Ш₆+0,03·Ш₆+0,001·Ш₄;

0,999·Ш₄ = 1,07·Ш₆;

Ш₆ = 0,999·Ш₄ / 1,07 = 0,934·Ш₄;

С учётом (5), получим:

Ш₆ = 0,934·0,998·Ш₁ = 0,932·Ш₁ (6).

Q₈ - количество теплоты на испа-рение воды.

Q₈ = с₈·m₈·Дt₈ + r·m₈,

где m₈ - масса испарившейся воды;

с₈ - удельная теплоёмкость воды;

Дt₈ = 90°С - температурный интервал нагрева воды до начала испарения (от 10 до 100°С);

r - теплота парообразования.

Общий тепловой баланс сушилки:

Q_III = Q₆ + Q₇ + Q₈ + Q₉,

где Q₉ - потери теплоты в окружающую среду через ограждения сушильного пространства.

10.3. Очистка отходящих из сушильного бараба-на газов от пыли; процесс гидродинамический; технологическое оборудование - электрофильтры, циклоны, рукавные фильтры, дымососы (отсасывающие вентиляторы).

Концентрация пыли в выбрасываемом в атмосферу газе не должна превышать 30 мг/мі, степень очистки отходящих газов - не менее 99%.

Ш₈ - количество пыли, осаждаемой в пылеосадительной системе.

Ш₇ = 0,03·Ш₆.

С учётом (6), получим:

Ш₇ = 0,03·0,923·Ш₁ = 0,0277·Ш₁.

Материальный баланс:

Ш₇ = Ш₈ / 0,999 или Ш₈ = 0,999·Ш₇ =

=0,0277·0,999·Ш₁=0,02767·Ш₁ (7).

11.Механический процесс - загрузка шлака в складские ёмкости, выгрузка в транспортные средства с частичным усреднением зернового и химического состава.

Ш₈ - количество шлака на складе.

Материальный баланс:

Ш₆ + Ш₇ = Ш₈.

Ш₈ = 0,9336·Ш₁ + 0,0277·Ш₁ = 0,9613·Ш₁

11.1 Тепловой процесс - самопроизвольное остывание шлака на складе.

Температура шлака, отгружаемого в транспортные средства, - t_п ? 50°С.

Ш₉ - количество шлака, отгружа-емого на совместный помол вяжу-щего;

Ш_9п - механические потери шлака при транспортировании.

Q₁₈ - потери теплоты шлаком при остывании.

Материальный баланс:

Ш₈ = Ш₉ + Ш_9п или

Ш₉ = Ш₈ - Ш_9п.

С учётом (24) и Ш_9п = 0,001·Ш₈, получим:

Ш₉ = 0,999·Ш₈ = 0,999·0,9613·Ш₁ = =0,9603·Ш₁

Складирование

Na₂CO₃; процесс

механический - загрузка и выдача материала с частичным усреднением зернового состава; технологическое

оборудование - сырьевой бункер.

Na₁- количество Na₂CO₃, поступающего в сырьевой бункер;

Na₂- количество Na₂CO₃ , выходящего из бункера;

Na_2п- механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве.

Материальный баланс:

Na₁= Na₂+ Na_2п

Na₂= Na₁- Na_2п.

Примем Na_2п=0,001· Na₁,

Na₂=0,999 Na₁

Промежуточное складирование Na₂CO₃

: процесс

механический; технологическое оборудование: бункер промежуточного складирования

Na₃ - количество Na₂CO₃ , поступающего в шаровую мельницу для совместного помола.

Na_3п - механические потери в питателе и в транспортирующем устройстве.

Материальный баланс:

Na₂= Na₃+ Na_3п

Na₃= Na₂- Na_3п.

Примем Na_3п=0,001 Na₃,

Na₃= Na₂=0,001 Na₃

1,001 Na₃= Na₂

Na₃=0,998 Na₁

12. Совместный помол трепела,шлака и Na₂CO₃;

процесс - механический; аппарат - шаровая мельница.

Характеристики загружаемых материалов: размер зёрен шлака - 0,1-1мм; трепела - 0-40мм

12.1. Механический процесс - загрузка и перемешивание исходных материалов.

Т₁₁- количество трепела, поступающего на совместный помол;

Ш₁₀- количество шлака, поступающего на совместный помол;

В₁ - количество совместной смеси исходных материалов. Материальный баланс:

Т₈=0,8433·Т₁

Ш₉=0,9603·Ш₁

Na₃=0,998 Na₁

В₁=Т₈+Ш₉+ Na₃

0,8433·Т₁=0,1В₁

0,9603·Ш₁ =0,82В₁

0,998 Na₁ = 0,08 В₁

12.2. Механический процесс - измельчение исходных материалов.

В₂ - количество вяжущего, полученного после совместного помола исходных материалов.

Материальный баланс:

В₁ = В₂

12.3. Тепловой процесс - разогрев при механическом измельчении.

В₃ - количество разогретого пылевидного материала;

В₄ - потери в виде выноса пыли из печи, В₄ = 0,03·В₃;

В_3п - механические потери в транспортирующем устройстве,

В_3п = 0,001·В₃.

Материальный баланс:

В₂ = В₃ + В_3п + В₄ или

В₂ = В₃ + 0,001·В₃ + 0,03·В₃;

В₂ = 1,03·В₃ + 0,001·В₃ = 1,031·В₃.

В₁ = 1,031·В₃ или

В₃ = В₁ = 0,9699·В₁

1,031

Q₁₀ - теплота образования за счёт измельчения.

13. Очистка отходящих из шаровой мельницы газов от пыли; процесс гидродинамический; технологическое оборудование - электрофильтры, циклоны, рукавные фильтры, дымососы (отсасывающие вентиляторы).

Концентрация пыли в выбрасываемом в атмосферу газе не должна превышать 30 мг/мі, степень очистки отходящих газов - не менее 99%.

В₅ - количество пыли, осаждаемой в пылеосадительной системе.

В₄ = 0,03·В₃.

В₄ = 0,03·0,9699·В₁ = 0,0291·В₁.

Материальный баланс:

В₄ = В₅ / 0,999 или

В₅ = 0,999·В₄ =

= 0,0291·0,999·В₁ = 0,0291·В₁.

14. Складирование готового вяжущего; технологическое оборудование - расходный бункер.

14.1. Механический процесс - загрузка вяжущего в складские ёмкости, выгрузка в транспортные средства.

В₆ - количество вяжущего на складе.

Материальный баланс:

В₃ + В₅ = В₆.

В₆ = 0,9699·В₁ + 0,0291·В₁ = 0,999·В₁

14.2. Тепловой процесс - самопроизвольное остывание вяжущего на складе.

Температура вяжущего, отг-ружаемого в транспортные средства, - t_п ? 50°С.

В₇ - количество вяжущего, отгру-жаемого потребителю;

Q₁₁ - потери теплоты вяжущего при остывании.

Материальный баланс:

В₆ = В₇ или:

В₇ = 0,999·В₁

Т₁ = 0,1186·В₁ = 0,1186 ·1,001·В₇ = 0,1187·В₇;

Ш₁=0,8539·В₁ = 0,8539·1.001·В₇ = = 0,854·В₇;

Na₁₌0,0802·В₁=0,083·В₇

Наименование грузопотоков

Величина грузопотоков, т

в год

в сутки

в смену

в час

1.Грузопотоки трепела.

1.1. Количество трепела, поступающего на склад

73200

290,476

145,238

18,156

1.2. Кол-во трепела , поступающего в расходный бункер

73126,8

290,186

145,093

18,137

1.3. Кол-во шлака, поступающего на дробление с подсушкой

73053,6

289,895

144,948

18,118

1.4. Кол-во шлака, выходящего из дробилки

61846,68

245,423

122,712

15,339

1.5. Кол-во трепела, поступающего в расходный бункер

61788,12

245,191

122,595

15,324

1.6. Количество трепела, поступающего в мельницу

61729,56

244,959

122,779

15,31

2.Грузопотоки шлака

2.1. Количество шлака, поступающего на склад

526440

2089,048

1044,524

130,565

2.2 Кол-во трепела, поступающего в расходный бункер

525913,56

2086,959

1043,479

130,435

2.4. Кол-во шлака, поступающего в сушильный барабан

525387,12

2084,87

1042,435

130,304

2.5. Кол-во шлака, выходящего из сушильного барабана

506066,772

2008,201

1004,101

125,513

2.6.Кол-во шлака, поступающего в расходный бункер

505540,332

2006,112

1003,056

125,382

2.7. Количество шлака, поступающего в мельницу

505540,332

2006,112

1003,056

125,382

3. Грузопотоки Na₂CO₃

3.1. Количество Na₂CO₃, поступающего на склад

48000

190,48

95,24

11,9

3.2. Кол-во Na₂CO₃, поступающего в расходный бункер

47952

1902,286

95,143

11,893

3.7. Количество Na₂CO₃, поступающего в мельницу

47904

190,095

95,048

11,881

4. Грузопотоки шлакощелочного вяжущего.

4.1. Кол-во исходных материалов, поступающих в мельницу

600600

2383,33

1191,67

148,96

4.2. Количество вяжущего, поступающего на склад готовой продукции

600036,6

2381,1

1190,55

148,82

Вид материала

Расстояние транспортировки, км

Вид транспорта

Запаса на складе, сут

текущий

страховой

Сырьевые материалы

до 10

автотранспорт

1 - 2

1

конвейер

1 - 2

1

ж/д транспорт

2 - 3

1

Технологические добавки

до 50

автотранспорт

2 - 3

1

до 500

ж/д транспорт

3 - 5

2

ж/д транспорт

3 - 5

4

Готовая продукция

до 100

автотранспорт

2 - 4

--

до 1000

ж/д транспорт

до 5

--

Технологические операции, процесс, продукция.

Контролируемые характеристики

Место контроля.

Периодичность

Контролирующее лицо

Метод контроля.

Трепел на складе

1.Масса материала

2.Хим. состав

3.Влажность

Склад, лаборатория

1 раз в смену

Рабочий, лаборант, инженер

1.Весовой

2.Химический

Дробление трепела

1.Крупность кусков

Рабочее место

1 раз в смену

Рабочий

1.Сортировка

Сушка трепела

1.Влажность

2.Температура

Склад, лаборатория

1 раз в смену

Рабочий, лаборант

1.Температурный

2.Химический

Шлак на складе

1.Зерновой состав

2.Влажность

Склад, лаборатория

1 раз в смену

Рабочий, лаборант

1.Сортировка

2.Химический

Сушка шлака

1.Влажность

2.Температура

Склад, лаборатория

1 раз в смену

Рабочий, лаборант

1.Температурный

2.Химический

Совместный помол

1.Соотношение компонентов

2.Тонкость помола

Склад, лаборатория

1 раз в смену

Рабочий, лаборант

1. Контроль дозирования

2.Проверка на ситах

Готовое вяжущее

1.Активность

2.Хим. состав

3.Прочность

Лаборатория

1 раз в час

Лаборант

1.Химический

2.Механический

Наименование показателя

Единицы измерения

Величина показателя

1. Расход топлива на единицу продукции

кг/т

12,84

2. Удельный расход электроэнергии

кВт•ч/т

8,15

3. Трудоёмкость

чел•ч/т

0,084

4. Производительность труда

т/чел•год

17142,86

5. Энерговооружённость

кВт/чел

54,87

6. Съём с 1 м² производственной площади

т/м²

316,46