Производство портландцемента

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Технология производства

1.1 Основные способы производства

Существует несколько способов производства портландцемента:

мокрый способ;

сухой способ;

комбинированный способ.

Выбор данных способов зависит от особенностей изготовления сырьевой смеси. При мокром способе производства сырьевые материалы измельчают, далее сырьевую смесь смешивают с водой. Получается масса, которая называется сырьевым шламом. Сырьевой шлам содержит 32-45% воды. В зависимости от физических свойств исходных сырьевых материалов при получении портландцемента применяют различные схемы производства.

На цементных заводах, которые работают по мокрому способу, в качестве сырьевых материалов для производства портландцементного клинкера часто используют мягкий глинистый и твердый известняковый компоненты.

Выходящий из мельниц сырьевой шлам насосами подают в расходный бачок в печной цех на обжиг. Из бачка шлам равномерно сливается во вращающуюся печь. При мокром способе производства для обжига клинкера используют длинные вращающиеся печи со встроенными теплообменными устройствами. Из печи клинкер поступает в холодильник, где охлаждается холодным воздухом. Охлажденный клинкер отправляют на склад. В ряде случаев клинкер из холодильников направляют на помол в цементные мельницы. Перед помолом клинкер дробят. Дробление клинкера производится совместно с гипсом, гидравлическими и другими добавками. Из мельницы цемент транспортируют на склад силосного типа. Отгружают цемент потребителю либо в таре, либо навалом в автоцементовозах или в железных вагонах.

При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химических свойств сырья. После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности около 1%. Помол и сушку ведут в сепараторной мельнице. Сырьевую муку получают путем дозирования сырьевых компонентов в мельницу. Затем подготовленная смесь поступает в систему циклонных теплообменников. После охлаждения клинкер направляется в склад. Этот способ более эффективен, поэтому применяется на большинстве новых заводов, которые работают по сухому способу.

При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу. Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35-40% после его корректирования поступает в вакуум-фильтр или пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16-20%. Образующийся при этом сухой материал смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предотвращает слипание кусков сухого материала и приводит к уменьшению влажности смеси до 12-14%. Приготовленная смесь поступает на обжиг, который осуществляется во вращающихся печах. Все остальные операции производства портландцемента по комбинированному способу не отличаются от соответствующих операций при мокром способе производства. [4, с. 28].

1.2 Подробное изложение производства портландцемента сухим способом

Известняк после двухстадийного дробления в щековой и молотковой дробилках и глину после дробления в валковой дробилке и огарки -- все вместе подают на помол в шаровую мельницу. Глину предварительно подсушивают в сушильном барабане. Полученную сухую сырьевую муку транспортируют в смесительные силосы, где ее корректируют и перемешивают с помощью сжатого воздуха. Затем сырьевую муку подают на обжиг. Последовательность технологических операций при сухом и мокром способах одинакова. Однако реализуются они по-разному, но при сухом способе подготовки появляется дополнительная операция -- сушка. Большинство видов портландцементного сырья имеет влажность 5--20 %. Размалываться сухим способом могут материалы с влажностью не более 1 %. При более высокой влажности происходит налипание измельчаемого продукта на стенки мельницы. Поэтому цель сушки -- это подготовить сырье к помолу, обеспечить нормальные условия работы мельницы. Выбор способа и режима сушки сырьевых материалов зависит от их физических свойств, гранулометрического состава, начальной и конечной влажности. Сушка может производиться как в отдельных аппаратах, так и совместно с измельчением сырья.

При измельчении пластичных налипающих пород с содержанием влаги до 25--30 % целесообразно совмещение процессов сушки и дробления. Дробилки-сушилки -- это дробилки ударно-отражательного действия, которые приспособлены для приема горячих газов. В них можно перерабатывать материалы с исходной влажностью до 25 % и крупностью до 750 мм. К загрузочному устройству влажный материал подают пластинчатым питателем. Ножевой барабан измельчает крупные куски материала и распределяет его по всей ширине питателя. Ссыпаясь с пластинчатого конвейера, материал падает на молотковый барабан мельницы через смесительную камеру, в которую поступают горячие дымовые газы. В результате интенсивного теплообмена поверхность кусков материала подсушивается и предотвращается их слипание. Материал измельчается молотками и отбрасывается на отражательную плиту. Подсушиваясь в потоке горячих газов, частицы материала продолжают измельчаться в результате соударений с отражательной плитой и друг с другом. Измельченные частицы выносятся потоком газов из мельницы, а крупные частицы снова падают вниз и доизмельчаются за счет повторного соударения с молотками мельницы. Для каждого измельчаемого материала подбираются соответствующая скорость молотков и воздушного потока, размер и расположение отражательной плиты. Обычно продукт дробления имеет влажность около 1 % и небольшое число частиц крупнее 1 мм. Как правило, горячие газы поступают в дробилку из теплообменника -- подогревателя печи; температура их на входе менее 400 С °. Однако для очень влажных и липких материалов требуется температура до 800 С °. В этих случаях дробилку-сушилку снабжают горячими газами из вспомогательной топки.

Широкое распространение в цементной промышленности получили сушильные барабаны. В зависимости от заданного режима сушки применяют как противоточные, так и прямоточные барабаны. В противоточных газы и материал движутся навстречу друг другу, а в прямоточных движутся в одном направлении. Топочные газы, получаемые сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива, смешиваются с холодным воздухом до получения температуры сушильного агента 500-- 950 С °. Температура отходящих из барабана газов 100--120 С °, а высушенного материала --80--100 С °,

Пластичное сырье сушат в основном в прямоточных сушилках, где воздействие горячих газов на влажный материал предотвращает его налипание у входа в сушилку. При сушке пластичных материалов в противоточных сушилках приходится заметно снижать скорость подачи материала в сушильный барабан, что снижает его производительность. Для улучшения теплообмена между газами и материалом на внутренней поверхности барабана закрепляют лопасти, полки и другие устройства, которые заставляют высушиваемый материал пересыпаться. Применяют также ячейковые внутрибарабанные устройства, разделяющие сечение барабана на ряд ячеек, что приводит к увеличению поверхности теплообмена и более полному контакту материала е горячими газами при вращении барабана. Одновременно уменьшается пылевыделение. Обычно степень заполнения материалом сушильных барабанов с пересыпными устройствами составляет 12--15 %, у барабанов с ячейковыми устройствами она выше -- от 25 до 30 %. Более высокая степень заполнения материалом обеспечивает при одинаковых размерах сушилок повышение производительности на 30--50 %.

В цементной промышленности эксплуатируются сушильные барабаны размерами: 2,2х14 м; 2,6х18м; 2,8х20м; 3х21м и др. Производительность сушильных барабанов по сухому веществу в зависимости от их размеров и типа высушиваемого материала колеблется от 8 до 70 т/ч, по количеству испаряемой влаги -- от 1800 до 18 000 кг/ч; расход теплоты на сушку материала составляет 4,6--5 МДж/кг при теоретическом расходе теплоты на испарение 1 кг воды 2,69 МДж. Остальное количество теплоты теряется с отходящими газами и с нагретым материалом, а также лучеиспусканием. Основные недостатки сушильных барабанов -- это высокая металлоемкость и низкий коэффициент использования теплоты.

Сушку невязких материалов целесообразно производить во взвешенном состоянии, можно и в вихревых сушилках. В стальном корпусе, футерованном внутри огнеупором, вращаются два вала с лопастями. Высушиваемый материал попадает на быстро вращающиеся лопасти и разбрасывается по внутреннему пространству сушилки. Сушильный агент, который поступает через патрубок, омывает зерна материала и сушит их во взвешенном состоянии. Отработанные газы удаляются в пылеуловители, а затем в атмосферу. Высушенный материал выгружается из сушилки через клапанные затворы. В качестве сушильного агента используют горячий воздух из воздухоподогревателей и колосниковых клинкерных холодильников или отходящие газы вращающихся печей. Температура газов, которые поступают в сушилку, не должна превышать 600 С °. Вихревые сушилки более экономичны и компактны по сравнению с сушильными барабанами, их производительность в 2--3 раза выше. Так, за 1 ч в 1 м3 сушильного пространства вихревой сушилки испаряется 125-- 150 кг воды, а в сушильных барабанах -- не более 50-- 60 кг. Однако в вихревых сушилках можно сушить только сыпучие материалы, которые не налипают на лопасти вала и футеровку. Их недостатки -- это большой пылевынос и быстрый износ.

В последние годы широко применяют аэросушилки с сушкой материала в кипящем слое. Аэрофонтанная сушилка позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет увеличения поверхности теплообмена и повышения температуры сушильного агента до 1300 -- 1500 °С, обеспечивающих рост производительности установки и уменьшение ее габаритов. Материал высушивается в вертикальном реакторе в кипящем слое. Напор газового потока должен быть достаточен для создания кипящего слоя толщиной 500--600 мм. Вновь поступающие порции материала вытесняют подсушенный продукт вниз, в зону более высоких температур. Затем последний через течку попадает на конвейер. Газы, отдавшие теплоту материалу в кипящем слое, через реактор попадают в воздушно-проходной сепаратор. Здесь выделяются крупные частицы пыли, а затем газы окончательно обеспыливаются в циклонах. Аэрофонтанные сушилки отличаются высокой производительностью (50--70 т/ч по сухому материалу) при удельном паронапряжении 250--300 кг/(м3-ч) и удельном расходе теплоты на сушку 4,2 МДж/кг. Кроме того, они в 50 раз менее металлоемки, чем сушильные барабаны, просты по конструкции, легко автоматизируются.

В сушильных установках с русловым кипящим слоем сушке подвергают шлак с размером кусков до 50 мм и влажностью до 25 %. Шлак равномерно распределяется на незначительно наклоненной решетке слоем высотой до 300 мм. Поток дымовых газов с температурой до 1100°С из топки подается под решетку. Напор потока обеспечивает перевод слоя шлака в кипящее состояние, его сушку и перемещение к разгрузочной топке. Сухой шлак с влажностью не более 2 % поступает на ленточный конвейер, а отработанный запыленный газ направляется на очистку.

При разработке технологической схемы в каждом отдельном случае должна быть решена целесообразность предварительной сушки сырья в особом аппарате либо совмещения помола и сушки. При совмещении с помолом сушка идет более интенсивно, так как увеличивается поверхность соприкосновения горячего газа с размолотым материалом, а также используется теплота мелющих тел и броневых плит, нагревающихся при помоле.

Тонкое измельчение сухих сырьевых смесей. Помол портландцементных сухих смесей происходит в таких же трубных мельницах, какие используются при мокром измельчении. Однако сухое измельчение протекает труднее. Расход энергии на единицу массы размалываемого материала при сухом способе на 30 % выше, чем при мокром. Кроме того, при сухом помоле сырья из мельницы необходимо удалять тонкодисперсные частицы путем отсоса запыленного воздуха. Если этого не делать, то налипающие на мелющие тела и футеровку мельчайшие зерна амортизируют удары мелющих тел и затрудняют измельчение. Третья особенность сухого помола -- это совмещение процессов размола и сушки, что позволяет упростить технологическую схему, снизить капитальные затраты и расход электроэнергии.

Измельчение сырьевых материалов может производиться по открытому или замкнутому циклу. При открытом цикле материал проходит через мельницу один раз и поступает на дальнейшую переработку. Такая схема эксплуатируется на ряде старых цементных предприятий, но не может быть использована на новых, так как не обеспечивает необходимой тонкости помола сырья. Сырьевая смесь высокого качества может быть получена только при замкнутом цикле измельчения, когда после прохождения мельницы продукт классифицируется в сепараторе на тонкую и грубую фракцию с возвратом последней на доизмельчение. При замкнутом цикле повышается расход энергии на вспомогательные операции, однако, это единственный путь получения высокой тонкости помола сырья.

По нормам технологического проектирования цементных заводов предусмотрены следующие возможные варианты сухого помола сырьевой смеси:

одностадийный в замкнутом цикле в мельницах с воздушно-проходными сепараторами и одновременной сушкой;

одностадийный в замкнутом цикле в мельницах с сушкой и центробежным проходным или центробежным циркуляционным сепаратором;

двухстадийный с применением на первой стадии мельниц самоизмельчения типа «Аэрофол» с одновременной сушкой материала и на второй стадии сепараторных шаровых трубных мельниц для доизмельчения крупки с подачей в них при необходимости сушильного агента.

Если влажность измельчаемых материалов невелика, то сушильным агентом могут быть отходящие газы печей с циклонными теплообменниками с температурой 300--350 С °. При средней влажности сырья более 10 % сушку производят смесью горячих газов, получаемых сжиганием топлива в специальной топке, и отходящих газов печей. Трубные мельницы, в которых совмещаются помол и сушка, имеют некоторые конструктивные особенности. Как правило, первая короткая камера мельницы не имеет мелющих тел, но оборудуется лопастями для перемешивания измельчаемых материалов. Кроме того, узел загрузки мельницы должен обеспечивать возможность подачи горячих газов и разбавления их при необходимости холодным воздухом.

Технологические схемы помола по замкнутому циклу отличаются между собой способами транспортирования измельченного продукта от мельницы к сепараторам. Применяют два способа транспортирования материала -- это пневматический в струе горячих газов или воздуха, просасываемых через мельницу, и механический с помощью элеваторов. Соответственно используют и различные типы сепараторов: воздушно-проходные или центробежные.

Мельницы с воздушно-проходными сепараторами рассчитаны в первую очередь на измельчение сырьевых материалов одновременно с сушкой. Они работают при невысокой температуре газового потока, что позволяет использовать отходящие газы вращающихся печей. Молотый продукт транспортируется потоком сушильного агента в проходной сепаратор, где разделяется на крупку и готовый продукт. Крупка возвращается в мельницу на помол, а готовый продукт отделяется от газов в циклонах и электрофильтрах. Преимуществами указанных мельниц являются: более полное использование теплоты отходящих газов, меньшие капитальные затраты на установку, лучшие условия эксплуатации. Однако через них приходится пропускать большое количество сушильного агента-- (2--3) 104 м3/ч, что требует высокого расхода электроэнергии. Для мельниц с механическим транспортированием муки к сепаратору расход энергии на 1 т муки ниже на 14,5--18 МДж. Вследствие этого воздушно-проходные сепараторы постепенно вытесняются центробежными.

В мельницах с центробежными сепараторами объем сушильного агента может быть существенно ниже, а температура повышена до 600--650 С°. Горячие газы подают в мельницу и сепаратор или только в сепаратор. При этом иногда питание мельницы осуществляют через сепаратор. В нем предварительно подсушивают материал, что способствует повышению производительности помольного агрегата и снижению расхода электроэнергии.

Работа центробежных сепараторов основана на принципе механического отделения крупных частиц под действием центробежной силы. Измельченный материал попадает в сепараторе на вращающийся распределительный диск и под действием центробежной силы разбрасывается внутри сепаратора. Крупные частицы, по сравнению с мелкими, отбрасываются дальше. Ударяясь о стенки внутреннего кожуха, они ссыпаются во внутренний конус и поступают на вторичное измельчение. Мелкие частицы увлекаются восходящим воздушным потоком. С увеличением скорости воздушного потока увеличиваются размеры крупки и зерен готового продукта. Регулируют ее изменением угла наклона лопастей.

Более высокую точность разделения, узкую гранулометрию сырьевой смеси обеспечивают центробежные сепараторы с выносными циклонами. В них воздушный поток создается напором вентилятора и направляется по касательной в корпус сепаратора. Мелкие частицы, которые разбрасываются вращающейся тарелкой, подхватываются потоком и уносятся в циклоны, откуда направляются в силосы. Крупные частицы под действием силы тяжести оседают вниз, а затем поступают на доизмельчение.

Мельницы совмещенного помола и сушки позволяют перерабатывать материалы с влажностью до 10--12 %. При более высокой влажности сырья необходима предварительная его подсушка, которая может также совмещаться с процессом дробления. При этом одна топка может обеспечивать подачу горячих газов и в дробилку, и в мельницу. Часть дымовых газов из топки поступает в дробилку и вместе с дробленым материалом перемещается по герметизированным винтовым конвейерам к элеватору в сепаратор, а из него в шаровую мельницу. Второй поток горячих газов из той же топки поступает непосредственно в сепаратор, где происходит интенсивная сушка материала. При измельчении в мельнице материал досушивается за счет аккумулированного тепла. Охлажденные газы после очистки удаляются в атмосферу.

Возможности измельчения сухим способом материалов повышенной влажности расширяются при использовании на первой стадии помола мельниц самоизмельчения «Аэрофол» с отношением диаметра к длине от 3 : 1 до 4 : 1. Большой диаметр загрузочных цапф позволяет пропускать через них значительный объем горячих газов. Кроме того, благодаря большой поверхности контакта газов и материала в мельнице «Аэрофол» можно применять газы относительно невысокой температуры. Мельницы «Аэрофол» выпускают диаметром 7-- 9,75 м, производительностью 100--400 т/ч. В них перерабатываются материалы с исходной крупностью 200-- 400 мм и более влажностью до 25 %. Принцип их работы аналогичен принципу работы мельниц «Гидрофол». Материал поступает в мельницу через цапфу, отбрасывается при вращении барабана к периферии на лопасти, поднимается ими и вновь падает вниз, ударяясь по пути о куски поступающего в мельницу материала и лопасти. В мельницу можно загружать небольшое количество стальных шаров (5--6 % внутреннего объема мельницы), которые усиливают размалывающее действие кусков материала. Таким образом, помол в мельнице происходит в результате соударения кусков материала о лопасти и ударного действия шаров. Внедрение в цементную промышленность мельниц «Аэрофол» позволило реализовать этот процесс без мелющих тел. Важнейшие преимущества этого типа мельниц: совмещение операций мелкого дробления, помола и сушки в одном аппарате, отказ от строительства отделений вторичного дробления известняка и сушки, резкое повышение производительности мельниц и снижение расхода энергии, максимальное использование теплоты отходящих газов.

Возможны две принципиальные схемы работы мельницы «Аэрофол»: по первой сырье подается в мельницу вместе с отходящими горячими газами. Измельченный материал выносится газовым потоком в воздушно-проходной сепаратор. Тонкие фракции осаждаются в циклонах, крупные при необходимости частично возвращаются в мельницу «Аэрофол», а чаще направляются в трубную мельницу, работающую в замкнутом цикле с центробежным сепаратором. Из сепаратора крупные фракции возвращаются на домол в трубную мельницу, а тонкие совместно с тонкими фракциями проходного сепаратора поступают в силосы. Измельченный материал совместно с отходящими печными газами из мельницы «Аэрофол» направляется в циклоны первой стадии очистки, и после осаждения весь продукт проходит через мельницу домола, работающую в замкнутом цикле с центробежным сепаратором.

В последние годы в цементной промышленности применяют роликовые мельницы. В них материал измельчается между вращающейся чашей и роликами (или шарами), прижимаемыми к основанию пружинами или специальными гидропневматическими устройствами. Мельница в зависимости от производительности имеет два-четыре конических ролика, которые катятся по слою материала, находящемуся на плоской тарелке, тарелка вращается с частотой 25--35 мин. Материал в мельницу загружают через шлюзовой затвор. Он поступает в центр тарелки и отбрасывается центробежной силой к ее периферии, где попадает под ролики. Измельченный материал перемещается к наружной стороне дорожки качения ролика и падает с тарелки, где подхватывается и увлекается вверх потоком воздуха, нагнетаемым по краю тарелки. В верхней части мельницы сепаратор отделяет крупные частицы, которые вновь падают на измельчающую тарелку. Помольная камера роликовых мельниц полностью герметизирована, поэтому в них можно сушить материал с использованием теплоты отходящих газов вращающихся печей.

Роликовые мельницы при помоле портландцементных сырьевых материалов намного экономичнее, чем шаровые. В них можно измельчать с одновременной подсушкой материал с влажностью до 15 %. Максимальный размер кусков питания роликовых мельниц составляет 50--125 мм, что в ряде случаев позволяет отказаться от вторичного дробления. Уровень шума роликовых мельниц значительно ниже, чем шаровых. Материал находится в роликовой мельнице около 2 мин, а потому ускоряется контроль и корректирование состава сырьевой смеси. Преимуществами этих мельниц являются также меньшие потребности в площадях, более точное регулирование, снижение расхода энергии на помол. Их недостатки: большие капитальные вложения по сравнению с шаровыми мельницами, а также быстрый износ роликов.

Мельницы сухого помола могут эффективно работать только при вентилировании мельничного пространства -- просасывании через него горячих газов или воздуха. Скорость воздушного потока (0,3--0,7 м/с) обеспечивается вентилятором, просасывающим воздух через мельницу и последующие очистные устройства. Система, работает под разрежением, что предупреждает выбивание пыли. Газовоздушный поток, проходя через мельницу, увлекает мельчайшие частицы и предотвращает их налипание на мелющие тела. Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20--25 %, уменьшается пылевыделение, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Однако, чем больше объем просасываемого воздуха, тем выше гидравлическое сопротивление мельницы и расход энергии на аспирацию.

Для интенсификации измельчения рекомендуется также вводить в мельницу специальные добавки -- интенсификаторы помола. К ним относятся многие ПАВ: спирты, фенолы, этаноламины и т. д. Их присутствие создает в полости мельницы адсорбционно-активную среду. Проникая в микротрещины материала, ПАВ снижают сопротивляемость его размолу. Кроме того, адсорбция ПАВ на поверхности образующихся при размоле мельчайших частиц предотвращает их агрегирование. В результате производительность мельницы увеличивается на 20--30 % с соответствующим снижением удельного расхода электроэнергии. Кроме того, улучшается текучесть размалываемого материала, что благоприятно изменяет характер движения материала и мелющих тел и ускоряет процесс помола. Применение ин-тенсификаторов помола в первую очередь целесообразно при измельчении прочных, трудно размалываемых материалов.

Гомогенизация и корректирование порошкообразных сырьевых смесей. При сухом тонком измельчении материалов получить однородную смесь постоянного состава значительно труднее, чем при мокром. Соответственно при сухом способе производства портландцемента требования к качеству корректирования и гомогенизации получаемой шихты особенно строгие. Применяется порционное и поточное корректирование. При порционном корректировании сырьевая мука из мельниц системой пневматических и механических транспортных устройств подается в корректирующий силос. После проверки ее состава в тот же силос перекачивается необходимое количество корректирующей сырьевой муки, и компоненты перемешивают до получения однородной смеси. Готовая сырьевая мука поступает в запасные силосы.

Поточное корректирование сырьевой смеси позволяет сократить его длительность, снизить расход энергии и капитальные затраты, но оно возможно только при выполнении следующих условий: на помол необходимо подавать сырьевые компоненты заданного и однородного химического состава; дозирование осуществлять точными устройствами с автоматическим регулированием; надежно и оперативно контролировать и регулировать все стадии приготовления сырьевой смеси.

Поступающие с карьеров на завод известняк и глина после первой стадии дробления проходят через контрольные станции определения их химического состава. Результаты анализов используются для первичного дозирования с относительно невысокой точностью (±3--4 %). Дозированные известняк и глину подают в мельницы самоизмельчения, где готовят грубомолотые смеси двух составов с повышенным и пониженным титром -- соответственно «высокую» и «низкую». Это позволяет предъявлять менее строгие требования к первичному дозированию и осуществлять при вторичном дозировании оптимизацию химического состава сырьевой смеси путем оперативного маневрирования «высокими» и «низкими» силосами и управления дозаторами. Ориентировочные значения соотношений известняка и глины в «высокой» и «низкой» смесях должны составлять соответственно: 90:10 % и 70:30 %, т. е. быть достаточно близкими, чтобы не создавать затруднений при их сушке. Дозированная смесь «высокого», «низкого» материалов и огарков контролируется каждые 5--10 мин и подается элеватором в центробежный сепаратор. Здесь отделяют тонкие фракции, а крупка возвращается на домол в мельницу. В месте последующего объединения обоих потоков снова определяется их состав. Объединенный поток готовой сырьевой муки поступает в промежуточный силос.

Его размеры должны обеспечивать продолжительность заполнения в течение 8--10 ч. Промежуточные силосы не решают задачи усреднения состава шихты. Цель их установки -- это создание запасов грубодозированной сырьевой смеси известного химического состава. Из силосов сырьевая смесь поступает на дозаторы по массе, осуществляющие окончательное точное дозирование перед домолом сырья в шаровой мельнице.

Смесительные силосы -- это металлические или железобетонные цилиндрические емкости с плоским или коническим днищем. Диаметр силосов составляет от 5--6 до 12--18 м, вместимость 400--4000 м3. Наилучшие условия перемешивания достигаются при отношении высоты силоса к его диаметру от 1,5:1 до 2:1. Предпочтительны силосы с плоским основанием, так как в них гарантируется более равномерное распределение воздуха.

Гомогенизация приготовленных сырьевых смесей производится аэрацией порошков. Сырьевую муку перемешивают сжатым воздухом, подаваемым через воздухопроницаемое днище. Его поверхность на 50--80 % выложена специальными коробками, состоящими из металлического корпуса и пористой аэроплитки. Аэроплитки изготовляют керамические, из металлокерамических сплавов, текстиля и др. Чаще применяют керамические аэроплитки с воздухопроницаемостью 3-- 5 м3/ч на 1 м2 плитки толщиной 1 см. Аэроплитки могут быть заменены прочной пористой тканью.

В коробки под аэроплитки нагнетают воздух под давлением (0,18--0,28 МПа). Он проходит тонкими струями через поры в плитках и вырывается в объем силоса. При подъеме вверх воздух увлекает за собой частички муки. Место поднятого воздушной струей материала занимает находящаяся рядом неаэрированная шихта. Таким образом, постепенно вся масса сырьевой муки, находящейся в силосе, приходит в движение и перемешивается. Применяемый для аэрации сжатый воздух должен быть предварительно очищен от влаги и масла. Если этого не сделать, то происходят агломерация порошкообразного материала, замазывание аэроплиток и ухудшение процесса перемешивания.

1.3 Технологическая схема производства портландцемента

При производстве портландцемента сухим способом применят следующую технологическую схему. Поступающие из карьера известняк и глину с низкой влажностью после дробления направляются в сырьевую сепараторную мельницу для одновременного помола и сушки. Полученная сухая сырьевая смесь транспортируется пневматическими установками к смесительным силосам, в которых перемешиваются сжатым воздухом и корректируются. При использовании пластичного глинистого компонента сырьевая мука из силосов направляется в смесительные шнеки, где увлажняется 8-10% воды. Затем эта масса поступает на грануляторы, куда одновременно подается добавочная вода. Здесь происходит образование прочных гранул с влажностью 12-14%, поступающих затем в печь на обжиг. При непластичном глинистом компоненте сырьевая мука транспортируется в питательные дозаторы печи непосредственно из смесительных силосов.

Сырьевая смесь может обжигаться в коротких вращающихся печах с запеченными установками различных конструкций или в длинных вращающихся печах. При обжиге в автоматических шахтных печах, на спекательных решетках и во вращающихся печах конвеерными кальцинаторами сырьевая смесь должна подаваться только в виде прочных гранул. Дальнейшие этапы технологической схемы такие же, как и при получении цемента по мокрому способу.

При мокром способе легче получить однородную сырьевую смесь. Поэтому при значительных колебаниях химического состава известнякового и глинистого компонента он чаще применяется. Этот способ используют и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, которые нужно удалить, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа - это значительно больший расход топлива.

Сухой способ производства целесообразен при сырье с относительно меньшей влажностью и более однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах. Расход топлива при сухом способе во вращающихся печах гораздо меньше, чем при мокром. Поэтому доля сухого способа производства все возрастает, и она должна в ближайшее время значительно увеличиться. производство портландцемента помол сырьевой

Краткая технологическая схема производства портландцемента изображена на рисунке:

Рис. 1. Технологическая схема производства портландцемента.

Размещено на http://www.allbest.ru