Разработка на базе концепции интенсивного энергосбережения перспективной модели энергоматериалосберегающей системы обжига на цементный клинкер

• Автор: Напалков, Николай Геннадиевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание

Введение. Цель. Постановка задачи и методологическая база работы

Глава 1 Анализ энергетической эффективности и прогноз резерва интенсивного энергосбережения действующего теплотехнологического комплекса производства цементного

клинкера на базе естественных сырьевых материалов

1.1. Технологическая и структурная схемы производства цементного

клинкера по мокрому и сухому способам

1.2. Компьютерная программа и исходные данные для анализа энергоиспользования и прогнозных характеристик энергосбережения действующих комплексов производства

цементного клинкера по мокрому и сухому способам.

1.3. Видимый удельный расход топлива и геометрические

характеристики вращающихся печей мокрого и сухого способов

производительностью тонн клинкера в час.

1.4. Карта энергоматериалопотребления и энергоемкость
производства цементного клинкера по мокрому способу
1.5. Карта энергоматериалопотребления и энергоемкость
производства цементного клинкера по сухому способу.
1.6. Энергоемкость производства цементного клинкера по мокрому способу в ТТК с термодинамически идеальной
теплотехнологической установкой
1.7. Энергоемкость производства цементного клинкера по сухому способу в ТТК с термодинамически идеальной
теплотехнологической установкой
1.8. Критерии энергоиспользования, теоретически минимальное технологическое теплоэнергопотребление, критерии энергетической эффективности мокрого вариант I и сухого вариант II способов производства цементного клинкера
Выводы по главе 1.
Глава 2 Анализ энергетической эффективности производства
цементного клинкера по вариантам III и IV.
2.1. Технологическая и структурная схемы производства цементного
клинкера по вариантам III и IV
2.2. Компьютерные программы и исходные данные для анализа энергоиспользования и прогнозных характеристик энергосбережения ТТК производства цементного клинкера по
вариантам III и IV
2.3. Видимый удельный расход топлива и геометрические характеристики теплотехнологических установок ТТК
производства цементного клинкера по вариантам III и IV
2.4. Карта энергоматериалопотребления и энергоемкость технологии
производства цементного клинкера в ТТК3 по варианту III
2.5. Карта энергоматериалопотребления и энергоемкость технологии
производства цементного клинкера в ТТК4 по варианту IV
2.6. Энергоемкость производства цементного клинкера по варианту III с термодинамически идеальными
теплотехнологическими установками
2.7. Энергоемкость производства цементного клинкера по варианту IV с термодинамически идеальными
теплотехнологическими установками
2.8. Критерии энергоиспользования, теоретически минимальное технологическое теплоэнергопотребление, критерии энергетической эффективности производства цементного
клинкера по варианту III варианту IV.
Выводы по главе 2
Глава 3 Анализ энергетической эффективности комбинированного
производства клинкерного полупродукта и металлургического полупродукта на металлургическом предприятии вариант V
3.1. Технологическая и структурная схемы комбинированного
производства.
3.2. Компьютерная программа и исходные данные для расчета энергетических и некоторых геометрических характеристик теплотехнологических установок ТТСзм производства клинкерного полупродукта и металлургического полупродукта
по варианту V
3.3. Энергетические и геометрические характеристики,
принципиальноконструктивные схемы теплотехнологических
установок производства КП и МП по варианту V
3.4. Карта энергоматериалопотребления и общий приведенный
удельный расход первичного топлива на подготовку КП и МП
по варианту V.
3.5. Общий приведенный удельный расход первичного топлива на подготовку КП и МП в с термодинамически
идеальными теплотехнологическими установками.
3.6. Критерии энергоиспользования и теоретически минимальное технологическое теплоэнергопотребление комбинированного
производства КП и МП по варианту V
Выводы по главе 3
Глава 4 Анализ энергетической эффективности ТТС5ц производства
цементного клинкера на базе КП вариант V
4.1. Технолотческая и структурная схемы ТТС5ц
4.2. Компьютерная программа и исходные данные для анализа энергоиспользования и прогнозных характеристик энергосбережения ТТС5Ц производства цементного клинкера на
основе КП по варианту Уц
4.3. Видимый удельный расход топлива и геометрические характеристики элементов теплотехнологической установки ТТСзц производства цементного клинкера на основе КП по варианту V ЮО 4.4. Карта энсргоматериалопотребления и приведенный удельный расход первичного топлива на реализацию технологии
производства цементного клинкера в ТТС5Ц по варианту V ЮЗ
4.5. Карта энергоматериалопотребления и приведенный удельный расход топлива на реализацию технологии производства цементного клинкера на основе КП в ТТС5ц с термодинамически идеальными теплотехнологическими установками
4.6. Критерии энергоиспользования, теоретически минимальное технологическое теплоэнергопотребление, критерии энергетической эффективности производства цементного
клинкера по варианту V
Выводы по главе 4.
Общие выводы по работе.
Список литературы


Видимый расход топлива на обжиг клинкера по сухому способу производства с циклонными теплообменниками составляет около 7 кг. КПД вращающейся печи достигает 7, что заметно лучше аналогичных показателей мокрого способа. Однако, и в данном случае табл. Конечно, как в первом, так и во втором случаях, существенное значение имеют потери с уходящими газами и в окружающую среду. Развитие цементной промышленности в стране на ближайшие годы предусматривает перевод мокрого на сухой способ производства. Перспективность применения сухого способа подтверждается опытом мировой цементной промышленности. НИИ Цемент на год. Таблица I. Теплота сгорания природного газа Ох. Расход на испарение физической влаги Оадс. Физическая теплота топлива Зф. Теплота сырьевой смеси 3с ,2 0,8 4 Потери с уходящими газами Оо. Тепло экзотермичес кнх реакций образования клинкерных минералов Оэкз 7,6 6,8 5 Потери в окружающую среду Зо. Тепло образования метакаолина окт ,9 0,4 8 Эффект образования жидкой фазы Ож. Итого Ррас ,6 0 Итого Зприх ,6
Табица 2. Теплота сгорания природного газа Ох т. Расход на испарение физической влага Рс. Физическая теплота топлива Рфт. Теплота сырьевой смеси Ос ,4 0,9 4 Потери с уходящими газами Ро. Тепло экзотермических реакций образования клинкерных минералов Ржз 7,6 ,1 5 Потери в окружающую среду Рос. Тепло образования метакаолина Омег ,9 0,7 7 Потери с выходящей сырьевой смесыо после сушки Рс. Эффект образования жидкой фазы Рж. Японии, Испании и Германии составляет 0, в Италии , в США более , в странах Европы 7. Вместе с тем следует отметить, что при обжиге клинкера во вращающихся печах на базе естественных сырьевых материалов трудно ожидать дальнейшего большого снижения расхода топлива. Принципиальные возможности глубокого снижения топливоэнергетических ресурсов в производстве цементного клинкера можно ожидать, но на базе других сырьевых материалов и положений концепции интенсивного энергосбережения. Но вместе с тем имеются еще значительные резервы энергосбережения, основанные на использовании альтернативных сырьевых компонентов металлургических шлаков, при этом органически вписываясь в технологическую схему предприятия черной металлургии. Для уменьшения затрат на декарбонизацию известняка, как известно можно использовать альтернативную сырьевую смесь с более низким его содержанием, например с использованием доменного шлака черной металлургии. Гранулированные доменные шлаки находят широкое применение в качестве добавки к цементному клинкеру для получения портландцемента содержание доменного шлака до и шлакопортландцемента содержание доменного шлака может колебаться в пределах 9. Другим способом использования доменных шлаков является использование доменных шлаков в качестве добавок к сырьевой смеси 9. Примерный состав сырьевой смеси при использовании доменных шлаков в качестве добавок дан в табл. З. Применение доменных шлаков с низкой влажностью до 5 приводит к уменьшению затрат на декарбонизацию и на сушку смеси. Таблица 3. Наименование Норма расхода, кгт. Соотн. Известняк 5 кгт. Доменный шлак 2 кгт. Железная руда кгт. Всего 1 8 кгт. Отмеченным выше не ограничиваются возможности дальнейшего повышения энергетической эффективности. Заметные возможности этого открываются на базе использования теплоты доменных огненножидких шлаков. Доменные огненножидкие шлаки покидают печи при температуре С и обладают значительной теплоемкостью. Если их гранулировать, тепло огненножидких шлаков безвозвратно теряется. При этом к тому же, цементное предприятие получает шлак повышенной влажности, что приводит к дополнительным затратам теплоты на сушку шлака 9. Физическое тепло огненножидкого доменного шлака может идти на подготовку сырьевой смеси, а именно на частичную декарбонизацию и сушку природного компонента известняка СаСОз. Совмещение процесса охлаждения расплава шлака и термической подготовки сырьевой смеси позволит использовать физическое тепло непосредственно в технологическом процессе. Такую подготовку необходимо проводить на металлургическом предприятии.