Оптимизация состава сырьевых шихт и параметров комбинированной системы обжига клинкера на основе эксергетического анализа

• Автор: Вердиян, Аспандар Мэлсович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Принципиальные схемы классических технологий цемента
1.2. Новые способы снижения энергозатрат при получении цементного клинкера
1.3. Методы оценки эффективности обжиговых систем
1.4. Эксергетический анализ химико-технологических систем
1.5. Выводы
1.6. Постановка задачи и выбор направления исследований
2. МЕТОДИЧЕКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СОСТАВА ШИХТЫ
2.1. Теоретические основы метода
2.2. Алгоритм и методика расчета оптимальных сырьевых шихт
2.3. Выводы
3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТА И ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ СЫРЬЕВЫХ ШИХТ
3.1. Программное обеспечение автоматизированной системы расчета
3.2. Проверка применимости автоматизированной системы расчета
3.3. Применение автоматизированной системы расчета для действующих производств
3.4. Выводы
4. КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБЖИГА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ-НОГО КЛИНКЕРА
4.1. Принципиальная схема комбинированной обжиговой системы
4.2. Технологический модуль превращения сырья
4.3. Оценка энергетической эффективности комбинированной системы
4.4. Выводы

5. РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ ОБЖИГА КЛИНКЕРА ДЛЯ АО«СОДА»
5.1. Технологическая схема обжиговой системы
5.2. Расчет параметров шихты для комбинированной обжиговой системы с помощью автоматизированной системы расчета
5.3. Определение эксергий потоков в новой обжиговой системе
5.4. Эксергетический анализ обжиговой системы
5.5. Экспериментальные исследования процесса
5.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ:
№1 - Акт внедрения от кафедры ХТСМ МИКХиС
№2 - Акт внедрения от АО «ОсколЦемент»
№3 - Акт внедрения от АО «Сода»

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Промышленность строительных материалов всегда являлась крупным потребителем сырьевых и энергетических ресурсов, и естественно, что ее основная подотрасль - производство цемента - также относится к числу энергоемких технологий.
Изменившиеся в последнее время экономические условия - рост цен на топливо, электроэнергию, транспортные перевозки, материалы, - привели к повышению удельного веса материальных затрат в себестоимости цемента до 75-85%, в т.ч. топлива и электроэнергии - более 50%. Поэтому ресурсосбережение, всегда относившееся к числу основных направлений повышения энергетической, экономической и экологической эффективности цементного производства, сегодня приобретает особую значимость [1-3].
Используемые для снижения себестоимости цемента на 10-15% традиционные методы интенсификации цементного производства, такие как перевод завода с мокрого способа производства на сухой или полусухой и другие, являются высокозатратными. Для реконструкции производства мощностью 1 миллион тонн цемента в год требуется более 600 миллионов рублей. Поэтому такие методы практически нереализуемы в настоящее время. В связи с этим наиболее перспективными становятся технологические приемы интенсификации производства и энергосбережения, не требующие существенной реконструкции, сложных технических решений и позволяющие заводам без привлечения внешних инвестиций собственными силами реализовать такие разработки [71-101].
К числу таких решений относятся технологически жестко связанные между собой разработки по оптимизации состава исходной сырьевой шихты и созданию новой комбинированной системы обжига портланцементного клинкера [114-126].
Комплексное их сочетание - оптимизация на основе эксергетического анализа состава сырьевых шихт и выбор параметров комбинированной системы

Из этих данных следует, что для того, чтобы обеспечить одинаковую растекаемость шламов № 1 и № 3, равную растекаемости шлама № 2, необходимо обеспечить равенство эксергий для этих шламов, что может быть достигнуто только изменением соотношения твердого к воде, т.е. изменением влажности шламов. При этом получаем, что
для сырьевой шихты № 1: Ешл.] = 165x0,74 + 0,26x60 = 137,7 кдж/кг для сырьевой шихты № 3: Ешл.з = 195x0,58 + 0,42x60 = 138,3 кдж/кг Тогда влажности этих шламов, обладающих необходимой растекаемо-" стью, определяются из следующих соотношений:
= (0,9x5 + 0,1x20)074 + 0,26x100 = 30,8%
'У/з = (0,7x5 + 0,3x20)0,58 + 0,42x100 = 47,5%
Итак, для того, чтобы обеспечить одинаковую растекаемость шламов, полученных из трех разных шихт, необходимо, чтобы ¥] = 30,8%, ¥2 = 40,2% и — 47, 5%.
Полученные данные свидетельствуют о существенном влиянии соотношения карбонатного и глинистого компонентов (а значит, КН, п, р) на р и ¥ шлама и, следовательно, на расход топлива при обжиге этих шламов. И если С>2 = С>тт, то (Д и Оз будут больше 02: соответственно, в первом случае вероятно за счет пересушки шлама, во втором - за счет повышенной влажности.
Повышенные энергозатраты при обжиге шламов на основе сырьевых шихт № 1 и № 3 очевидны. Поэтому для достижения минимальных энергозатрат необходимо скорее менять сырьевую шихту, т.е. переходить на шлам № 2, а не использовать и внедрять для этих шихт и соответственно шламов другие известные из практики технические решения направленные на снижение влажности шламов. Эти соображения подтверждаются имеющимися в технической литературе данными [5] о неоднозначном влиянии влажности шламов на расход топлива при их обжиге и, в частности, о повышенном расходе топлива при влажности шлама меньше 'пт.