Исследование системы обжига клинкера, состоящей из вращающейся печи и технологического модуля механотермохимического превращения сырья

• Автор: Фидельман, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Теоретически минимальный расход теплоты на обжиг клинкера
1.2. Мокрый способ производства
1.3. Использование топливосодержащих и других отходов при
обжиге клинкера по мокрому способу
1.4. Сухой способ производства
1.5. Комбинированные системы приготовления и обжига
сырьевой смеси
1.6. Новые системы обжига
1.7. Новые способы приготовления и обжига комбинированной
сырьевой смеси
ВЫВОДЫ
1.8. Постановка задачи и направление исследований
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
СХЕМ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПРИМЕРЕ
ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА О АО “СОДА”
3.1. Описание существующего цементного производства
3.2. Разработка технологической схемы обжига комбинированной сырьевой смеси при подаче отходов производства извести в
зону подогрева вращающейся печи 4 х 150 м
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОЙ
СИСТЕМЫ ОБЖИГА
4.1. Разработка методики расчета удельного расхода топлива
4.2. Алгоритм расчета
4.3. Результаты расчетов и их обсуждение
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ
ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА ПРИ ПОДАЧЕ ТОНКОМОЛОТЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ В ЗОНУ ПОДОГРЕВА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ
ПЕЧИ 4 х 150 м
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ ;
Акт промышленных испытаний вращающейся печи 4x150м при подаче “недопала” в зону подогрева печи №1
Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования “недопала” при обжиге клинкера №2

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.
Прогрессивные тенденции, определяющие в настоящее время развитие цементной промышленности, можно характеризовать в первую очередь поиском путей уменьшения потребления тепловой и электрической энергии на единицу произведенной продукции.
В настоящее время на производство цемента в нашей стране расходуется более 25 млн. тонн условного топлива, при этом доля энергоресурсов в себестоимости цемента составляет более 50 % [1].
Наиболее энергоемким переделом в производстве цемента является обжиг клинкера, на который расходуется более 80% от общих энергозатрат на производство цемента [2], что в решающей степени сказывается на энергоиспользовании и качестве продукта обжига.
Важность вопроса вызвала многочисленные технологические и конструкторские решения во всем мире, направленные на рационализацию систем обжига цементного клинкера [3], из которых в качестве основных можно выделить следующие:
- строительство мощных технологических линий, оснащенных технологическим оборудованием высокой единичной мощности;
- использование промышленных отходов, вторичного сырья, а также сырья, представляющего интерес с энергетической точки зрения, и материалов, частично заменяющих классические виды сырья и топлива;
- все более широкое использование каменного и в некоторых случаях бурого углей в качестве технологического топлива, заменяющего дорогостоящие мазут и природный газ;
- применение низкотемпературных технологий обжига;
- использование нетрадиционных видов энергии (электрической, солнечной и др.);
- преимущественная ориентация на сухой способ производства;
- новые технологии обжига (например, спекание в кипящем слое);
- перевод печей мокрого способа на полумокрый (полусухой) и комбинированные способы;
- разработка новых систем обжига, в максимальной степени использующие преимущества мокрого и сухого способов производства.

В японских установках, использующих спекание клинкера в КС различаются 2 варианта организации технологического процесса: предварительная высокотемпературная грануляция сырьевой муки перед спеканием в реакторе КС [69] и использование клинкерной “затравки” по методу Пайзела [70].
Схема первого варианта с высокотемпературным гранулятором, разработанная ф. "Кавасаки”, состоит из пятиступенчатого циклонного теплообменника NSP,, двухкамерного декарбонизатора, многокамерного реактора кипящего слоя и холодильника кипящего слоя.
В отличие от реактора Пайзела в этой схеме не требуется рециркуляции в реактор клинкерной “затравки”, что привело бы к дополнительному расходу топлива.
Благодаря равномерности температур в реакторе снижено образование NQx. Достаточно крупные размеры гранул обеспечивают устойчивость КС.
Второй вариант японских установок КС разработан фирмой IHI& CHICNIBU CEMENT Со, Ltd. Он отличается от предыдущего двумя особенностями, в остальном повторяя его:
- Отсутствие грануляционной камеры. Для обеспечения кипения в реакторе, в него подаются частицы клинкера размером 0.5-1.5 мм, на которые налипают частицы муки с определенным количеством жидкой фазы. В процессе спекания происходит рост и уплотнение гранул.
Температура спекания в реакторе не выше 1350оС, что является отличительной особенностью любых процессов спекания клинкера в КС.
- Двух стадийное охлаждение клинкера в кипящем слое и плотном слое. Это обеспечивает более полную утилизацию теплоты клинкера.
Все японские установки с КС предназначены для использования в технологических схемах минизаводов мощностью до 100 тыс. т. в год.
Российские разработки обжига клинкера в КС [71,72] в части высокотемпературной грануляции и спекания сходны с японскими. Главной и принципиальной отличительной особенностью является способ и аппаратурное оформление подготовки сырьевых материалов к грануляции и спеканию. Российские схемы включают вновь разработанный аппарат - реактор декарбонизатор-измельчитель (РДИ), в котором осуществляется одновременная термохимическая обработка материала с его декарбонизацией и измельчением. Сушка и подогрев исходных сырьевых материалов в кусковом виде происходит в теплообменнике плотного слоя отходящими из РДИ