Файл: Волженский А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 2
Т а б л и ц а 11.1. Технические характеристики электрофильтров
|
Электрофильтры |
|
Показатели |
УГХ-2-10 |
УГ1-3-Ю |
Ц7.5-СК |
Площадь |
активно |
7,5 |
10 |
||
го сечения в м2 |
|||||
Количество |
коро- |
|
|
||
■нирующих |
элек |
14 |
20 |
||
тродов |
в шт. . |
||||
Общая |
активная |
|
|
||
длина |
короли- |
|
|
||
рующих |
элек |
924 |
1120 |
||
тродов в пог. м. |
|||||
Количество |
осади |
|
|
||
тельных |
элек |
16 |
22 |
||
тродов в шт. . . |
|||||
Общая |
площадь |
|
|
||
осаждения |
оса |
|
|
||
дительных |
элек |
|
422 |
||
тродов |
в |
м2 . . |
|
||
Температура |
|
газа |
|
|
|
на входе в элек |
200 |
250 |
|||
трофильтр |
в °С |
||||
Рекомендуемая |
|
|
|||
скорость |
в |
ак |
|
|
|
тивном |
сечении |
0,8—1 |
0,8 - Г |
||
1в м/сек |
. . . |
||||
Габариты |
в м . . |
14X2,79X7,85 |
10,74X3,43 X |
||
|
|
|
|
|
XI 1,37 |
Масса в |
г |
. . . |
22,7 |
46 |
10
30
1680
33
633
250
000 1 15,54X3,49X12
62
Гипсовый порошок, осажденный в системе пылеочистки, поступает в расходные бункера, размещаемые у уста новки для обжига, в частности у варочного котла
(рис. II. 5).
В настоящее время выпускаются гипсоварочные кот лы малой емкости (3—5 ж3) и большой (15—25 ж3) с жаровыми трубами. .
После прогрева котла в него начинают постепенно загружать гипсовый порошок при включенной мешалке. Продолжительность варки зависит от размера котла, от особенностей сырья и температуры его в момент за грузки в котел, а также от степени частичной дегидра тации поступающего в него гипса. Обычно длительность варки колеблется в пределах от 1 до 3 ч. На рис. II. 6 представлена характерная кривая варки гипса, на кото-
45
Рис. II.5. Гипсоварочный котел
/ —вертикальный стальной барабан: 2—сферическое днище; 3—вертикальный вал; 4—лопасти; 5—крышка; 5—жаровые трубы; 7—дымовая труба: 8—шнек; 9—труба для удаления паров воды: 10—люк; 11—шибер для выпуска готово
го гипса
рой отчетливо выделяются три участка: А Б — соответ ствует нагреву порошка от температуры, которую он имел при загрузке, до температуры примерно 120° С; ли ния БВ соответствует процессу обезвоживания гипса и испарения гидратной воды, этот период характеризуется «кипением» массы, и, наконец, последний — участок
46
дальнейшего подъема температуры полугидрата. По ме ре прекращения парообразования и увеличения плотно сти (удельного веса) материала он оседает в котле (первая «осадка» гипса). Нагревание материала с подъемом температуры до 170—200°С может привести к обезвоживанию полуводного гипса до растворимого ангидрита (вторая «осадка» гипса) и к ухудшению его качества.
Рис. 11.6. Температурная кривая варки гипса Но вомосковского месторож дения
Уменьшению водопотребности продукта и повышению его прочностных свойств способствует добавка в гипсо варочный котел поваренной соли. По данным В. А. Ипа тьевой при добавке соли в количестве 0,1—0,15% массы гипса нормальная густота снижается до 45—50%, а прочность продукта увеличивается до 150 кгс]см2 и более.
Для снижения водопотребности строительный гипс иногда подвергают искусственному «старению», которое сводится к обработке готового продукта паром. Проис ходящее при этом оводнение гипса с образованием на его частичках пленок двугидрата при последующем затворении водой позволяет снизить водопотребность.
По данным ряда исследователей, улучшению качест ва гипса способствует вторичный помол гипса в шаро вых мельницах после варки. Во время размола в ша ровых мельницах обнажается двугидрат, оставшийся необезвоженным в ядре частиц. Под влиянием тепла, раз вивающегося от трения и ударов шаров, CaS0 4-2H20 дегидратируется, а растворимый ангидрит присоединяет водяные пары и переходит в полуводный гипс. Одновре менно с измельчением частицам придается таблитчатая, чешуйчатая форма, улучшающая пластические свойст ва материала. В мельницу рекомендуется загружать гипс с температурой не выше 80—82°С. Во время из
47
мельчения его температура повышается до 118—120° С. Загрузка мелющих шаров диаметром от 2,5 до 4 см должна приниматься из расчета 2 т шаров на 1 т из мельченного гипса в час.
Гипс в варочных котлах не соприкасается непосред ственно с топочными газами. В процессе варки он ин тенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высо кого качества, состоящего из лолуводного гипса без при месей других модификаций водного и безводного суль фата кальция. Это имеет важное значение, так как на личие двугидрата даже в небольшом количестве (1—2%), а также обезвоженного полугидрата, и особен но растворимого ангидрита, способствует значительному увеличению водопотребности продукта и, следовательно, снижению его прочностных показателей.
На отечественных гипсовых заводах предусмотрена тепловая блокировка варочных котлов и шахтных мель ниц. Для сохранения основных параметров производст ва при увеличении емкости котлов необходимо обеспе чить сжигание большого количества топлива. Теплопроизводительность же топочных устройств имеет опреде ленные пределы. Это не всегда принимается во внима ние при реконструкции и наращивании котлов. В ре зультате применяется вынужденная форсировка топки и повышение температуры факела горения, что наруша ет температурный режим во всей системе. Форсировка топочного процесса, особенно при работе на газовом или жидком топливе, неблагоприятно отражается на огнеупорной кладке топки, на днище и .нижней части обечайки котлов и снижает продолжительность их служ бы.
Дополнительный съем гипса может быть достигнут путем максимального использования тепла топочных га зов. Однако в этом случае необходимо учитывать сни жение теплопередачи с 1 м2 поверхности нагрева вслед ствие уменьшения разности средних температур газов и гипса по обе стороны стенок котла, а также ухудше ние условий сушки гипсового камня в шахтной мельни це и возможное удлинение цикла варки.
Весьма важной характеристикой является отношение активной площади теплопередачи (днища, жаровых труб и омываемой газами обечайки) к полезному, т. е. заполняемому материалом, объему гипсоварочного кот
48
ла. Практикой установлены наиболее выгодные соотно шения {F/V), которые равны примерно 3:1, т. е. около 3 м2 поверхности нагрева на 1 м3 объема котла.
Недостатком рассмотренной схемы обжига гипса в варочном котле является периодичность работы, затруд няющая автоматизацию производственных процессов. Поэтому как в Советском Союзе, так и за рубежом ве дутся работы по созданию гипсоварочных установок не прерывного действия.
Рис. II.7. Обжиг гипса в установ ке непрерывного действия
/ —бункер молотого гипса; 2—топка; 3—канал-распределитель газа; 4-~ка мера обжига; 5—ребристый перфори рованный под; б-—трубчатый шнековый питатель; 7—слой дегидратирующегося гипса; 8—выход готового вяжущего; 9—вертикальные перегородки; 10—от
сос влажного газа
На Ленинградском заводе гипсовых и мраморных из делий в 1967 г. была создана экспериментально-промыш ленная установка непрерывного действия для обжига гипса в псевдоразжиженном состоянии. Установка (рис. II. 7) состоит из газовой топки и прямоугольной обжи говой камеры с металлическим ребристым перфориро ванным подом, отделяющим камеру от нижней сужи вающейся части, которая примыкает к топке и служит
каналом — распределителем |
топочных газов. |
Ребра по |
да выполнены под углом к |
горизонту таким |
образом, |
что отверстия в них защищены выступающей кромкой ребра от возможности попадания в них порошка гипса. Над камерой обжига расположен бункер гипсовой му ки, снабженный винтовым питателем, который непре рывно и равномерно подает материал на под камеры. По длине камера обжига разделена поперечными пере городками на отдельные секции. Изменяя положение перегородок, можно регулировать слой гипса на поду. В перекрытии камеры установлены газоотводные пат рубки вытяжной вентиляционной системы.
'Топочные газы, проходя через отверстия пода, про низывают слой материала и, отдавая тепло, дегидрати руют его частицы. Скорость прохождения газов уста навливается из расчета, чтобы создаваемый ими под пор был достаточен для приведения слоя материала в
49
псевдоразжнжеипое состояние и перемещения его к раз грузочному концу камеры, но не настолько велик, что бы уносить с собой тонкие фракции гипса.
Установка снабжена автоматическими устройствами, позволяющими регулировать подачу гипса в камеру об жига (путем изменения числа оборотов винтового пи тателя), в зависимости от температуры готового вяжу щего, эвакуируемого из установки.
Производительность установки 6 т строительного гипса в час. Площадь пода 4 м2. Разрежение в камере обжига равно 5 мм вод. ст. Температура топочных га зов на входе в камеру составляет 800°С, а температура
отходящих газов 150°С. Расход |
условного |
топлива |
32 кг/т вяжущего. |
метода |
являются: |
Преимуществами предложенного |
полная автоматизация производственных процессов; вы сокое тепловое напряжение площади пода, составляю щее 250—270 тыс. ккал/ч\ компактность и малые габа риты установки; высокое качество получаемой продук ции.
В г. Вожур (Франция) построен один из крупней ших в Европе гипсовых заводов, оборудованный непре рывно действующим реактором-теплообменником для дегидратации гипса [99]. В основу конструкции реакто ра-теплообменника заложен принцип перемещения вин товым транспортером материала при одновременном подводе к нему тепла через обогреваемые поверхности ограждения (кожух транспортера) и самого винта (шнека). Часовая производительность реактора 23 т готового вяжущего.
К числу тепловых аппаратов непрерывного действия для обжига гипса, в которых использован принцип, не посредственного соприкосновения материала с теплоно сителем (топочными газами), относится агломерацион ная установка фирм «Гебрюнер Кнауф» и «Шильде» в
ФРГ [161].
Производство строительного гипса с обжигом во вращающихся печах (сушильных барабанах)
По схеме производства гипса с обжигом в барабане (рис. II. 8) в зависимости от размера кусков исходного гипсового камня и кусков, направляемых в печь, дроб ление осуществляют по одноили двухступенчатой схе-
50
ме в щековых или других дробилках. Исходное сырье дробят-до размера частиц 0—35 мм в диаметре.
На обжиг обычно направляют фракции гипсового щебня 10—20 и 20—35 мм. Фракция 0—10 мм является отходом производства и используется в качестве муки для гипсования почвы или после дополнительного по мола идет на обжиг в варочных котлах. Фракции 10—20 и 20—35 мм обжигаются раздельно. Материал элевато ром передают в расходный бункер и с помощью тарель чатого питателя непрерывно направляют во вращающую ся печь.
Рис. II.8. Схема производства гипса с обжигом во вращающихся печах (сушильных барабанах)
1—приемный бункер; 2—лотковый питатель; 3—ленточный транспортер; 4— молотковая дробилка; 5, 23, 27—элеваторы: 6—шнек; 7—бункер щебня; 8 и 16—> тарельчатые питатели; 9—бункер угля, 10—пневмозагрузчик угля; 11—скреб ковый трайспортер; 12—сушильный барабан; 13, 19, 20, 24, 26, 28—шнеки; 14— элеватор; 15—бункер обожженного щебня; 17—пылеосадительная камера; /5—вентилятор; 21—шаровая мельница; 22—течка; 25 и 29—бункер полуводного
гипса
Обжиг гипса может осуществляться за счет тепла газов, направляемых в печь, либо за счет передачи теп ла газов через стенки печи, как это происходит при наружном обогреве барабана. По направлению горячих газов относительно обжигаемого материала различают печи, работающие по принципу прямотока (направле ние движения газов и материала в печи совпадает) и противотока (газы и материал движутся навстречу друг другу). Последняя схема предпочтительнее, так как от личается пониженным расходом топлива.
Сушильные барабаны могут работать на твердом, жидком и газообразном топливе. Удельный расход ус ловного топлива в них составляет около 5—6% массы готового продукта. Температура газов в печах при вхо
51
де и выходе их соответственно равна: 950—1000 и 170— 220°С при прямотоке и 750—800 и около 100°С при про тивотоке.
Обожженный материал направляется в расходные бункера, расположенные у шаровой мельницы. Выдер живание его в бункерах обычно способствует улучше нию продукта вследствие дегидратации неразложившегося двугидрата за счет тепла, аккумулированного в ма териале, и перехода растворимого ангидрита в полуводный гипс.
Измельчение обожженного материала производят в одноили двухкамерных шаровых мельницах.
Обжиг гипса во вращающихся печах идет непрерыв но и поддается автоматизации. Получающийся при этом гипс отличается пониженной водопотребностью и повы шенным качеством. Этот способ производства в настоя щее время получил применение в отечественной и зару бежной практике.
Производство строительного гипса во взвешенном состоянии
Эта технология (рис. II. 9) включает следующие ос новные операции: дробление камня в щебень до размеров 0—40 мм; совмещенные сушку, помол и обжиг его в мельницах (шахтных, шаровых и т. п.) при температу ре входящих газов 600—700°С; осаждение обожженно го материала в пылеосадительных аппаратах; транспор тирование на склад готовой продукции.
Схемы получения гипса этим способом отличаются друг от друга типами устанавливаемых мельниц и дро билок, а также наличием или отсутствием рециркуля ции газов, прошедших пылеосадительные устройства.
Рециркуляция, хотя и связана с дополнительным расходом электроэнергии, позволяет использовать для разбавления горячих газов вместо холодного воздуха газы с температурой 120—130°С.
При совмещенном помоле и обжиге двуводного тип--
са дегидратация |
в основном идет в мельнице, а также |
в потоке газов |
при прохождении пылеосаднтельных |
устройств.
В тихоходных шаровых мельницах, где материал на ходится значительное время, процесс дегидратации про текает преимущественно в них. В быстроходных (азро-
г>2