Вопросы для самоподготовки
1. Технология производства цемента.
2. Характеристика аэрозолей, образующихся при подготовке сырьевых компонентов – сушке, измельчении.
3. Характеристика аэрозолей, образующихся на стадии обжига.
4. Основное пылеулавливающее оборудование для очистки отходящих газов обжиговых печей производства цемента.
5. Методы утилизации пыли обжиговых печей производства цемента.
6. Особенности химического и минералогического состава пыли обжиговых печей производства цемента.
7. Содержание тяжелых металлов в запечной цементной пыли.
8. Пылеулавливающее оборудование цементных мельниц.
9. Использование промышленных отходов в составе сырьевой смеси производства цемента.
10. Использование промышленных отходов взамен части клинкера, основные требования к ним.
11. Промышленные отходы – топливосодержащие компоненты.
12. Чем обусловлено повышенное содержание соединений Cr(VI) в составе цементной пыли?
13. Классификация пыли обжиговых печей по содержанию щелочей.
14. Как распределяются энергетические затраты на производство цемента?
15. Как изменяется содержание щелочей и сульфатов в цементной пыли обжиговых печей, осаждаемой в электрофильтре от первого к последнему полю?
16. Какие сырьевые материалы характеризуются повышенным содержанием тяжелых металлов?
6. Производство гипсовых вяжущих
Строительными вяжущими являются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобоукладываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело. Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, состоящие из полуводного гипса и ангидрита. Получение их основано на способности двуводного гипса СаSО4·2Н2О в процессе нагревания частично или полностью дегидратироваться.
Гипсовые вяжущие вещества изготовляют из гипсового камня, представляющего собой в основном двуводный гипс СаSО4·2Н2О, ангидрит СаSО4, и некоторых отходов химической промышленности, содержащих преимущественно двуводный или безводный сульфат кальция. Химически чистый двуводный гипс состоит из 32,56% СаО; 46,51% SО3 и 20,93% воды. Содержание СаSО4·2Н2О в предварительно высушенном до постоянной массы гипсовом камне должно быть, согласно ГОСТ 4013-82, не менее 95, 90, 80 и 70% соответственно для 1, 2, 3 и 4 сортов.
Из отходов промышленности, которые могут быть использованы для производства гипсовых вяжущих, следует отметить гипсосодержащие отходы более 50 разновидностей - фосфогипс и фосфо-полугидрат, борогипс, фторангидрит и фторгипс, цитрогипс, гидролизный гипс, серогипс, титаногипс, рапной гипс и др. Цитрогипс - отход производства пищевой лимонной кислоты, образование которого происходит при разложении цитрата кальция серной кислотой по реакции:
Ca3(C6H8O7)2+3H2SO4+nH2O 2C6H8O7 + 3(CaSO4 2H2O) + (n-6)H2O.
Основной химический состав цитрогипса, % масс.: СаО – 29,7-31,5; SO3- 44,0-45,5;SiO2- 0,3-1,5;R2O3- 0,3-1,2;R2O- 0,1-0,4; п.п.п. - 22,0-23,0;CaSO42H2O- 90-96%. В качестве примесей в пересчете на сухое вещество содержатся: оксалат кальция – 3-10%, лимонная кислота и ее соли – 0,1-0,2%, остальные примеси – до 0,5%.
Производство гипсового вяжущего сводится в основном к дроблению, обжигу гипсового камня и помолу вяжущего. Дробление гипсового камня осуществляется в щековых, конусных и молотковых дробилках. Помол гипса - в различных мельницах. Обжиг гипсового вяжущего производится в варочных котлах или вращающихся печах, используя в качестве топлива природный газ. Схема производства строительного гипса представлена на рис. 1.
Основным процессом при термической обработке двуводного гипса является его дегидратация, происходящая по реакции:
СаSО4·2Н2О СаSО4·0,5Н2О + 1,5Н2О (1)
Вращающаяся печь – непрерывно действующий аппарат, в котором обжиг гипса может осуществляться как по методу прямотока, так и противотока. В первом случае гипс омывается газами высокой температуры в начальный период обжига, а во втором – в конце его. Температура входящих в печь газов при прямотоке 950-1000оС, а при противотоке 750-800оС. Температура отходящих из печи газов при прямотоке 170-220оС, а при противотоке 100-110оС. Вращающимися печами в гипсовой промышленности служат обычно применяемые для сушки сыпучих материалов сушильные барабаны длиной 8-14 м и более, диаметром 1,6 и 2,2 м, производительностью 5-15 т/ч.
6
11
7
5 12
8 10
2 9
4
3
1
14
13
Рис. 1. Схема производства строительного гипса с применением вращающихся печей: 1 – лотковый питатель; 2 – бункер гипсового камня; 3 – ленточный транспортер; 4 – молотковая дробилка; 5 – элеваторы; 6 – шнеки; 7 – бункер гипсового щебня; 8- тарельчатые питатели; 9 – вращающаяся печь типа сушильного барабана; 10 – бункер обоженного щебня; 11 – пылеосадительная камера; 12 – вентилятор; 13 – шаровая мельница; 14 – бункер готового гипса.
Выходящий из печи обожженный материал направляется на размол в бункеры томления. При помоле продукт быстрее становится более однородным за счет обнажения внутренних слоев зерен, более быстрой дегидратации оставшегося дигидрата и гидратации растворимого ангидрита.
Для гипсовых заводов характерна повышенная концентрация пыли и влаги в воздухе. Для предотвращения пылевыделения используются эффективные многоступенчатые системы очистки, в которых на первой стадии в пылеосадительных камерах и циклонах улавливаются крупные частицы, на второй – в циклонах и батарейных циклонах – более мелкие и на третьей – в электрофильтрах – осаждаются мельчайшие фракции. В процессе обжига образуется большое количество углекислого газа. Газообразные продукты не должны проникать в помещение, для чего используется надежная герметизация технологического оборудования.