книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

печи	осущ ествляется непосредственно		в	кипящем
слое	материала.
Газы , отходящие из зон обжига обеих печей					с
температурой 1 0 0 0 - 1 0 5 0 С , подаются в				футе­
рованные циклоны, в которых осаждается				мелкая
фракция вспученного материала,		составляющая			3 0 -
3 5 %	общ его количества готовой	продукции.
П осле футерованного циклона очищенные				газы
поступают в трубчатый теплообменник. Воздух,					по­
догретый в трубчатом теплообменнике до				темпе­
ратуры 4 0 0 - 5 0 0 С, подается в		печь	термоподго­
товки, Уловленная пыль из отходящих газов					печи
термоподготовки возвращается в печь обжига.					Го­
товый керамзитовый песок из слива			холодильника,

из бункеров футерованного циклона, циклонов холо­

дильника и теплообменника пневмотранспортом						по­
дается		на склад готовой продукции. Подача			возду­
ха на каждую технологическую			линию осуществля­
ется	от	нагнетателя воздуха	производительностью
2 4 0	0 0	м /ч с напором 1 8 0 0	мм	вод. ст.
Для		контроля технологического		режима	на	каж­
дой	линии предусмотрены приборы,			показывающие
расход		воздуха, газообразного	топлива,		темпе­

ратуру, разрежение, давление и перепады давлений. Контрольно-измерительные приборы собраны на од­

ном щите. Во всех тепловых агрегатах в	несколь­
ких точках измеряются температуры слоя,		разре­
жение и давление газов над слоем . Кроме		того,
предусмотрено автоматическое регулирование		тем­
пературы материала в печи обжига и	разрежения
газов во всех тепловых агрегатах. Температура в

печи обжига регулируется воздействием на количе­

ство подаваемого топлива, а разрежение в		тепло­
вых агрегатах - путем изменения	производитель­
ности отсасывающих дымососов.
Качество выпускаемого песка	контролируется в
соответствии с Техническими условиями на		керам­
зитовый песок ТУ" 2 1 - Р С Ф С Р -	5 3 1 - 7 2 ,

В Технических условиях							регламентируются:
зерновой			состав		керамзитового песка					(содерж а­
ние	фракции		менее		1 ,2	мм	- от	4 0	до 80% ,		в том
числе фракции менее 0 ,1 4							мм не менее 7% ;				зерен
размером		более		5	мм	допускается не более 5 % );
	марки	песка		5 0 0 , 6 0 0			и 7 0 0 ;
	предел прочности при сжигании в цилиндре (диа­
метром 7 5			мм	и вы сотой 1 5 0				м м )	определяется
для	фракции		размером			1 ,2 -2 ,5 ^ гм (прочность					дол­
жна быть		цр менее			4 0	кгс/см		для	мар^и		5 0 0 ;
5 0	кгс/см		для	марки		6 0 0 ; 6 0 кгс/см				для	мар­
ки	7 0 0 );
	потери массы при прокаливании песка									допуска­
ются в количестве					не более		2%	по м ассе;
	влажность керамзитового песка -								не более		2%
по	массе;
определение полноты обжига керам зитового пес­
ка	должно		производиться				факультативно			м ето­

дом адсорбции метиленовой сини на приборе Ф Э К -М
[711.
Харктеристика глинистого сырца и керамзитово­
го леска, получаемого при стабильном режиме					ра­
боты печей в процессе пусконаладочных				работ,
приведена в табл, 2 2 » Для более			четкого	выявле­
ния показателей свойств песка построены				гисто­
граммы, интегральные и дифференциальные				кривые
распределения	насыпных масс	и	гранулом етричес-
кйх составов	около 1 0 0 проб	керамзитового			песка

(рис, 5 5 , 5 6 ),		На рис, 5 5 видно, что				максималь­
ное количество случаев было получено						ддя		насып­
ной	массы 6 0 0	кг/м	и 5 7 0 - 5 8 0 кг/м .
	Количествоэпроб с		насыпной	массой		6 0 0		и	м е­
нее	6 0 0 кг/м.	составляло 60%		всех		испытанных
проб, т.е. основная марка керамзитового							песка		-
6 0 0 .
	Максимальное количество случаев				для		грануло­
метрического состава			керамзитового		песка			соот­
ветствует следующему			процентному			содержанию:

Т а б л и ц а 22, Показатели свойств глинистого сырца (до и после термоподготовки) и керамзитового песка

Наименование	Насып­	Влаж­	Проч-
	ная мас­	ность,	ность
пробы	са,f 3	%	при
	кг/м		сжа-
			тии,
			вгс/см,
Глинистый сырец 1040-		7-11	-
	1080
Глинистый сырец
после термопод­
готовки	970-	О	-
Керамзитовый	1000
	520-		4,8-
песок
	620		8,2

	1оанулометоический сост*aftkJs---------- —					------------
		размер зерен* мм________________ __
>5	2,5-5	1,2-2,5	0,6-1,2 0,3-0,6 о,i s -			*0,15
					о.3
0,7-6 9-25		22-41	11-25	8-24 4-17		£-10
0,4-4 7,5-16		14-28 18-29 16-26 8-18				3-15
0,5-4 5,8-		18-28	15-	14,5-	7,5-	4-14
	1&|5		37,5	23,7	18

500 540 580 620 660. 700 740-

Иасьшнао масса, кг/м1

Ри с» 5 5 . Гистограм ма,

интегральная		и дифферен­
циальная кривые			распре­
деления		насыпных
масс		керамзито­
вого песка,		полученного
на промышленной			уста ­
новке в Куйбышеве
а -	дифференциальная
кривая;	б -и н тегр альн ая
кривая;	в -	гистограм м а

Рис. 5 6 . Гистограм ма, интегральная и диффе­ ренциальная кривые распределения грануло­ метрического состава керамзитового песка, полученного на про­ мышленной установке в Куйбышеве

а - гистограм м а; б - интегральная кри­ вая; в - дифференциаль­ ная кривая

1 ,2 - 2 ,5

мм

-

3 5 ; 0 ,1 4 - 1 ,2

мм

-

5 5 ;

менее

0 ,1 4 мм -

5 - 7 .

На интегральных кривых накопления частот есть

перегибы. Прямая зависимость видна для

фрак­

ции 0 ,1 4 - 1 ,2

мм

при ее

содержании

от

5 0

до

60% ; для фракции 1 , 2 - 5

мм

от

3 0

до

40% .

Для

фракции менее

О Д 4

мм

наблюдается

медленный

рост до

10% .

Испытания

пределапрочности при сдавливании в

цилиндре

показали,

что

прочность

песка

к олеб­

лется в

пределах

4 8 - 8 2

кгс/см

, а

адсорбционная

активность

песка,

определяемая

факультативно,

изменяется

в

пределах от

3 ,8

до

1 5

мг/экв

при

максимально допустимой

1 2 мг/экв.

Наблюдаемые некоторые отклонения

свойств

ке­

рамзитового

песка от требуемых

по Т У

были

об ­

условлены

нарушениями

температурных

параметров

процесса

тремоподготовки

глинистого

сырца.

Технико-экономические показатели

Смышляеве—

кого завода (данные проекта, выполненного

Гипро-.

нефтестроем)

приведены

ниже

(в

ценах,

введенных

с 1/УП

1 9 6 7

г . ) .

Годовая производительность:

в

натуральном

выражении 1 0 0

ты с. м

в

ценах себестоимости

5 6 9 ,8 2

ты с.руб.

в условиях отпускных

цен

1 1 8 8 ты с.руб.

Годовая

прибыль

(условн о)

5 9 1 ,1 8

ты с.руб.

Сумма капитальных затр а т

1 7 9 5 ,4 3

тыс.руб.

Удельные

капитальные

зат­

раты

........................................... 1 7 ,9 5

руб.

Среднесписочный

состав

работающих . . . . . . .

61

чел.

Срок окупаемости .д . . . .

3

г.

Себестоим ость

1

м

песка

5 ,7

руб.

Ввиду того, что Смышляевский завод

керам­

зитового

песка

построен

на площадке,

территори­

ально не связанной с действующими предприятиями,

значительная часть капитальных затрат была

ис­

пользована на сооружение внешних коммуникаций

4.ТИПОВЫЕ ПРОЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМЗИТОВОГО

ИПЕРЛИТОВОГО ПЕСКОВ

Комплекс работ по разработке и внедрению		в
промышленность технологии производства	порис­
тых заполнителей обжигом в печах кипящего		слоя
позволил выполнить типовые проекты цехов		по

производству керамзитового и перлитового песков.

Типовой	проект цеха по производству керамзито­
вого песка в печах кипящего слоя							мощностью
5 0 тыс. м	в	год разработан				институтом		Гипро-
стром М оск ва/,			1Ю производству перлитового						пес­
ка мощностью		3 0	ты с. м в		год - институтом Г и л -
ростром (К и ев ). Указанные					проекты в		основном
базируются на данных, накопленных в							процессе
эксплуатации		Смышляевского				экспериментального
завода по	производству керамзитового						песка	в	пе­
чах кипящего		слоя, а		также	на	технологическом
процессе производства				керамзитового			песка		в

печах кипящего слоя, принятом Государственной ко­

миссией Минстройматериалов С С С Р и	рекомендо­
ванным для использования при типовом	проектиро­

вании. Комплект оборудования по производству ке­ рамзитового песка на указанном заводе был принят междуведомственной комиссией Минстройматериалов

С С С Р и Минстройдормаша и рекомендован к серий­ ному изготовлению.

Аппаратурная схем а технологического процесса

производства керамзитового	песка по	типовому про­
екту в основном аналогична	аппаратурной		схем е
Смыш ляевского завода. В р езульта те		опыта	экс­

плуатации указанного завода (а также Полупромыш­ ленной установки на опытном заводе В Н И И С Т Р О М )

в аппаратурную схем у типового проекта				внесены
некоторые изменения,
К ним откосятся: использование шахтной				м ель­
ницы вм есто	сушильного барабана и двухзонной пе­
чи кипящего	слоя	вм есто	двух однозонных	агре­
гатов.
Строительство		цехов по	производству	керам­

зитового песка по типовому проекту предусмотрено

осущ ествлять на действующих и вновь	строящихся
заводах керамзитового гравия, В связи	с	этим

для производства керамзитового песка предусматри­

вается использование подсушенных сырцовых	гр а -'
нул, отобранных после сушильного барабана на	ли­
нии производства керамзитового гравия.

Производство керамзитового песка по типовому

проекту осущ ествляется по следующей технологичес­ кой схем е. Гранулы после сушильного барабана досу­

шивают и дробят в шахтной мельнице. Дробленый						ма­
териал просеивают через сито с размером					ячеек
5 мм и фракцию менее 5 мм собирают в					расход­
ном бункере, откуда ее подают в двухзонную						печь
для последовательного прохождения				термоподготов­
ки и обжига. Готовый продукт охлаждается в					холо­
дильнике кипящего слоя и			пневмотранспортом			по­
дается	на склад	готовой	продукции»		Мелкая
фракция	готового	продукта (частицы менее 1 м м )
осаждается из отходящих газов в				футерованном

циклоне, откуда также с помощью пневмотранспор­

та поступает на склад готовой продукции.
Типовой проект по производству				керамзитового
песка в печах кипящего		слоя характеризуется сле­
дующими технико-экономическими показателями.
Производительность,		тыс, м	/год	. . .	5 0
Насыпная масса	песка* кг/м		, .	. . ,	5 0 0 - 6 0 0
Себестоимость 1	м	песка,	руб,	, , ,	7 ,5 7
Уровень рентабельности,					1 2 ,7
Сметная стоимость строительства . •
(б е з учета привязки)		тыс, руб •		. • .	6 2 0

в том	числе строительно-монтаж ны е
работы, тыс. руб. ......................				3 2 6
Оборудование, тыс. руб.................. ...			•	1 8 0
Удельны е капитальные вложения
(б е з	учета привязки)	руб.	1 2 ,4
Срок	окупаембсти, л е х ............................. 5 ,7
Проект цеха по производству перлитового песка,
в печах кипящего слоя выполнен для			производства
песка и мелкого щебня		фракции 5 - 1 0	мм.	Преду­

смотрена доставка в цех дробленого и фракциониро­

ванного сырья	требуемого	гранулометрического
состава.
Производство песка и м елкого щебня				по	указан­
ному проекту осущ ествляется		по	следующей		техно­
логической схеме: дробленый		и	фракционированный
материал из железнодорожных		вагонов поступает в
силос сырья, откуда с помощью			транспортных уст­
ройств подается	в расходный	бункер. И з			расход­
ного бункера материал направляется в				двухзонную

печь, где последовательно проходит термоподготов­

ку и обжиг. Готовый продукт частично				охлаж дается
в	холодильнике^	после	чего		пнев­
мотранспортом подается на склад.				Окончательное
охлаждение готового		продукта происходит при пнев­
мотранспортировании. Ч асть готового				продукта		с
размерами частиц в основном м енее 1 м м					осажда­
ется из отходящих газов в футерованном					циклоне,
откуда	также пневмотранспортом		подается		на склад.

Типовой проект установки по производству вспу­

ченного перлита в печах кипящего слоя	им еет сле­
дующие технико-экономические показатели.
Песок	Щ ебень
3

Производительность, м в год	3 0 0 0 0	3	0	0 0 0
Насыпн&я масса, кг/м . . . .	2 0 0	3 0 0
Себестоимость, руб. . . . . .	6, 5	1 0

2 4 0

171

69

1 0 ,4 2

Сметная стои м ость строи­

тельства (б е з учета привязки) 1

тыс, р у б . .................................

в том числе строительно-м он­

тажные р а б о т ы .............................

оборудование • • • • » • » « Удельны е капитальные вло­ жения (б е з учета привязки), руб...............

2 8 5

2 0 3

81

12,3

Описанные		проекты м огут быть	использованы
также для	получения пористых песков		из	Других
материалов	-	трепелов, шунгитов и г«п.

Г л а в а УП. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПЕЧЕЙ КИПЯЩЕГО СЛОЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. ОСНОВНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

При тепловом расчете печей кипящего		слоя	для
осуществления различных технологических		процес­
сов каждую зону печи следует рассматривать			как
смешивающий теплообменник [3 9 ],	Это также		от­
носится к печам для производства	строительны х
материалов обжигом в кипящем слое.
Смешивающий теплообменник	характеризуется

равенством температур, участвующих в теплообмене

агентов (теп лон осителей ), что обусловлено их пол­

ным смешиванием. Еще первыми опытами по тепло­

обмену	в кипящем слое было установлено,		что
это равенство соблюдается почти по всей			вы соте
кипящего слоя, за исключением небольш ого			при-
рёшеточного пространства, называемого			обычно
активной	зоной теплообмена.
Очевидно, что при вы соте слоя,		превышающей
величину активной зоны, температуры га за			и м ате­
риала на выходе из слоя будут равны, т,е,			кипя­
щий слой можно рассматривать как		теплообменник
смешивающего типа.

Для правильного определения необходимой высо­ ты кипящего слоя в аппаратах требуется оценка вы­

соты активной зоны теплообмена (Лл ). Э тот вопрос изучался различивши исследователями и были пред­

ложены различные	формулы	для	определения	ha
Наиболее простой	формулой	для	определения	вы со -