Күйдіруден кейінгі технологиялық операция

Күйдіруден кейінгі технологиялық операция – ұсату. Клинкерді түтікті көпкамералы диірмендерде гипс пен белсенді минералды қоспалармен бірге ұсатады. Диірмендерден дайын портландцемент (температурасы 100°С және одан да жоғары болатын) пневматикалық көлікпен силостарға суытуға жіберіледі. 7−14 тәуліктен кейін цементті салмағы 50 кг қөпқабатты қағаз дорбаларға буады немесе арнайы дайындалған автомобильді, темір жол немесе су көліктеріне тиеп, тұтынушыға жібереді.

Портланцемент өндірісінің құрғақ әдісін егер шикізат ретінде мергелдер немесе қатты ізбес тас пен біраз ылғалдылығы бар саздар алынған жағдайда қолданылады. Үгітілген құрғақ шикізат қоспасын күйдірмес бұрын өлшемі 20-40 мм түйіршіктер түрінде түйіріп айналмалы немесе шахталы пештерде күйдіріп алады. Шахта пештерінде күйдірген жағдайда үгіту құрылғыларында дайындалатын ұсақ көмір түйіршіктерге престеледі.

Біріктірілген әдісте дымқыл әдіспен дайындалған шикізат материалдары мен шамамен 40% ылғалдылығы бар шлам фильтрлерде 16−18 % ылғал қалғанша сусызданады. Алынған «кебіндіден» түйіршіктер дайындап, оларды құрғақ әдіс бойынша күйдіреді.

4.1 Құрылыс әктін П=400 т/жыл технологиялық есептеу

 

10 тонн 10 % ылдалдықпен әк тасты түгіл күйдіру кезінде алатын сөндірілмеген кесек әктің көлемін анықтау.

Күйдіру кезінде судың 10 % көлемі буға айналады, сонда құрғақ әк таст қалады: 10000-1000= 9000 кг немесе 9 т.

Күйдіру кезінде болатын реакциядан және әк тастың химикалық формуласыдан әк тастың 1 тоннасынан алатын сөндірілмеген кесек әктің мөлшерін анықтауға болады:

CaCO₃=CaO+CO2↑40,07+12,00+3·16=40,77+16=12+2·16100=56+441000·56/100 =560 кг 9 тоннадан 5609 = 5040 кг болып шығады.

10 тонн ылдағымен 2 % әк тасты күйдіру кезінде болып шығатын сөндірілмеген кесек әктің мөлшерін анықтау. Саздық құспалардың мөлшері 10 %, құмдық – 10 %.

Сөндірілген әктің шығуін және бейсенділігін анықтау. Алынған кесек әк қандай сотқа жатады?

Әк тасты қыздыру кезінде 2 пайыз су буға айналады: 10000· 0,02=200 кг

Құрағақ әк тас қалады: 10000-200=9800 кг.

Күйдіру кезінде саздық қоспалар химикалық байланыскан суды жоғалтады, келесі мөлшерімен:

AL₂O₃·2SiO₂·2H₂O 26,97·2+16·3+2·28,06+16·2+2· (1·2+16)102+120+36=258

Сазда судың мөлшері 36/258 = 0,14 Солай болған соң, сазда саздық қоспалар қалады: 0,1· 980(1-0,14)=843 кг.

Құмдық қоспалар күйдіру кезінде ажыратылмайды және әкте мөлшерімен 0,10·9800=980 кг қалады.

Таза әк тас болады 9800-(843+980)=7977 кг 1 тонна әк тастан таза кесек әкті болып шығады 560 кг CaCO₃=CaO+CO₂ ↑ 40,07+12,00+3·16= 40,77+16=12+2·16 100=56+44 1000·56/100 =560 кг.

7977 кг таза әк тастан таза кесек әкті болып шығады:7977·0,56= 4467 кг

Сөндірілген әкпен қоспада саздық және құмдық қоспалар қалады, онда әктің шығуы көбейді: 4467+843+980=6390 кг.

Әктің белсенділігі (CaO болуы) 4467:6390= 0,70 немесе 70 %.

Әктің шығуы сапасын жоғартпайды және бұл құрылыс үшін үнемді береді, яғни әк 2 сортқа жатады.

Таза әк тастан 20 тонн сөндірілмеген әкті алу үшін неше 6300 ккал/кг калориямен тас көмір қажет болады. Мәлім, 1 г-моль әк тасты ыдырату үшін 42,5 ккал керек.

1 г-моль әк тасты ыдырату үшін жылуды қажет болады:

CaCO₃+ 42,5 = CaO+CO₂ ↑100+42,5 ккал =56+44.

Солай болған соң, 20 тонн сөндірілмеген әкті алу үшін жылуды қажет болады: (100·20000)/56·42,5≈1520000 ккал немесе 1520000/6300=241 кг тас көмірді.

10 тонн 5 % ылғалдылғымен сөндірілмеген әкті алу үшін таза әк тасты неше қажет болады.

10 тонн сөндірмелеген әкті алу үшін таза әк тасты күйдыру қажет: CaCO₃=CaO+CO₂↑40,07+12,00+3·16=40,77+16=12+2·16 100=56+44 10000·56/100 =17857 кг құрғақ әк тас, кг.

Яғни әк тас 5 % ылғалдыққа ие, онда әк тасты керек болады: 17857 + (17857·0,05)=18749,5 кг.

20 тонн әк тастан сөндірілмеген және гидрат әкті қанша болып шығады есептеу. СаО – 85 % әк таста бар, онің табиғи ылғалдығы 8 %.

Қыздыру кезінде әк тасты су бұға айналады: 20000·0,08=1600 кг.

Онда құрғақ әк тасты қалады: 20000−1600=18400 кг.

Әк таста қосплардың мөлшері: 18400−0,15 = 2760 кг.

Таза әк тасты:18400-2760 = 15640 кг.

Таза сөндірілмеген әкті: CaCO₃=CaO+CO₂ ↑15640·56/100 = 8758 кг.

Сөндірілмеген әк таста 2760 кг мөлшерімен қоспалар қалады. Онда сөндірілмеген жалпы салмағы болады: 8758+2760=11518 кг.

Мынау сөндірілмеген әктің мөлшеріден гидрат әкті алу болады: СаО+Н₂О=Са (ОН)_2ау 56+18=74.

Онда гидрат әк болады: 8758·74/56=11569 кг.

Гидрат әктің құрама кіреді қоспалар мөлшерімен – 2760 кг, онда гидрат әктің жалпы салмағы болады: 11569+2760=14329 кг.

Бір тәулікте 20 тонн сөндірілмеген әкті алу үшін шахттық пештің көлемін есептеу. Әк тастың кесекте орташа тығыздығы p_ср =1700 кг/м³, пештің жалпы көлемін шамамен 25 % отын орын алады, күйдірудің циклі – 2 күн.

Бір тәулікте 20 тонн сөндірілмеген әкті алу үшін әк тасты күйдіру керек: 20·100/56=35,7 т.

Әк тастың көлемі: 35,7/1,7=21 м³

Тек ғана әк тас үшін пештің көлемі: 21·2=42 м³,

Отынның көлемі есеппен (пештің жалпы көлемінің жуық 25 %) V+0,25·V=42 (1-0,25) ·V=42 V=42/0,75=56 м³

Егер әк тасты көлемі 50 м³ бар шахталық пеште кұйдерсе, бір тәулікте неше сөндірілмеген әкті алуға болады? 20 % пештің жалпық көлемін отын орын алады, ал әк тастың кесекте орташа тығыздығы p_ср=1600 кг/м³. 3 тәулік ішінде күйдірудің циклі өтеді.

Пештің жалпы көлеміден 3 тәулік әк таспен орын алатын көлемді анықтаймыз: 50-0,2·50=40 м³.

Бір тәулікте әк тастың көлемі: 40/3=13,33 м³.

Әк тастың салмағы: 13,33·1,6=21,33 т.

Әкті алуға болады: 21,33·56/100 =11,9 ≈12тонна/тәулік.

13 50 м³ көлеммен шахталы пеште әк тасты күйдіру үшін қанша уақытты қажет болады? 20 % пештің жалпық көлемін отын орын алады, ал әк тастың (кесек) орташа тығыздығы p_ср=1600 кг/м³. 12 тонн сөндірілмеген әкті СаО алу керек.

12 тонн сөндірілмеген әкті алу үшін әк тасты күйдіру керек:12·100/56=21,5 т.

Әк тастың көлемі: 21,5/1,6=13,37 м³

Әк таспен орын алатын керектік пештің көлемі: 50-0,2·50=40 м³

Әк тасты кұйдіру үшін жұмсалған уақыт: 40/13,37≈3 суток.

80 % (CaO бар) белсендікпен 5 т сөндірлімеген әкті сөндіру кезінде қанша құрғақ гидрат әкті алуға болады.

1м³ әктік қамырда қанша салмағы бойынша су және әк құрамда бар? Қамырдың орташа тығыздығы – 1400 кг/м³. Гидрат (әктің үнтақ) нақты тығыздығы – 2,05 г/см³.

Құрамда әкті x арқылы белгілейміз, сондықтан құамда су болады:1400-х.

Әктің және судың абсолюттық көлімдерінің суммасы 1 м³ тең, солай болған соң:

Х/2,05+(1400-х) /1=1000

Х=781 кг немесе (781·100) / 1400=55 %

су С=1400-781=619 л немесе 100-55=45 %.

Әктік қамырдың құрамда 50 % (салмағы бойынша) су бар. Қамырдың орташа тығыздығын анықтау. Гидрат әктің (ұнтақ) нақты тығыздығы – 2,05 г/см³.

1 кг әктік қамырда 500 грамм әк және 500 грамм су бар. Әкпен орын алатын абсолюттық көлемі болады:

V_изв = m/p= 500/2,05=244 см³

Судың көлемі: V_в – 500 см³

Әктік қамырдың абсолюттық көлемі: V_{изв т.=}V_в+V_изв=500+244=744 см³.

Әктік қамырдың орташа тығыздығы: p_ср=m/V=1000/744=1340 кг/м³.

Жалпы салмағыдан қамырда су бар 50 %, ал қамырдың орташа тығыздығы – 1400 кг/м³.

Реакция бойынша 1 грамм/мол сөндірілмеген әктен сөндірілген әкті болып шығады: СаО+Н₂О=Са (ОН)₂ 56+18=74.

1 тонна сөндірілмеген әктен аламыз: 1000·74/56=1321 кг.

Әктің белсендігі 70 %, сондықтан гидрат әкті аламыз:

1000 (74/56·0,7+0,3)=1225 кг.

Қамырдың қамырда әк – 50 % және су – 50 %, солай болған сол 1225 кг гидрат әкке 1225 литр су керек, сондықтан әктік қамырды болады:

2450 кг (по весу) немесе 2450/144=1,75 м³ (көлемі бойынша).

1400 кг/м³ орташа тығыздығымен 1м³ әктік қамырды дайындалуға, қанша гидрат әкті қажет болады. Гидрат әктің нақты тығыздығы 2,0 кг/м³

Гидрат әкті x (кг) арқылы белгілеймізғ онда құрамда су барболады:

С=1400-х.

Әктің және судың абсолюттік көлімдерінің барлығы 1 м³ тең, онда: х/2,05+(1400-х)/1=1000, х=781кг аламыз.