Способ утилизации пыли

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф .

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

<>763288

< г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 080б.78 (21) 2625937/29-33 (51) М. Kh

С 04 В 7/44 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Стпубликовано 150980. Бюллетень № 34

Дата опубликования. описания (53) УДК 868. 9. 04 (088.8) (72) Авторы и з обретен и я

В.В.Тимашев, A.Ï.Oñîêèí и Р.М.Дэвонковский

Московский ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт им. .И.Мен елеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ПЫЛИ

Изобретение относится к области производства вяжущих материалов, преимущественно к способам возврата пыли во вращающуюся печь на действую5 щих цементных заводах.

На современных цементных заводах пыль, уловленная электрофильтрами, возвращается в технологический процесс или совместно с сырьевой смесью, или подвется в зону обжига вращающейся печи.

Известен способ возврата пыли в цементно-обжигательную печь, включающий улавливание, грануляцию пыли и по15 дачу гранул размером 3-30 мм с влажностью 10-253 в печь совместно с сырьевой смесью (11.

Недостатки данного способа — рециркуляция щелочей, содержащихся в пыли,20 низкие скорость процесса клннкерообраэования и качество цемента.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ утилизации пыли, уловленной иэ отходя- 25 щих газов вращающейся печи, включающий осаждение, транспортирование и подачу пыли в зону обжига (2).

Недостатки известного способа утилизации пыли — низкая скорость про- 30 цессов клинкерообраэования и пониженная прочность цемента.

Цель изобретения — интенсификация процесса клинкерообразования и повышение прочности цемента.

Цель достигается тем, что в способе утилизации пыли, уловленной из отходящих газов вращающейся печи, включающем осаждение, транспортирование и подачу пыли в зону обжига клинкера, пыль перед подачей в зону обжига предварительно смешивают с добавкой, образующей с ней легкоплавкую смесь с температурой плавления 900-1300 С.

Кроме того, в качестве добавок используют или хлорид магния, или хлорид натрия, илн сульфат натрия, и добавки вводят в количестве 3-10 вес.В.

При подаче в зону обжига пыли совместно с компонентами, образующими с ней смесь, плавящуюся при температуре ниже 900 С, происходит интенсивное плавление материала в газообразном потоке. В результате слияния капелек расплава, вызываемого поверхностным натяжением соприкасающихся в потоке жидких фаз, наблюдается быстрый рост, размеров движущихся капель,что обуславливает выпадения их из газового по1

763288

Т аблица 1

Окислы

Fe20Ú СеО 890 50

Материал

А1 03

2 ) 2 3

П.П.П °

3,45 0,95 0,37 53,01 0,45 0,12 41,68

Известняк

Глина

Огарки

65,34 15,29 4,46 2,07 2,35 2,55 7,02

10,58 .2,86 72,97 7,50 — 7,50

Сырьевая шихта

13,58 3,54 2,75 41,36 2,32 0,25 34,89 юбка в конце эоны обжига при 13001350 С. Вследствие пониженных температур и малой продолжительности реакции (10-15 мин) присадка ие успевает полностью прореагировать с объемом клинкерных зерен.Получающийся при этом клинкер характеризуется неравномерным составом и повышенным содержанием .свободной окиси кальция,что обуславливает низкие прочностные характеристики получаемого нэ него цемента.

В случае введения пыли или смеси на ее основе, плавящейся при температуре више 1300 С, в зоне обжига происходит лишь частичное плавление и осаждение материала, а основная часть (80-90%) выносится газовым потоком в ниэкотемпературные эоны {менее 1300 С) печи и осаждается s них в твердом состоянии. При этом таКже не достигается гомогенность системы, так как пыль иэ-эа высокой текучести переме- Щ щается по поверхности обжигаемого материала. Присутствующая в пыли окись кальция с повышением температуры рекристаллизуется с образованием плотных конгломератов размером 100«200мкм:, $$ которые медленно растворяются в образующемся в зоне обжига клинкерном расплаве. В результате этого снижается скорость процесса клннкерообразования, что вызывает пониженную производительность вращающейся печи. КроШихту после сушки при 100 С до остаточной влажности менее 0,1% брикетируют при удельном давлении прессования 300 кгс/см . Полученные брикеты диаметром и высотой 20 мм подвергают термообработке по режиму, моделирующему обжиг клинкера во вращающихся печах: нагрев со скоростью 400 град/ч до 1;450 С, иэотермическая выдержка )

15 мин при 1450 С, охлаждение в интервале 1450-1300 С в течение 15 мин с последукщей закалкой. Пыль в количестве 10% от веса брикетов, перемешанную с добавкой, вносят на поверхность обме того, мельчайшие частички пыли не успевают выделиться иэ газового потока в печи и осаждаются в запечных пылеуловнтелях, что значительно повышает пылеунос из печи и расход тепла на обжиг клинкера.

Если смесь пыли с добавкой плавится прн 900-1300 С, то основная масса образующихся капель расплава выпадает на клинкер на участке от начала(1300 С до середины (1450 С) зоны обжига. При этом на поверхность материала попадает расплав, который под действием поверхностной энергии интенсивно мигрирует вглубь зерен по их капаллярной системе. Вследствие этого происходит быстрое усреднение состава клинкерных гранул, а окись кальция не успевает рекристаллизовываться и мгновенно вступает в реакцию клинкерообразования.

Высокая интенсивность этого процесса позволяет на 10-15% повысить производительность вращающихся печей, а образующийся клинкер равномерного состава позволяет получать высокопрочный цемент.

Способ осуществляется следующим образом.

На основе известняка, глины и огарков путем совместного мокрого помола готовят порэландцементную сырьевую шихту. Состав сырьевых компонентов и шихты проведен в табл.,3. жигаемого клинкера при различных температурах в зависимости от температуры плавления добавляемой смеси. Для ее приготовления используют пыль состава, вес.%:

Сао 38,32

Si02 11,56 20 3,22

Fe20> 2,17

И90 2,35

50э 5,7

Na 0+К20 10,90

П.П.П. — 25,78 и добавки: хлорид магния, хлорид натрия, сульфат натрия.

763288

Т а б л и ц а 2

Содержание

СаОсв в клинкере, вес.%

Содержание, вес.%

Т.плавления, С

Т.присадки, С добавка пыль

4,.1

350

1360

1000

100 (прототип) хлорид магния

420.

2,0

1300 1300

470

1100

1350

0,7

94 (начало зоны обжига) 415

2,7

1350

900

90 (конец зоны обжига) 365

6,2

1300.

850

85 хлорид натрия

395

1,2

1350

1100

1350

380

3,4

900

85 сульфат натрия

1350 1,1 418

1100

900 1350 3,1 400

870 1300 5,8 370

10

20

Анализ представленных в таблице результатов свидетельствует о том, что в случае присадки к гранулам обжигаемого клинкера смеси, плавящейся в интервале 900-1300 С и содержащей пыль с различными добавками, наблюдается набо ибольшая скорость процесса клинкерообразования, обусловливающая минимальное содержание свободной окиси кальция в спеках. Полученные иэ этих клинкеров цементы характеризуются повышен-65

Кинетику процесса клинкерообразования оценивают по остаточному содержанию свободной окиси кльция в синтезированных клинкепах..

Результаты определения характера влияния температуры плавления смеси пыли с добавкой (и,следовательно, тем-, пературы присадки пыли к сырьевой шихте) на завершенность процесса клинкерообразования, а также прочность иемента через 28 суток твердеиия в воэ5 душно-влажных условиях приведены в табл. 2.

Предел прочности при сжатии цементного камня через 28 сут.твердения, кгс/см ной на 30-120 кгс/см прочностью при сжатии через 28 суток тверденкя. Наилучшие показатели получены для смеси,плавящейся при 900-1300 С и состоящей иэ пыли и 3-10 вес.% хлорида магния.

Таким образом, использование предлагаемого способа утилизации пыли поз-. воляет интенсифицировать лроцесс клинкерообразования н повысить прочность

763288

Формула изобретения

Составитель А. Кулабухова

Редактор М.,Харитонова ТехредИ. Ковалева Корректор Р.Макаренко

Заказ 6221/20 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 цемента по сравнению с известным способом.

Применение предлагаемого способа не требует значительных капитальных затрат, что позволяет рекомендовать

его на действующих цементных заводах.

В результате интенсификации процессов клинкерообразования, обусловливающей пониженное содержание свободной окиси кальция в клинкерах (табл. 2), продолжительность синтеза клинкеров снижается на 10-15%. Уменьшение длительности пребывания материала в зоне спекания позволяет повысить ее за" грузку и, тем саьым, производительность вращающейся печи.

1 ° Способ утилизации пыли, уловленной из отходящих газов вращающейся печи, включающий осаждение, транспорти" рование и подачу пыли в зону обжига клинкера, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью интенсификации процесса клинкерообраэования и повышения прочности цемента, пыль перед подачей

s зону обжига предварительно смешивают с добавкой, образующей с ней легкоплавкую смесь с .температурой плавления 900-1300 С.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве добавок используют или хлорид магния, или хлорид натрия, или сульфат натрия.

3. Способ йо пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что добавки вводят в количестве 3-10 вес.%.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 50-20090, кл. 22/3/А9, опублик ° 1975.

2. Пьячев В.А. Преимущества вдуgg вания пыли в зону спекания печи.

"Цемент", В 3, 1973, с. 12 и 13.