Мероприятия по экономии теплоты и топлива
Удельный расход топлива на кирпичных заводах можно снижать следующими мероприятиями: Использование рациональных режимов термообработки;
1. Снижением температуры и количества дымовых газов;
2. Уменьшением потерь теплоты через ограждающие конструкции печи путем применения эффективных теплоизоляционных материалов;
3. Использованием всей теплоты отходящих газов печи для сушки кирпича – сырца в искусственных сушилках;
4. Уменьшением потерь теплоты с выгружаемым из печи материалов и печными вагонетками;
5. Вводом в состав шихты топливосодержащих добавок;
6. Производством эффективных и высокопустотных изделий;
7. Теплоизоляцией трубопроводов, шахт, вентиляторов;
8. Усилением контроля расхода, улучшением учета и хранения топлива;
9. Упорядочением работы подтопков и уменьшением уносов топлива;
10. Перевод тепловых агрегатов с твердого топлива на жидкое и природный газ;
11. Установкой КИП и автоматики;
12. Снижением технологических отходов и боя при транспортировании.
Вместе с тем возрастающие требования к качеству условиям труда, современные требования к расчёту производительности труда требуют соответствующего увеличения удельного расхода топлива.
Температурный режим обжига. Он должен быть минимально коротким, состоять из автономно регулируемых участков, различающихся допустимой скорости нагрева и охлаждения, которые определяются свойствами используемого сырья и готовых изделий. Сокращение сроков и улучшение качества обжига достигается путем интенсификации использования теплоты.
Наиболее эффективное мероприятие – применения скорости горелок, обеспечивающих интенсивную циркуляцию теплоносителя в обжигательном канале печи. Уменьшение потерь теплоты через ограждающие конструкции печи.Потери теплоты в окружающую среду соответствует примерно 10% топлива, расходуемого на обжиг. Эти потери можно уменьшить следующими способами:
ü Сокращением времени обжига;
ü Укладкой над сводом печи слоя теплоизоляционного материала (керамзита, диатомитовой засыпки)
ü Изоляцией наружных стен печи теплоизоляционными материалом, особенно отверстий горелок
ü Уплотнением стен и свода печи.
[Л-6]
Охрана окружающей среды.
В огнеупорной промышленности перерабатывают большое количество разнообразных сырьевых материалов (глин, кварцитов, магнезитов и т.п.), часть которых в процессе производства неизбежно попадает в отходы, направляемые в отвалы, в помещения цехов и окружающую среду. Кроме того огнеупорные заводы загрязняют окружающую среду пылью, отходящими газами, содержащими CO2, SO2, NO2, соединениями фтора, а также сточными водами. Централизованная подготовка порошков снижает запылённость производственных помещений и окружающей среды. Концентрации указанных веществ как в воздухе, так и в сточных водах не должны превышать предельно допустимые нормы. Очистка отходящих газов. При производстве огнеупорных материалов в помещения и окружающую среду попадает высокодисперсная пыль. Отходящие газы из печи являются запыленными из –за уноса обжигаемого материала из печи. Для снижения запыленности воздуха совершенствуют технологию приготовления шихты, герметизируют все технологические аппараты и узлы пересыпки огнеупорных материалов, увлажняют шихту водой и применяют очистку отходящих газов. Очистку отходящих и аспирационных газов ведут по схеме: циклон – мультициклон – электрофильтр – вентилятор – атмосфера. Циклоны используют для очистки от пылей с размерами частиц до 5 – 6 мкм; более мелкие частицы улавливают в тканевых фильтрах или электрофильтрах, которые способны улавливать частицы с размером до 0,01 мкм. В оптимальных условиях степень очитки достигает более 99%. В некоторых случаях применяют мокрую очистку отходящих газов жидкостью, которая захватывает твердые частицы и удаляет их из потока.
При выборе очистных систем учитывают параметры газового потока, пылевую нагрузку, дисперсность пыли, физика-химические свойства пыли и экономические факторы (стоимость оборудования, затраты на монтаж и эксплуатацию и др.). Для удаления из вод взвешенных веществ применяют механические методы: отстаивание, фильтрование, осадку и др. Мелкодисперсные и коллоидные примеси удаляют с помощью коагуляторов и флокулянтов. Удаление трудноосаждаемых частиц производят с помощью фильтров с сетчатыми элементами или зернистым слоем. В качестве фильтрующего материала в последних применяют кварцевый песок, дробленый гравий, коксовую мелочь, торф и т.д. Для удаления мелких твердых частиц используют также процесс флотации. Образующиеся осадки уплотняют, обезвоживают и отправляют в отвал или на переработку. Обезвоживание проводят с помощью вакуум-фильтров, которые снижают влажность осадка с 86-88 до59-58%.
[Л-7]
Расчетная часть.
Производительность – 20 мл. шт. в год
Состав массы:
Глина - 80%
Бой – 5%
Песок – 15%
Таблица 1
Химический состав сырья и его содержание в шихте
Материал | Содержание в шихте, % | Содержание оксидов, мас % | |||||||||
SiO2 | TiO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | K2O | П.п.п | сумма | ||
Глина | 56,85 | 1,05 | 28,78 | 1,00 | 0,45 | 0,95 | 0,83 | 1,88 | 8,21 | ||
Песок | 99,22 | - | 0,18 | - | 0,16 | 0,26 | - | - | 0,18 | ||
Бой | 71,31 | 0,49 | 22,27 | 0,6 | 0,41 | 0,25 | 3,98 | 0,69 | - |
Материал | Содержание оксидов, мас % | |||||||||
SiO2 | TiO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | K2O | П.п.п | сумма | |
Глина | 45,48 | 0,84 | 23,02 | 0,8 | 0,36 | 0,76 | 0,66 | 1,50 | 6,57 | |
Песок | 14,88 | - | 0,027 | - | 0,24 | 0,039 | - | - | 0,03 | |
Бой | 3,57 | 0,025 | 1,11 | 0,03 | 0,021 | 0,013 | 0,199 | 0,035 | - | |
Хим. состав (непрок.сос.) | 63,93 | 0,87 | 24,16 | 0,83 | 0,62 | 0,81 | 0,86 | 1,7 | 6,6 | |
Хим. состав гот.издел. (непрокал.сост) | 64,45 | 0,93 | 25,87 | 0,89 | 0,66 | 0,87 | 0,92 | 1,82 | - |
Таблица 2
Химический состав шихты и готовых изделий
Таблица 3
Техническая характеристика туннельной печи для производства керамического кирпича
Показатель | Шифр проекта |
409-21-5 | |
Производительность, млн. шт. усл. Кирпича в год | |
Производительность обжига, ч | |
Размеры обжигательного канала, м: | |
Длина | |
Ширина | 4,5 |
Высота | 3,5 |
Сечение, м2 | 2,9 |
Объем обжигательного канала, м3 | |
Длина технологических зон, % | |
Подготовки | |
Обжига | |
Охлаждения |
Часовая производительность печи:
20 000 000 * 35=70 000 000 кг/г = 70 000 т/год
Р = Pr*100/Zr*(100-m)*kв = 70 000 *100/ 8 400 *(100-5)*0,95=9,23 т/ч
Емкость печи, т
En=P*Ʈ =323,05 т
Ёмкость вагонетки G1 определяют следующим образом. Ширину bc, длину ιc, и высоту садки hc принимают на 0,1м меньше замка свода печи.
Vс = bc* ιc * hc = 2,9*3,0*1,7=15
G1 = Vс*ρc = 15*0,8 = 12
Количество вагонеток, находящихся в печи
n = L/ι= 104/3=35
Скорость движения вагонеток или количество выходящих из печи вагонеток за 1 ч, ваг/ч
ʋ=P/G1= 0,77 ваг/ч
Плотность садки, т/м3
g = En/Vn=323,05/119,75=2,70 т/м3
Удельная производительность печи, т/(ч*м2)
Pf=P/BL=9,23/(4,5*104)=0,02 т/(ч*м2)
Материальный баланс
Материальный баланс процесса обжига составляется на час работы печи.
Исходными данными являются:
Pч – часовая производительность печи - 9,23 т/ч = 9230 кг/ч
W – Влажность изделий поступающих на обжиг – 5%
в – брак при обжиге – 5%
Масса обожженных изделий с учётом брака при обжиге, кг/ч:
Р= Рч*100/(100-в) = 9230*100/(100-5)=9 715,79 кг/ч
Брак при обжиге, кг/ч:
Р-Рч=Рч*100/(100-в)-Рч=Рч*в/(100-в)
485,79=485,79=485,79
Масса абсолютно сухих изделий с учётом п.п.п., кг/ч:
Рс=Р*100/(100-п.п.п.) = 9 715,79*100/(100-13,20) =11 193,31 кг/ч
Потери массы при обжиге, кг/ч
Рс-Р=Р*100/(100-п.п.п) -Р=Р*п.п.п/(100-п.п.п)
1 963,31 = 1 963,31 = 1 963,31
Масса влажных изделий, кг/ч:
Рвл.=Рс*100/(100-W)=11 193,31*100/(100-5)= 11 782,43
Масса испаряемой влаги при обжиге, кг/ч:
Рвл.-Рс=Рс*W/(100-W)
589,12=589,12
Материальный баланс процесса обжига можно записать следующим образом (табл.6)
Таблица 4
Материальный баланс
Приход, кг/ч | Расход, кг/ч | ||
Поступает в печь Рвл. | 11 782,43 | Годная продукция Р4 | |
Брак при обжиге Р4*в/(100-в.) | 485,79 | ||
Потери массы при обжиге Р*п.п.п./(100-п.п.п.) | 1 477,52 | ||
Количество испаряемой влаги при обжиге Рс*W/(100-W) | 589,12 | ||
Итого: | 11 782,43 | Итого: | 11 782,43 |