Transcript CRP_SP
Pece pre výrobu cementu a výpal vápenca
Portlandský cement
Suroviny –
vápenec, kremičité íly, odpadové suroviny
Vlastnosti
• hydraulické spojivo zložené prevažne z vápenatých kremičitanov • kryštalické a sklené fázy
Cementový slinok:
zlúčeniny sústavy CaO-Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 -SiO 2
Zloženie nCaO.SiO2 (n=1 až 3)
CaO 64 0.5
÷ ÷ 1% 67%, SiO 2 21 ÷ 25%, Al 2 O 3 4 ÷ 8%, Fe 2 O 3 2 ÷ 4%, Na 2 O+K 2 O
Hlavné minerály ALIT – CaO.SiO
2 (CS) wollastonit BELIT - 2CaO.SiO
2 (C 2 S) dikalciumsilikát 3CaO.Al
2 O 3 (C 3 A) trikalciumaluminát sklo s premenlivým zložením Fe 2 O 3 a Al 2 O 3
Výroba cementu
Procesy
Charakteristika a poslanie
• • • tubulárny, horizontálny tepelný reaktor fyzikálno-chemické heterogénne reakcie využitie alternatívnych druhov palív
Výkon
• počet otáčok 1 až 3/min • posun vsádzky 20 až 27 m/h • produkcia slinku cca 85 t/h
Tepelná bilancia ENDO
disociácia CaCO 3 = 2100 kJ.kg
-1 disociácia hydrátov = 160 kJ.kg
-1 tvorba kvapalnej fázy = 40 kJ.kg
-1 Spotreba energie 3.35 GJ.t
-1 slinku
55%
Kalcinátor 1.85 GJ.t
-1 slinku
45%
Spekacie pásmo 1.5 GJ.t
-1 slinku
EXO
syntéza nových zlúčenín, spekanie z prítomnosti kvapalnej fázy
Typy cementárenských rotačných pecí
Zvýšenie účinnosti
•
zánik pecí bez predohrevu
• •
zánik mokrých postupov vývoj nových typov pecí RP s cyklónovými výmenníkmi tepla a planétovým chladičom RP s oddeleným kalcinátorom a roštovým chladičom RP s predohrievacím roštom a strieškovým chladičom
Konštrukcia
Pásma rotačnej pece pre výpal cementového slinku LEGENDA
1. vstupné, predohrievacie pásmo 2. kalcinačné pásmo 3. spekacie (slinovacie) pásmo 4. výstupné, chladiace pásmo 5. planetárny chladič
Vymurovka
Zloženie materiálov vymurovky závisí od pozície v peci.
LEGENDA
1. tvrdý šamot, bauxit, MA-spinel, forsterit, LCC 2. MA-spinel, MgO-hercynit, MgO-ZrO 2 , dolomia 3. MC, MA-spinel, andaluzit 4. MC, MA-spinel, andaluzit 5. HA, SiC-monolit Oddeľovacie reťaze Nálepok
Materiály
Binárne materiály Heterogenizujúca zložka Zníženie dynamického modulu pružnosti E MgO = 120 GPa FeO ZrO 2 Cr 2 O 3 MgO Al 2 O 3 SiO 2 MgO.Al
2 O 3 2MgO.SiO
2 MgO.ZrO
2 FeO.Al
2 O 3 = spinel hlinitý = forsterit = = periklas-zirkoničitý hercynit E binárne =20 ÷ 40 GPa
Opotrebenie vymurovky NAMÁHANIE
Mechanické
• abrazia • erózia • deformácia plášťa
Termofyzikálne
• teplotné zmeny • šmykové napätia • ťahové napätia
Termochemické
• interakcia vymurovky • vznik eutektických tav.
• vznik nálepku A – 1415 ° C B – 1390 ° C T – 1410 ° C G – 1417 ° C P – 1850 ° C H – 1720 ° C N – 1796 ° C U – 1575 ° C L – 1498 ° C K – 1520 ° C
Pri t = 1450 ° C vsádzka obsahuje 20 – 27% taveniny.
Opotrebenie vymurovky
Deje pri C/S>2
• rozklad MCr na C 4 AF, C 2 F, CCR a CA • tvorba C 2 S s pozitívnym vplyvom na nálepok • rozrušovanie spojov medzi zrnami periklasu • odplavovanie zŕn periklasu a MCr • nedeštruktívna infiltrácia alkálií K 2 SO 4 -CaSO 4 zamedzuje tvorbu nálepku
Opotrebenie je v prevažnej miere zapríčinené rozrušovaním a odlupovaním nálepku vplyvom dramatických zmien v tepelnom režime pece. Modul
Aluminátový (AM) Silikátový (SM) Kremičitý (KM)
Definícia
Fe 2 O Al 2 O 3 3
Mn 3 O 4 Al 2 O SiO 2 3
Fe 2 O 3 SiO 2 Al 2 O 3
Obvyklý Rozsah Vhodný
0.4 – 4 1.5 - 2 2.0 – 3.8
2.5
2 - 6 3.5
Šachtová pec pre výpal vápenca
Rozdelenie typov pecí a) pece s krátkym plameňom
vsádzka obsahuje súčasne tuhé palivo a surovinu buď v striedaných vrstvách alebo ako kompaktné zbalky
b) pece s dlhým plameňom
vsádzku tvorí surovina, ohrev zabezpečujú horáky umiestnené v páliacom pásme po obvode pece alebo teplo je vyvíjané v externých spaľovacích komorách
Pálenie vápenca Hasenie vápna Tuhnutie malty
CaCO
3
CaO
CO
2
CaO
Ca
(
OH H
2
O
) 2
CO
2
Ca
(
OH
) 2
CaCO
3
H
2
O
Režim pecí
• pretlakový, • • • • podtlakový alebo kombinovaný protiprúdny súprudny
Rozdelenie šachty klasickej pece
1. predohrievacie pásmo (na výstupe 200 – 400 ° C) 2. páliace pásmo 3. chladiace pásmo ( II. vzduchu na 300 – 500 ° C)
Šachtová pec pre výpal vápenca
Charakteristika súprudej, regeneratívnej šachtovej pece
• kruhový prierez 2-5m, výška cca 20m • • • • • vsádzka kusová 20 - 25mm, palivo tekuté (olej, ZP) teplota výpalu 1100 – 1200 ° C reverzácia každých 12 min.
výkon dvojšachtovej pece do 100t/24h výmurovka z bázických materiálov inertných voči CaO, odolná voči oteru