Мини цементные заводы

1.0. Введение

В самом широком смысле слово "цемент" обозначает любой адгезив. В промышленности и гражданском строительстве оно обозначает вещество, которое можно использовать, чтобы связать вместе песок и щебень или другие заполнители в твёрдую массу. В стройиндустрии используется огромное разнообразие цементов, но самым употребительным является обычный портландцемент.

Портландцемент - это великолепно размолотый материал, состоящий главным образом из компонентов извести, кремнезёма, глинозёма, оксида железа и природного гипса. Смешиваясь с водой, он образует пасту, которая затвердевает и связывает другие материалы, называемые заполнителями, вместе. Химические реакции, которые протекают, когда воду добавляют к цементу или смеси цемента и наполнителя, чрезвычайно сложны и не до конца понятны даже химикам. Однако известно, что, сжигая известь содержащий материал (известковый материал) с содержащим кремнезём, глинозём и оксид железа (глинистые материалы) в определённых пропорциях при высоких температурах, можно получить продукт, известный как клинкер (спёкшийся материал), который, будучи перемолот с добавлением 5% природного гипса, и образует волшебный замечательный порошок, "цемент". Варьируя пропорции сырья, можно изменять свойства цемента для получения быстро или медленно затвердевающих, устойчивых к почвенным химикалиям цементов, а также цементов с другими специальными качествами.

В наши дни цемент может производиться как на больших, так и на мини-заводах. Цементные заводы с установленной мощностью до 300 т/д (99000 гони в год), основанные на любой технологии, попадают в категорию цементных мини-заводов.

Цементные мини-заводы отличаются от больших заводов:

  • делая цементную индустрию финансово доступной более мелким предпринимателям;
  • вкладываясь в подъём местной экономики и развитие отдалённых сельскохозяйственных районов;
  • способствуя развитию цементной промышленности в местности, куда затруднено перемещение тяжёлого оборудования и цемента;
  • делая возможной разработку небольших залежей известняка, а также ограниченное количество глинистых промышленных отходов;
  • избегая бесполезных перевозок и таким образом помогая снизить среднюю стоимость транспортировки цемента встране, а также нагрузки на государственную транспортную систему;
  • исключая расходы на упаковку там, где -точка утилизации локализована с расчётом на поставку навалом;
  • снижая капиталовложения на единицу продукции без ущерба качеству и продукции и предприятия:
  • способствуя достижению более быстрого возврата инвестированного капитала благодаря более низкому периоду созревания;
  • являясь полностью местным, не создаёт никакой зависимости от импорта ноу-хау, оборудования или аппаратуры.

Концепция цементного мини-завода заключается не просто в снижении масштабов, но в подготовке хорошей технической системы к соответствию социально-экономическим условиям. Качество цемента, производимого мини-заводами, сравнимо с продукцией крупных заводов и находится в ряду международных стандартов.

2.0. (Экологически) чистая (приемлемая) технология

Для производства портландцемента в малом масштабе использовались различные технологии: текучий непрерывный процесс Фуллера Пицеля, процесс Реба, установка с движущейся решёткой, вращающаяся печь и вертикальная шахтная печь.

У всех пяти технологий есть верхний и нижний порог, за пределами которых она становится либо технически неосуществима, либо экономически не жизнеспособна. Уменьшение заводов под любую технологию даже в рамках порога скажется на увеличении вложений на ежегодную тонну установленной мощности и стоимости тонны продукции. Поэтому когда достигнут технический и экономический порог для любой технологической линии, другая линия может всё ещё давать технически осуществимые и экономически жизнеспособные результаты. Поскольку коммерческое использование первых трёх довольно ограниченно, а конвенционная вращающаяся печь обычно бесприбыльна при производительности ниже 300-600 т/день, поэтому наиболее подходящей для заводов с производительностью от 50 до 300 т/день признана вертикальная шахтная печь.

 

Основные черты нашего цементного завода

Цементный завод как компактное производство включает следующие признаки (черты):

  • 1. Эффективный процесс контроля, обеспечиваемый контрольно-измерительной техникой и полностью оснащённой лабораторией для физических и химических анализов.
  • 2. Внедрена система измерительных приборов на микропроцессорах для мониторинга всех важнейших параметров процесса на непрерывной основе как оптимальный вариант. Все основные параметры системы указываются и записываются.
  • 3. Чтобы улучшить процесс обжига внутри шахты, достичь большего выхода и лучшего качества продукции, внедрён автоматический закрытый непрерывный процесс контроля в грануляторе и печной секции.
  • 4. Меры безопасности, включая систему тревоги по угарному газу и электрическую блокировку приводных механизмов, в том числе и в случае не поступления воздуха для горения, чтобы не дать пламени вырваться наружу в связи с образованием угарного газа, также предусмотрены, чтобы защитить персонал и оборудование.
  • 5. Продолжительно действующий роторный фидерный привод с регулируемым углом наклона и регулируемой высотой, чтобы достичь желаемого профиля основания печи.
  • 6. Точная автоматическая подача сырья с помощью электронного дозатора как дополнительная характеристика.
  • 7. Специально разработанный гранулятор с автоматическим закрытым петельным контролем результатов по прочности сырца благодаря дополнительному крутящемуся действию и заданному размеру, пористости и влажности. <
  • 8. Пусковая установка для извлечения спёкшегося материала из печи вместе с "устройством контроля гамма-излучения" даёт преимущество меньшей утечки воздуха, уменьшения пыли и шума, снижения технического обслуживания и более эффективного процесса сжигания благодаря снижению неустойчивости в подаче воздуха.
  • 9. Расход тепла низкий, 900-1000 Ккал/кг производимого клинкера основан на сухом топливе.
  • 10. Качество цемента сравнимо с международными стандартами.
  • 11. Загрязнение окружающей среды минимально и укладывается в рамки международных требований.

12.   Техническое обслуживание и стоимость ремонта очень низки. Существует два типа компоновки для цементных мини-заводов: компоновка с грузоподъёмником и с ленточным конвейером с отвалами. Обе компоновки имеют свои преимущества, зависящие от места расположения завода.

Цементный мини-завод с технологией вертикальной шахтной печи включает следующие секции:

  • секция дробления;
  • секция сырьевой мельницы;
  • секция смешивания и хранения;
  • секция вертикальной шахтной печи;
  • секция цементной мельницы;
  • секция хранения и упаковки цемента

 

3.0. Процесс производства

Технология вертикальной шахтной печи основана на процессе чернового помола, при котором всё сырьё, а именно: известняк, глина, горючее (коксовая мелочь, угольные семечки или любой быстро сгорающий уголь) и другие улучшающие добавки перемалываются до 10% чистоты на 170 грохотах; и тщательно гомогенизируются. Перемолотое сырьё образует гранулы размером 8-10 мм при добавлении воды в изложницу, вращающуюся с нужной скоростью и наклоном. Эти гранулы подаются в вертикальную шахтную печь, оснащенную внутри подходящим рефрактором, через вращающийся фидер, который также ровно распределяет узелки по ложу печи. Пока материал опускается в печи, он сухой, горячий и спечённый в клинкер. Затем клинкер охлаждается и выгружается из печи вращающейся решёткой внизу печи через устройство тройного воздуховода или систему, блокирующую гамма-излучение. Подача воздуха в печь, обеспечиваемая воздуходувом, также служит цели охлаждения клинкера (до 60 градусов Цельсия) и таким образом позволяет избежать непроизводительного расхода тепла. Затем клинкер проходит на цементную мельницу, в которой он перемалывается с добавлением 5% природного гипса (предпочтительно 85% чистоты) для производства цемента.

Процесс производства состоит в основном из следующих операций:

  • измельчение известняка и другого сырья до размера минус 20 мм;
  • подбор смеси сырья и топлива, рассчитанный на сырьевой смеси;
  • перемалывание сырьевой смеси до 90% качества через 170 грохотов;
  • шихтовка перемолотой сырьевой смеси до заданного уровня;
  • приготовление гранул добавлением воды к сырьевому помолу в поддоне;
  • обжиг, агломерация, спекание и охлаждение в вертикальной шахтной печи;
  • перемалывание клинкера и гипса в мельнице до качества 3000 Blaine или другого требуемого;
  • упаковка цемента в мешки

 

Процесс показан на рис.1

Известняк 200-300 мм подаётся в измельчитель двусторонним фидером, и известняк уменьшается до размера 60-70 мм и далее измельчается под молотом до размера минус 20 мм и складируется. Глина, коксовая мелочь и добавки также хранятся в соответствующих им местах.

Сырьё с известняком, коксовой мелочью, глиной, добавками затем подбирается в нужном соотношении и подаётся в мельницу для перемалывания до 90% качества, проходя 170 грохотов.

Процесс выгрузки осуществляется при помощи стола подачи.

Электронный весовой дозатор - оборудование высокой точности также можно использовать для этой цели вместо столов подачи, чтобы получить более точную сырьевую смесь.

 

Перемолотая сырьевая смесь из мельницы подаётся конвейером или подъёмником в пневматический шихтовый бункер. Гомогенизирование выполняется в шихтовом бункере, и продукт складывается в сырьевом бункере.

Сырьевой помол из бункера подаётся в загрузочное устройство гранулятора подъёмником или воздушным лифтом, там подаётся в гранулятор в правильном соотношении при помощи ходового винта гранулятора, имеющего вариативную скорость привода.

Вода добавляется в сырьевую смесь, чтобы помочь образованию гранул. Затем гранулы подаются в вертикальную шахтную печь.

Гранулы, опускаясь вниз печи, высыхают, нагреваются, прокаливаются, агломерируются до клинкера и охлаждаются. Охлаждённый клинкер выгружается через тройной воздуховод.

Клинкер, смешанный с 4-5% природным гипсом, подаётся затем в цементную мельницу для перемалывания в порошок. Этот порошок называется обычным портландцементом. Цемент складируется в бункере и упаковывается в мешки с помощью упаковочной машины.

 

4.0 сырьё

Процесс производства цемента и его качество в первую очередь определяются правильным подбором и оценкой сырья. Подробные геологические исследования и правильный расчёт или сырьевая смесь помогают добиться успешной деятельности завода. Сырьё, используемое в производстве цемента, может быть разделено на две группы - - известковое и глинистое.

Для вертикальной шахтной печи известковый компонент должен соответствовать следующей спецификации:

СаО более     47%
S1O2 менее   8%
MgO менее    2,5%

Глинистый компонент, обычно глина, должен быть пластичным по природе, чтобы удовлетворять гранулированию и хорошей прочности не спеченных (сырцовых) гранул. Чтобы соответствовать модульным требованиям сырьевой смеси, можно при необходимости добавлять корректирующие материалы: боксит, латерит, железная руда. Горючее низкой летучести (менее 10% летучего вещества) требуется для производства цемента по технологии вертикальной шахтной печи. Требования к запасам известняка разных категорий для разных цементных заводов с вертикальной шахтной печью следующие:

КАТЕГОРИЯ ЗАПАСОВ

КОЛИЧЕСТВО (млн. т)

50т/день

100т/день

200т/день

300т/день

Рекомендуемое 1,18 2,36 4,72 7,08
Допустимое  0,83 1,65 3,3 4,95

5.0. Количество сырья

Количество различного сырья для производства одной тонны цемента обычно колеблется в пределах:

Известняк 1,2-1,3 т
Глина 0,125-0,24 т
Коксовая мелочь 0,2-021т
Добавка 0,05-0,08 т
Гипс 0,03-0,05 т
Мощность 115-125 квт/ч Вода 250-300 л

Минимальный запас этих материалов хранится на заводе, чтобы обеспечить его равномерную работу. Обычно запасы различного сырья рекомендуются следующие:

СЫРЬЁ, т

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЗАВОДА (т/день)

 

50

100

200

300

Известняк (30 дней) 1900 3750 7500 11250
Глина (60 дней) 600 1200 2400 3600
Коксовая мелочь(30 дней) 300 600 1200 1800
Добавки (30 дней) 125 250 500 750
Гипс (30 дней) 60 125 250 375

Иногда для производства шлаковых и других цементов можно добавлять шлак на стадии окончательного перемалывания. Количество добавляемого шлака зависит от ряда факторов и, соответственно, можно вычислить их процентное содержание, чтобы определить количество запасов.

 

6.0. Горючее

Коксовая мелочь с летучестью менее 10% и пепел летучестью менее 30% наиболее благоприятное горючее для вертикальной шахтной печи. Обычный уголь обладает высокой летучестью и горит с пламенем, из-за которого большая часть тепла теряется, а также создаются проблемы для обслуживающего персонала. В качестве альтернативы в вертикальной шахтной печи может также использоваться уголь низкой летучести. Там, где уголь легко доступен, установка деволатизации (вывода летучих) может быть внедрена, чтобы снизить содержание летучего вещества в угле. Продукт может также использоваться для производства бытового отопительного кокса. Сопутствующий продукт смола (тар, гудрон) используется для водостойкого покрытия дорог и т.д.

 

7.0. Мощность

Обычно высоковольтная линия (33 KB, 22 KB или 11 KB) напрямую подводится к заводу от ближайшей электроподстанции, чтобы избежать частых замыканий и перепадов напряжения. У завода есть подстанция с трансформатором, главным пультом управления и вспомогательным, контрольными панелями. Как правило, на заводе с производительностью 100 т/день используются 440 В трёхфазные 50 Гц моторы и поэтому устанавливается только один трансформатор, однако на заводах со 150 т/день, двигателями для мельниц (сырьевых и цементных) требуются 660 В 3 фазы 50 Гц, другие же двигатели по 440В поэтому устанавливаются 2 трансформатора. Для освещения главный трансформатор обычно имеет нейтральную линию. В случае, если она не предусмотрена, устанавливается отдельный трансформатор на 440/220 В. Данные подстанций на 100 т/день, 200 т/день и 300 т/день приводятся ниже.

 

В случае если электроэнергия недоступна длительное время, мы также рекомендуем установку дизель генератора для секции нечи и освещения. Расход мощности на тонну произведённого цемента обычно составляет 115-125 Квт/ч.

ТРАНСФОРМАТОР

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЗАВОДА (T/ДЕНЬ)

 

50

100

200

300

33 или 11 Квт/440В 650 1500 1500 1500
33 или 11 Квт/660 В 0 0 1500 2000

8.0 проблемы окружающей среды

Цементный завод по технологии вертикальной шахтной печи практически не загрязняет воду, так как никакие потоки не выводятся. Загрязнение воздуха может вызываться как макро частицами, так и нежелательными газами.

Современная вертикальная шахтная печь обеспечивает незначительную эмиссию последних, таких как угарный газ, углекислый газ, азот. Пылевая эмиссия обычно низкая благодаря применению высокоэффективного пылесборника и качественной приборке. Установленное оборудование по контролю загрязнения поддерживает загрязнение в здании завода на уровне ниже 150 мг/НмЗ. Обычно вокруг завода высаживается пояс зелёных насаждений, а также проводится обрызгивание водой, чтобы осадить пылевые частицы, порождаемые движением транспорта, перемещением материалов и ветром.

В вертикальной шахтной печи эмиссия из трубы высотой 30м над уровнем земли устанавливается скруббер (газопромыватель), чтобы поддерживать эмиссию пыли в пределах 150 мг/НмЗ при стабильных рабочих условиях.

 

9.0. Вода

Вода требуется для производственной лаборатории, охлаждения, а также для людей. Рекомендуются скважина и водяной резервуар над вертикальной шахтной печью, с обеспечением насосной подачи в мельничное сооружение и печь. Содержимое мельницы охлаждается водой, которая рециркулирустся. Обычный расход воды на заводе, включая лабораторию и т.д., составляет 250 300 л на тонну цемента.

10.0. Рабочая сила

Труд рабочих - это главная сила в любой промышленности несмотря па автоматизацию. Для обеспечения лучшего контроля над оборудованием, технического обслуживания и т.д. Таблица ниже приводит минимальные требования к рабочей силе для цементного мини-завода.

РАБОТНИКИ 50 т/день 100 т/день 200т/день 300 т/день
Администрация 10 13 13 15
Квалифицированные 16 20 20 30
Полуквалифицированные 18 20 30 30
Рабочие 30 36 46 46
Всего 74 89 109 111

11.0. Заключение

Эта записка ставила своей целью предоставить предпринимателю, желающему запустить цементный мини-завод, руководство к действию. Для дальнейшей и более полной информации, более полезной будет личная встреча для обмена мнениями.

О компании Новости
Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100