Проектирование цементного завода

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

При проектировании новых  или реконструкции старых цементных заводов составляют материальный баланс для определения расхода сырья, добавок, воды, топлива и других материалов, требуемых для получения готовой продукции –  цемента. На основании расчетных данных материального баланса производят подбор необходимого технологического оборудования с определенным резервом мощности и определяют технико-экономические показатели проектируемого завода.

При выборе оборудования цехов завода определяющим  является производительность цеха обжига.

В данном курсовом проекте составим материальный баланс портландцементного завода, работающего по сухому способу [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет материального  баланса цементного завода

 

 

Исходные данные при  расчете:

1. Способ производства – сухой.

2. Годовая производительность завода – 1200000 т. цемента в год.

3. Состав портландцемента, % (в соответствии с заданием и ГОСТами):

клинкер……………………………….77;

АМД.......……………….…………….20;

гипс……………………………………3.

4. Величина присадок  золы топлива – 4 % .

5. Состав сырьевой смеси, % :

Мел……..……………………………….81,07;

глина……………………………………16,26;

огарки…………………………………...2,67.

6. Естественная влажность  сырьевых материалов, топлива и  добавок, %:

Мел……...……………………………….19;

глина……………………………………21,5;

гипс………………………………………6.

7. Влажность  шлама…………………….10 % .

8. Потери при  прокаливании сырьевой смеси – 34,09 % .

9. Производственные  потери:

сырьевых материалов (суммарно)……1,0;

клинкера……………………………….1,0;

добавок (каждой)………………………1,5;

цемента………………………………….3,0.

10. Режим работы основных цехов и отделений в течение года:

а) карьер и дробильное отделение – 307 дней по 16 ч в сутки (4912 ч) в две смены при прерывной  рабочей неделе;

б) отделение помола сырья  – 307 дней по 24 ч в сутки (7368 ч);

в) цех обжига – 364∙0,9 = 327 дней работы печей по 24 ч в сутки;

г) отделение помола цемента – 307 дней по 24 ч в сутки (7368 ч);

д) силосно-упаковочное  отделение – 365 дней по 24 ч в сутки (8760 ч), непрерывный в три смены [1].

При производстве цемента по сухому способу применяют короткие вращающиеся печи длиной не более 100 м с установками для использования тепла отходящих газов и шахтные печи. В последних обжигают мергельные породы и искусственно приготовленную сырьевую смесь в виде брикетов.

Определение количества печей зависит  от производительности печного агрегата. Она рассчитывается исходя из годовой производительности клинкера (учитывая количество печей на всех линиях) [1].

В данном курсовом проекте годовая  производительность завода по цементу  составляет 1200000 т/год.

Для расчета количества производительности клинкера в год составим пропорцию:

1 200 000 – 100 %;

      х  – 77 %.

 т/год клинкера производит завод.

клинкера производят печи на 3 линиях.

суточная производительность печи.

Округляем до 985 т. Производительность вращающейся печи сухого способа с циклонными теплообменниками  размером м. и КИ=0,9.

 

11. Коэффициент использования вращающихся печей – 0,9 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материальный  баланс цеха обжига

 

 

 Производительность трех вращающихся печей: т/ч;   т/сутки; т/год.

Расчет расхода сырьевых материалов.

Учитывая 4% присадки золы в процессе обжига клинкера, расход сырьевых материалов следует считать не для производства 126 т/ч клинкера, а для т/ч.

Теоретический удельный расход сухого сырья для производства клинкера определяют с учетом потерь при прокаливании: т/т клинкера,  где 34,09 – потери при прокаливании сырьевой смеси.

На современных заводах  для обеспыливания  отходящих  газов вращающихся печей устанавливают электрофильтры, что дает возможность считать потери сырья отходящими газами не более 1%. Тогда расход сухого сырья составит:

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/сут;

 т/год.

Определяем  расход отдельных компонентов сухой  сырьевой смеси:

а) мел

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/сут;

 т/год;

б) глины

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/ сут;

 т/год.

 в) огарки

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/сут;

 т/год.

С учетом естественной влажности  расход сырьевых материалов соответственно составит:

а) мел

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/сут;

 т/год;

б) глины

 т/т клинкера;

 т/ч;

 т/сут;

 т/год.

 в) огарки

 т/т клинкера;

  т/ч;

 т/сут;

 т/год [1].

 

Расчет расхода шлама.

Рассчитываем часовой  расход шлама

,

где А_ш – расход шлама, м³/ч;  А_с – расход сухого сырья в час, т/ч;     W_ш – влажность шлама  %;  V_ш – плотность шлама, т/м³.

Плотность шлама определяем интерполяцией влажности и плотности шлама:

Влажность шлама, %                 Плотность шлама, т/м³

45                                                  1,550

40                                                  1,600

35                                                  1,650

30                                                  1,700

25                                                  1,750

20                                                  1,800

15                                                  1,850

10                                                  1,900

Для рассматриваемого случая V= 1,900 т/м³.

Тогда на обе печи необходимо подать шлама:

  м³/ч;

 м³/сут;

 м³/год.

При сухом способе  производства потребность в увлажненном  сырье рассчитывается по формуле

  =

 

 

Материальный баланс отделения помола

 

Из предыдущих расчетов следует, что отделение помола сырья, работающее с выходными днями (307 суток в году по 3 смены в сутки), должно обеспечить помол 1724112 т/год сухих сырьевых материалов.

Следовательно, должно быть измолото сухого сырья    в сутки:

; в час  .

В том числе расход отдельных  компонентов составит:

а) мела

  в час:  т;

  в сутки:  т;

  в год:  т;

б) глины

  в час:  т;

  в сутки:  т;

  в год:  т;

в) огарок

  в час: т;

  в сутки:  т;

  в год:  т.

Для образования шлама  одновременно с исходными материалами  в сырьевые мельницы подается вода. Потребность в воде определяется по формуле

,

где W_в – количество воды, необходимое для приготовления шлама, м³/ч; V_ш – плотность шлама, т/м³;  А_ш – потребность в готовом шламе, м³/ч;    А_с – потребность в сухом сырье, т/ч;  – количество воды, потребляемое соответственно с натуральным известняком, глиной и трепелом, т/ч.

На основании приведенных  ранее расчетов м³/ч; т/м³;  т/ч; т/ч; т/ч; т/ч.

Подставляя эти данные в формулу, определяем расход воды на приготовление шлама:

 т/ч;

 т/сут; т/год.

 

Материальный  баланс карьера и дробильного  отделения

 

Общие потери сырья составляют 2,5%, из них 1,5% – это потери на карьере, при транспортировке и дроблении в дробильном отделении и 1% – потери сырья с отходящими газами вращающихся печей. Карьер, как и дробильное отделение, работает с выходными днями – 307 суток в году по 2 смены в сутки: ч.

Для производства 924000 т/год клинкера необходимое количество сырьевых материалов, как было подсчитано выше, составляет: мела – 1327418 т/год; глины – 237744 т/год.

Огарки данным расчётом не учитываются, т.к. не является привозным материалом.

С учётом 1,5% потерь требуется:

а) мела

 т/год;

 т/ сут;

 т/ч.

б) глины

 т/год;

 т/сут;

 т/ч.

Таким образом, производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение – дробление следующего количества материалов:

 

Расход материалов дробильного отделения (т)

Материал	Периоды
	год	сутки	час
Мел	1347329,27	4388,69	274,29
Глина	241310,16	786,03	49,13

 

 

 

Материальный баланс клинкерного  склада

и отделения помола цемента

 

На клинкерный склад отправляют клинкер, гидравлические добавки и гипс. Из данных материалов баланса цеха обжига следует, что в склад поступает клинкера, т:

в час …………............126;

в сутки………….......3024;

в год……………924000.

При хранении сыпучих  материалов в складских помещениях неизбежны потери, %:

клинкера………..........1,0;

АМД………….........1,5;

гипса……………….....1,5.

Таким образом, в отделении помола цемента за год поступает

а) клинкера

 т.

При работе отделения помола цемента 307 суток в году по 3 смены  в  сутки (7368 часов в год) необходимо клинкера:

  в сутки:  т;

  в час:  т.

Введение при помоле цемента АМД (20%) и гипса (3 %) определяет потребность отделения помола клинкера в этих материалах:

б) АМД

т /год;

т/сут;

т/ч;

в) гипса

 т/год;

 т/сут;

 т/ч.

Из приведённых выше расчётов следует, что производительность отделения помола цемента составляет:

 т/год (цемента);

 т/сут (цемента);

 т/ч (цемента).

Аспирация цементных  мельниц осуществляется на современных  заводах с помощью электрофильтров. При этом потери цемента могут быть приняты порядка 0,5 %.

Тогда действительная производительность помольного отделения составит:

 т/год (цемента);

 т/сут (цемента);

 т/ч (цемента).

Если учесть, что на помол АМД подают после потери его на складе 1,5 %, количество АМД, поступающее  на склад за год, должно быть т.

На помол гипс поступает также с учетом  1,5 %   его   потерь на складе:

 т/год.

Поступающий из вращающихся печей  на склад клинкер поливают водой, при этом расход воды на поливку  принимается равным 1% от массы клинкера:

  в  час:  т;

  в сутки:  т;

  в год:  т.

 

 

Материальный  баланс силосно-упаковочного отделения

 

В соответствии  с произведёнными расчётами в силосно-упаковочное  отделение поступает цемента, т: