Разработать материальный баланс и основные проектные технологические решения цеха силикатных изделий

Поверхностно-активные вещества ( ПАВ ).

В качестве омыляющего компонента для приготовления алюминиевой суспензии используется ПАВ ( средство моющее синтетическое ) по ГОСТ 25644, обладающие хорошей моющей способностью, не содержащие отбеливающих перекисных или окисных солей, биодобавок, соды кальцинированной технической.

Вода

В качестве воды затворения для приготовления полистиролбетонной смеси используется вода техническая, удовлетворяющая требованиям СТБ1114.

Предельное  содержание растворимых солей - 5000 мг/л, сульфат-ионов (SO₃) -2000мг/л, хлорид-ионов (С1 )-2000 мг/л.

Водородный  показатель поды (рН) должен быть не менее 4 и не более 12,5.

 

2. Технологическая схема производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.Технология производства.

 

Газосиликат приготовляют из вяжущего (известь), кремнеземистого компонента (зола-унос ТЭЦ) и газообразователя.

По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды: вступающие в химические взаимодействие с вяжущим или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра); разлагающиеся с выделением газа (пергидроль); взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего газообразователем  служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород.

При автоклавном  методе обработки, плиты проходят тепловую обработку паром в автоклаве при температуре 175-200°С и давлении 0,8-1,3 МПа. Автоклавная обработка не только ускоряет процесс твердения смеси, но способствует образованию внутри блока нового минерала, за счет которого повышается прочность блока, а так же в несколько раз уменьшается усадка.

Производство  газосиликата предполагает введение веществ, выделяющих газ при химическом взаимодействии с цементом и известью, и в роли газообразователя выступает алюминиевая пудра. Сырьевая смесь после вспучивания проходит последующую автоклавную обработку при температуре 175-200°С и давлении 0,8-1,3 МПа. В полученной массе образуются многочисленные поры размером 1–3 мм, которые придают материалу такие свойства, как теплоизоляция, морозостойкость и легкость.

Вяжущее применяют  совместно с кремнеземистым компонентом, содержащим двуоксид кремния. Кремнеземистый компонент (молотый кварцевый песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулированный доменный шлак) уменьшает расход вяжущего, усадку и повышает качество изделий.

Возрастает  применение побочных продуктов промышленности (зола-унос, доменных шлаков, нефелинового шлама) для изготовления газосиликата.

Процесс приготовления  суспензии алюминиевой пудры  заключается в перемешивании  с водой алюминиевой пудры и включает в себя следующие операции:  приготовление водного раствора поверхностно-активного вещества        (ПАВ); перемешивание алюминиевой пудры с раствором ПАВ. Для приготовления суспензии алюминиевой пудры используется алюминиевая пудра марки ПАП-2 (допускается использовать ПАП-1). Для удаления жировой пленки (стеарина), которой покрыта алюминиевая пудра, и придания ей гидрофильных свойств (смачиваемости) необходима предварительная обработка пудры горячим водным раствором ПАВ. В качестве ПАВ используются синтетические моющие вещества, не содержащие перекисных и окисных добавок для отбеливания (сульфанол, клееканифольная эмульсия). Приготовление водного раствора ПАВ и алюминиевой суспензии производится в мешалке лопастного типа.  Количество ПАВ определяется в размере 4-6% от веса алюминиевой пудры. Температура воды для приготовления водного раствора ПАВ должна быть 45-55°С. Время перемешивания ПАВ с водой в мешалке - 3-5 мин. (до полного растворения). При приготовлении суспензии алюминиевой пудры в водный раствор ПАВ добавляется алюминиевая пудра с таким 
расчетом, чтобы в 1л суспензии содержалось 40-50г алюминиевой пудры.

Основной технологический  цикл приготовления в зависимости  от вида и применяемого технологического оборудования может иметь несколько  стадий получения смеси. Обычно все компоненты заранее дозируются и последовательно  подаются, включая и порообразователь (алюминиевая суспензия) в газосмеситель. После окончания перемешивания смесь заливается в форму. 

Затем газосиликатную смесь заливают в металлические формы на определенную высоту с таким расчетом, чтобы после вспучивания формы были заполнены доверху. Избыток смеси («горбушку») после схватывания срезают проволочными струнами. Для ускорения газообразования, а также процессов схватывания и твердения применяют «горячие» смеси на подогретой воде с температурой в момент заливки в формы около 40°С.

 

 

3.3.График  тепловой обработки.

 

В зависимости  от давления и температуры весь цикл автоклавной обработки делится  на три стадии:

1. Первый включает  в себя прогрев и продувку паром автоклава, а также подъём давления пара до 1,2 МПа продолжительностью 2 часа.

2. Второй –  выдержка изделий под давлением 1,2 МПа продолжительностью 6 часов.

3. Третий –  снижение давления продолжительностью 2 часа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Режим работы цеха

Подбор оборудования и тепловых установок.

Приготовление газосиликатной смеси.

В газосмесителе СМС-40Б определяем максимальное число замесов в час:

Т₁-время загрузки сырьевых компонентов, мин   

Т₂-время перемешивания, мин       

Т₃- время заливки в форму, мин  

Т₄- время передвижения мешалки на пост загрузки, мин.

Общий объем  одного замеса.

П_г- годовая производительность цеха (П_г = 120000 м³ /год)

h_з- высота заливки в долях единицы

К_ч.н- коэффициент часовой неравномерности выдачи бетонной смеси

В_р.ч.- фонд рабочего времени в часах (В_р.ч = 250 × 8 × 2 = 4000 )

Принимаем 1 смеситель с объемом по загрузке  3,6 м³ .

 

Автоклавная обработка.

Мощность завода определяется производительностью  автоклавов.

N_дн - число рабочих дней в году (N_дн = 250)

N_см - число смен (N_см = 2)

V_А - объём автоклава, м³. V_А = 3,14 × (3,6/2)²м (радиус) × 27м (длина) = 274,7 м³

Кз- коэффициент  заполнения автоклава, доли ед. (Кз = 0,9)

Принимаем 1 автоклав (3,6м х 27м).

 

 

Расчет  состава смеси.

Исходные данные:

Тип изделий  – плиты теплоизоляционные.

Средняя плотность D = 350 кг/м³

Вид вяжущего - известь

Активность  применяемой извести А_И = 84%

Вид кремнезёмистого  компонента – зола-унос.

 

Расход сырья материалов рассчитывается на 1 м³:

При средней  плотности материала D = 350 кг/м³ , получаем:

Р = 1 м³ × 350 кг/м³  = 350 кг

 

Рассчитывается  общий расход сухих материалов на 1м³:

 кг.

 

Рассчитаем  общий расход вяжущего:

 кг.

 

Рассчитаем  расход извести в связующем:

 кг.

 

Учитывая, что  заданная активность составляет А_И=84%, рассчитаем фактический расход извести:

 кг

 

Рассчитаем  расход кремнеземистого компонента (зола-унос ТЭЦ):

 

Рассчитываем  расход воды, принимая В/Т = 0.4,

  л

 

Рассчитывается  расход порообразователя – алюминиевой  пудры:

 

 пористость, которую должен создать газообразователь, чтобы получить ячеистый бетон заданной средней плотности;

W - удельный объём сухих материалов в л/кг, принимается равным 0,42, в случае использования в качестве кремнезёмистого компонента золы-уноса ТЭЦ.

 коэффициент использования  порообразователя;

 удельное газообразование  или выход пор (отношение объёма  пены или газа к массе порообразователя, л/кг);  (К = 1,42)

 заданный объём ячеистобетонной  смеси.

 

Рассчитывается  высота заполнения формой формовочной  машиной:

H = 1.1 × ( 1 – Пг ) = 1,1 × (1 – 0,74) = 0,286

 

Расход сырьевых материалов на 1м3 ячеистого бетона:

 

Наименование	Единица	Расход
материала	измерения
Известь строительная	кг	75,2
Зола-унос ТЭЦ	кг	319,8
Пудра аллюминиевая	кг	0,6
Вода	л	158

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Техника безопасности и охрана окружающей среды.

Тепловые установки  на заводах строительных материалов и изделий являются агрегатами повышенной опасности, так как их работа связана с выделением теплоты, влаги, пыли, дымовых газов. Поэтому условия труда при эксплуатации  таких установок строго регламентируется правилами  и инструкциями. Контроль за соблюдением правил и инструкций по охране труда и техники безопасности осуществляется органами государственного надзора и общественными организациями, которые и разрабатывают эти нормы.

Согласно действующим  нормативам, в цехах, где размещаются  тепловые установки, необходимо иметь: паспорт установленной формы с протоколами и актами испытаний, осмотров и ремонтов на каждую установку; рабочие чертежи находящегося оборудования и схемы  размещения КИП; исполнительные схемы всех трубопроводов с нумерацией арматуры и электрооборудования; инструкции по эксплуатации и ремонту. В таких инструментах должно быть краткое описание установок, порядок их пуска, условия безопасной работы, порядок остановки, указаны меры предотвращения аварий. Кроме того, инструкции должны содержать четкие указания о порядке допуска к ремонту установок, о мерах безопасного обслуживания и противопожарных мероприятиях.

На стадии проектирования предусматриваются  нормы безопасной работы и эксплуатации тепловых установок. Каждая тепловая установка  разрабатывается  с таким учетом, чтобы она создавала оптимальные условия ведения технологического процесса и безопасные условия труда. Поверхности установок должны быть изолированы и иметь температуру не выше 40º С.

Проектировать топки, печи, в которых используются продукты горения топлива, разрешается только на давление менее атмосферного (разряжение). Оборудование тепловых установок проектируется с ограждением, а его включение в работу должно сопровождаться звуковой и световой сигнализацией. Площадки для обслуживания, находящиеся выше уровня пола, оборудуют прочным ограждением и сплошной обшивкой по нижнему контуру.

 

Особое внимание при эксплуатации следует уделять  очистке работающих теплоносителей от уносов пыли и мелких частиц материала. Согласно нормативным указания, для тепловых установок следует проектировать специальные очистные устройства.

При эксплуатации тепловых установок в цехах, где  они расположены должны быть вывешены инструкции по правилам эксплуатации установок и охране труда.

Весь обслуживающий  персонал тепловых установок допускается к работе только после изучения, а также после обязательного документального оформления проверки его знаний.

Все поступающие  на предприятие рабочие, служащие и  инженерно-технические работники  обязаны пройти вводный инструктаж, цель которого ознакомить с основными опасностями и вредностями на предприятии, правилами внутреннего распорядка, действиях при аварии, пожаре. Инструктаж проводят работники службы техники безопасности и пожарной охраны по программе, утвержденной главным инженером предприятия.

Каждый вновь поступивший, переведенный из другого цеха или меняющий свою профессию, рабочий должен последовательно пройти первичный инструктаж, теоретическое и практическое обучение безопасным приемам и методам работы. Первичный инструктаж, проводимый начальником цеха или его заместителем, знакомит с особенностями производства и основными опасностями и вредностями, а также общими правилами безопасности в цехе. Дальнейшее практическое обучение проводится на рабочем месте. При этом изучаются правила по технике безопасности и пожарной безопасности, действия по ликвидации аварий или пожара. Периодический инструктаж обычно повторяется ежегодно. Проверку знаний проводит комиссия, состоящая из руководителя, ответственного за подготовку рабочего, представителя службы техники безопасности и профсоюзной организации.