Сушильный барабан приводится во вращательное движение электроприводом. Внутри барабан снабжен насадкой.
Дымовые газы из сушильного барабана отсасываются дымососом через аппараты ВЗП. Очистка дымовых газов от коксовой пыли в двух аппаратах ВЗП обеспечивается такой конструкцией аппаратов, при которой два вихревых пылевых потока направлены на встречу друг другу по спиральной траекториям, за счет чего происходит взаимное гашение кинетической энергии пылевых частиц и их осаждение.
Коксовая пыль из аппаратов ВЗП собирается в бункере, откуда по течке загружается в конвейер и вместе с сухим коксом передается в отделение приготовления шихты или по течкам с заслонками выводится на улицу с восточной стороны корпуса 154 «Б», где загружается в поддон, который автопогрузчиком и автомашиной вывозится в место санкционированного складирования или отгружается потребителю. Очищенные дымовые газы по газоходу направляются в дымовую трубу. Просушенный кокс из сушильного барабана собирается в бункере сухого кокса, в случае наличия влаги более 2% кокс направляется на повторную сушку. Из бункера сухой кокс электровибропитателями подается на ковшевые конвейеры, откуда через пневморазгрузчики поступает в бункеры хранения.
Все управление транспортными агрегатами вынесено на щит управления №2 корпуса 154 «Б», на котором нанесена мнемоническая схема с сигнализацией и кнопками дистанционного управления. Для откачки грунтовых вод на складе кокса корпуса 154 «А» установлен погружной насос. Насос выключается и включается по мере заполнения и освобождения приямка вручную или автоматически при помощи пьезометрического уровнемера. Грунтовые воды откачиваются в кессон установки очистки газа СО.
4.2. Приготовление и транспортировка шихты
Исходя из непостоянства состава извести и углеродистых материалов и их влажности, приготавливаемая шихта для производства карбида кальция, заведомо обогащается углеродом.
При приготовлении шихты с использованием смеси углеродистых материалов (кокса и антрацита) смешение их в определенном соотношении производится в бункере путем поочередной загрузки кокса и антрацита грейфером мостового крана в количестве не более 25% антрацита от общего количества загружаемого углеродистого материала и далее по технологической схеме подготовки и загрузки кокса. Кроме того, можно производить дозировку из бункеров хранения кокса и антрацита.
Дозировка шихты производится весовыми дозаторами. На 1000 кг извести подается 670-800 кг углеродистых материалов. Дозаторы расположены под бункерами хранения извести и кокса и включают в себя: весовой бункер, вибрационные питатели, электрооборудование.
Весовой бункер представляет собой сварную стальную конструкцию. Стенки бункера внутри облицованы бронелистами из марганцевой стали.
Бункер имеет высыпное отверстие, перекрываемое клапаном затвором, приводимым в действие сжатым воздухом. Весовой механизм бункера состоит из двух главных рычагов, соединительных тяг, серег и т. д.
Главные рычаги подвешены к раме дозатора, к ним подвешен бункер. Усилие от взвешиваемого груза, уменьшенное в несколько раз, передается на тензодатчик.
Весовые дозаторы могут управляется в трех режимах: автоматическом, дистанционном (ручном), наладочном (ручном ) со щита КИП №3 корпуса 154 «Б». Из весовых дозаторов известь и углеродистые материалы попадают в промежуточные бункера и далее через лотковые электропитатели попадают на конвейеры.
При одновременной работе известковых и углеродистых весовых затворах смешение извести и углеродистых материалов происходит в ковшах конвейера, которыми шихта подается в бункер.
Разгрузка производится при помощи пневморазгрузчиков. Для корректировки режима карбидной печи используется корректировочная известь, хранящаяся в бункере.
Корректировочная известь электровибропитателем лотковым подается в ковшовый конвейер и далее в отсеки для корректировочной извести бункеров.
Подача шихты и корректировочной извести в основные бункеры и в отсеки осуществляется переброской клапана в ту или иную часть бункера или отсеков.
Контроль за уровнем сырья в бункерах и отсеках ведется с помощью гамма-реле.
Из шихтовых бункеров шихта через четыре комплекта загрузочных устройств поступает в трехфазную электрическую печь.
Запыленный воздух от бункеров поступает на очистку в пылеуловитель.
4.3. Получение карбида кальция
4.3.1. Описание процесса получения
Процесс образования карбида кальция осуществляется в трехфазной электродуговой печи с рядовым расположением электродов.
В плане ванна печи имеет вид прямоугольника с закругленными краями. Кожух ванны печи футерованы шамотным кирпичом.
Подина выложена следующим образом: на днище ванны в качестве выравнивающего слоя в 200 мм насыпан сухой песок, затем выложены семь рядов шамотного кирпича и сверху три ряда угольных блоков. В качестве склеивающего материала при укладке угольных блоков применяется специальная углеграфитная паста.
Образование карбида кальция происходит по реакции:
СаО + 3С → СаС2 + СО↑ -111380 кал/моль
Из уравнения видно, что процесс идет с большими затратами тепла. Температура карбидообразования 1800÷23000С.
Тепло, необходимое для образования карбида кальция, получается частично за счет возникновения электрической дуги «электрод - расплав» и частично за счет прохождения электрического тока сквозь слой шихты в ванне печи.
Во избежание спекания шихты на колошнике и возможных ее обвалов с выбросом раскаленной шихты, реакционных газов или карбида кальция, осуществляется постоянный визуальный контроль за сходом шихты колошнике, производится регулярное ее рыхление и подгребание к электроду. При проскоке влажного углеродистого материала или шихты мелкой грануляции нагрузка на печи снижается до 20 – 22МВт и дополнительно к рыхлению шихты на колошнике производится операция по подъему и опусканию электродов для разрушения зависающих слоев шихты не реже 1 раза час.
Для ввода тока в ванну служат три самоспекающихся электрода.
Электрический ток от трансформатора к электродам передается по медным водоохлаждаемым трубам короткой сети, гибким пакетам, трубошинам и контактным плитам. Для создания контакта между плитами и электродом в стяжной балке имеются прижимные устройства.
Для контроля температуры дымовых газов в районе короткой сети по периметру зонта печи установлены термоэлектрические преобразователи, регистрация температуры осуществляется электронным потенциометром.
Уровень электродной массы в кожухе электрода должен быть выше уровня нажимных балок на 4÷6 м. Газовыделения из кожухов электродов не должны быть бурными. Тушение горящей электродной массы в кожухе электрода допускается только добавлением свежей массы.
Кожух каждого электрода охлаждается вентиляторами. Количество воздуха, подаваемого на обдув электродов, регулируется вручную шиберами на воздуховках.
Одной из основных частей карбидной печи является электродержатель, который состоит из: тормоз, кожух электродержателя, гидроподъемник, контактные плиты, стяжные балки.
Газы и пыль из-под зонта карбидной печи и от сливного лотка отсасываются шестью дымососами, от бункеров дымососом и направляются на установку очистки дымовых газов. Температура дымовых газов регистрируется электронным потенциометром.
Слив полученного карбида кальция из печи осуществляется периодически. При нагрузке на печь выше 28 МВт проводится не менее трех сливов в час с интервалом между сливами не более 10 мин. Слив производится через сливное отверстие, расположенное на уровне подины печи, по сливному лотку в охлаждающий барабан. Сливное отверстие (лётка) открывается путем прожига аппаратом прожига и шуровки металлическим прутком при помощи шуровочной машины или в ручную. Лётка должна прожигаться на уровне пода печи.
Завышение уровня прожига лётки недопустимо, так как при этом будет происходить накопление ферросилиция на подине, что может привести к прежде временному выходу из строя пода печи. Накопление ферросилиция на подине опасно также тем, что при последующих низких прожигах лётки сходит сразу большое количество ферросилиция, что создает опасность выхода из строя деталей сливного лотка и головки охлаждающего барабана.
После окончания слива карбида кальция лётка забивается глиняной пробкой вручную. Все основные детали карбидной печи водоохлаждаемые. Охлаждение осуществляется из 10 распределительных коллекторов оборотной водой. Сливаемая из коллекторов вода также поступает на охлаждение барабана.
4.3.2. Работа карбидной печи как химического реактора.
В карбидной печи одновременно протекают различные процессы, связанные с химическими и фазовыми превращениями в неоднородном температурном поле. Целесообразно разделить всю ванну печи на зоны и рассматривать каждую зону отдельно и во взаимодействии с другими зонами.
Верхняя зона Ι – зона твердофазных процессов. Здесь происходит постепенный нагрев шихты и начинается реакция карбидообразования в твердой фазе на поверхности кусочков извести за счет диффузии молекул углерода в кристаллическую решетку молекул извести:
СаОтв + 3С → СаС2тв + СО↑
Образование карбида кальция в первой зоне происходит и за счет взаимодействия углерода с возгоняющимися из низких зон парами кальция:
Сапар + 2С тв → СаС2тв
Одновременно с основными реакциями образования карбида кальция в зоне Ι протекают также реакции дегидратации, термической деструкции и декарбонизации, если они не были завершены на стадии подготовки сырья:
2Н2О → 2Н2 + О2↑