Смекни!
smekni.com

Технологическая линия по производству высокопрочного гипсового вяжущего (стр. 6 из 6)

наименование камня;

номер партии, дату отправки и объем партии;

сорт, размер фракции;

обозначение настоящего стандарта.

При транспортировании и хранении камень должен быть защищен от загрязнения посторонними примесями.

1.8. Технологические схемы производства гипсового вяжущего [6],[2]

Существует несколько технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол предшествует обжигу, в других помол производится после обжига, а в третьих помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах (I). Полуводный гипс –модификации получают путем запаривания гипсового щебня в автоклаве, самозапарочных аппаратах, демпферах. Высокопрочный гипс получают в котлах(реакторах)

1. Производство гипса с применением варочных котлов. Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или непрерывного действия. Варка происходит за счет обогрева днища и стенок котла, а также жаровых труб внутри котла, которые в охлажденном состоянии удаляются по дымовой трубе. Продолжительность варки 90…180 мин. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.

2. Гипсовое вяжущее в сушильных барабанах получают путем обжига гипсового камня в виде щебня размером до 20 мм. Обжиговой частью сушильного барабана служит наклонный стальной цилиндр диаметром до 2.5 м и длиной до 20м, установленный на роликовых опорах и непрерывно вращающийся. Гипсовый щебень подается в барабан с приподнятой стороны и в результате вращения наклонного барабана перемещается в сторону наклона. Из топки в барабан поступают раскаленные дымовые газы, которые при движении вдоль барабана обжигают гипсовый камень, а с противоположной стороны удаляются вентилятором. Далее гипсовый камень измельчают в мельницах.

3. При обжиге гипса во взвешенном состоянии совмещают две операции: измельчение и обжиг. В мельницу(шахтную, шаровую, или роликовую) подают гипсовый щебень и одновременно нагнетают горячие дымовые газы. Образующиеся при размоле мельчайшие зерна гипса товарной фракции увлекаются из мельницы потоком дымовых газов и в процессе транспортирования в раскаленном газовом потоке обжигаются. Пылевоздушная смесь поступает в циклоны и фильтры для осаждения гипса.

Наибольшую производительность из рассмотренных схем имеет последняя, затем схема обжига в сушильных барабанах, и, наконец в варочных котлах. Однако первые две схемы существенно уступают по качеству продукции схеме с варкой гипса.

4. Высокопрочный гипс получают путем нагревания природного гипса паром под давлением 0.2…0.3Мпа с последующей сушкой при температуре 160…180.

1.9. Технологические факторы, влияющие на качество продукта [8],[7]

Технологическая операция помола обожженного гипса сильно влияет на конечное качество гипсовых изделий, а именно – водопотребность, прочность и усадку.

Структура твердеющего гипса относительно однородна. Кристаллы дигидрата имеют случайную ориентацию и образуют трехмерную решетку. По мере срастания и переплетения кристаллов дигидрата гипсовая смесь постепенно превращается в затвердевшее камневидное тело. В затвердевшем, но еще влажном гипсе продолжают протекать процессы перекристаллизации – растворения части вещества в межкристаллических контактах и укрупнения кристаллов, что приводит к разрыхлению структуры. Отсюда малая объемная масса. Таким образом, гидратация гипсового вяжущего представляет собой непрерывный совместный процесс растворения полугидрата и выкристаллизовывания из раствора дигидрата. По мере роста кристаллов гипса и их переплетения формируется поликристаллическая структура затвердевшего гипса.

Механические свойства гипсовой отливки полностью определяются величиной порового пространства, которое, в свою очередь зависит от В/Г фактора, а именно: с уменьшением В/Г увеличивается объем пор.

Так как с уменьшением водогипсового фактора размер кристаллов дигидрата уменьшается, то число кристаллов в единице объема увеличивается, так же как и степень их срастания, а следовательно, увеличивается структурная прочность.

Поры влияют не только на прочность, ползучесть и деформативность, но и на другие свойства гипсовой отливки. Пористостью, например, обусловлены хорошие теплотехнические гипсовых материалов, а также способность их быстро поглощать и отдавать влагу.

Основными требованиями к повышению качества полуводного гипса сводятся к повышению активности гипса без снижения нормальной густоты гипса и при повышении его удельного веса.


2. Расчетно-проектный раздел

2.1. Расчетная функциональная технологическая схема производства продукта

2.2. Расчет производственных шихт и составление материального баланса основной технологической установки

М1=172 М2=18 М3=145 М4=27 М5=18

CaSO4∙2H2O+ H2O+ примеси → CaSO4∙0,5H2O + 1,5H2O + H2O + примеси

41% 52% 7% Х2 Х1 52% 7%

М1=172 М4=27

1) CaSO4∙2H2O → 1,5H2O Х1 = (41*27)/172=6,4%

41% Х1

М1=172 М3=145

2) CaSO4∙2H2O → CaSO4∙0,5H2O Х2 = (41*145)/172=34,6%

41% Х2

Проверка:

CaSO4∙2H2O+ H2O+ примеси → CaSO4∙0,5H2O + 2,5H2O + примеси

41% 52% 7% Х2 52+6,4=58,4% 7%

Х2 = 100-58,4-7=34,6%

Материальный баланс на установку автоклав-центрифуга

Компоненты На входе На выходе
% т/ч % т/ч

1. Шлам:- CaSO4∙2H2O- H2O- примеси

100

41

52

7

10,47

2. Готовый продукт:-CaSO4∙0,5H2O- примеси

34,6

7

6,37

3. Физическая влага

1,5H2O + H2O

58,4

10,47-6,37=4,1

2.3. Расчет производственной программы технологической линии

Стадия процесса

Gгод,Тонн/год

Потери, %

Расчет годового

фонда времени

Часовая

производительность

Мех. Физич. Химич. nсут. в год n раб. часов в сутки Кисп оборудования Годовой фонд Т/час

ρнас

т/м3

м3/ч
Вагон 50000 365 8 0,95 8322 6,01 0,9 6,68
Силос 50500 +1 365 8 0,95 8322 6,07 1,1 5,52

Сушка

Помол

53025 +1 +4 365 8 0,95 8322 6,37 1,5 4,25
Бункер 53025 365 8 0,95 8322 6,37 1,5 4,25
Центрифуга 81870,6 +54,4 365 8 0,95 8322 9,84 1,5 6,56
Автоклав 87110,3 6,4 365 8 0,95 8322 10,47 1,5 6,98
Бункер 87110,3 365 8 0,95 8322 10,47 1,5 6,98
Склад сырья 87981,4 365 8 0,95 8322 10,57 1,5 7,05

2.4 Подбор основного механического оборудования [11], [12], [13]

На основании производственной программы подберем технологическое оборудование

1. Подберем сушильную установку:

По производственным расчетам производительность сушильной установки должна составлять 6,37 т/ч или 4,25 м3/ч

Таким образом, наиболее оптимальной сушильной установкой будет являться установка: сушильный барабанД 1.2

Диаметр 1200мм

Длина корпуса барабана 8000 мм

Объем корпуса барабана 11,31 м3

Масса 7430 кг

Частота вращения барабана 3-6 об/мин

Мощность двигателя 8-12,5 кВт

Производительность 6-7,5 т/ч

2. Подберем мельницу:

По производственным расчетам производительность мельницы должна составлять 6,37 т/ч или 4,25 м3/ч

Таким образом, наиболее оптимальной мельницей будет: мельница молотковая ММА 1000. 700. 1000

Диаметр ротора 1000 мм

Длина ротора 700 мм

Число оборотов вала 980 об/мин

Масса 4900 кг

Мощность электродвигателя 75 кВт

Производительность 3-7 т/ч

3. Подберем центрифугу:

По производственным расчетам производительность центрифуги должна составлять 9,84 т/ч или 6,56 м3/ч

Таким образом, наиболее оптимальной центрифугой будет: Центрифуга осадительная Д1.4

Диаметр 1400 мм

Максимальное число оборотов 1500 об/мин

Максимальная мощность двигателя 500 кВт

Производительность 6-10 т/ч

4. Подберем автоклав:

По производственным расчетам производительность автоклава должна составлять 10,47т/ч или 6,98 м3/ч

Таким образом, наиболее оптимальным автоклавом будет: автоклав вулканизационный D2L12

Диаметр 2000 мм

Длина 12000 мм

Объем 37, 68 м3

Разработанное давление 1, 38 МПа

Разработанная температура 178 градусов

Масса 14,3 тонн

Мощность электродвигателя 4,0 кВт

Производительность 8-11 т/ч

2.5 Оценка энергетической эффективности процесса

Наименование

оборудования

Кол-во

обор-я

Производительность G, т/ч Ким Мощность N, кВт
Gпасп Gфакт Nпасп Nфакт
Ед. n Ед. n Ед. n Ед. n
Сушильный барабан Д 1.2 1 7 7 6,37 6,37 0,91 12,5 12,5 11,4 11,4
Мельница молотковая ММА 1000. 700. 1000 1 7 7 6,37 6,37 0,91 75 75 68,3 68,3
Центрифуга осадительная Д 1.4 1 10 10 9,84 9,84 0,98 500 500 490 490
Автоклав вулканизационный D2L12 1 11 11 10,47 10,47 0,95 4 4 3,8 3,8

Примечание: Ким = Gфакт/Gпасп ≤ 1%

Nnфакт = Nnпасп * Ким

Список литературы

1) http://www.sandin.ru/pub/gipsporody

2) Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества

3) http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-32/22.htm

4) http://www.portal-student.ru/Lstmat1-102.php

5) ГОСТ 4013-82 http://www.vashdom.ru/gost/4013-82/

6) http://www.sdelaemsami.ru/gips03.html

7) Булычев Г.Г. Смешанные гипсы

8) http://alfapol.ru/publikacii/id12/

9) ГОСТ 26871-86 http://www.gostrf.com/standart/Pages_gost/19915.htm

10) ГОСТ 125-79*http://www.docload.ru/Basesdoc/3/3528/index.htm

11) http://tobis.ru/products/drums

12) http://www.irimex.ru/files/catalog/files/r_1097_7.pdf

13) http://www.polgroup.ru/autoclave_cn.html