ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ИЗВЕСТИ

Полезная модель относится к химической промышленности, а именно к производству извести из карбонатсодержащего сырья.
Известна технологическая линия для производства извести (кн. Производство извести. - Монастырев А.В. - Учеб. для ПТУ. - 4-е издание перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986, с.11-13, 49-121, 173-184) в шахтных печах и печах кипящего слоя, включающих бункер для известняка, механизм загрузки в печи, механизм выгрузки, циклоны для улавливания пыли и газов, дымосос и дымовая труба. Печи обогреваются газогорелочным устройством.
Недостатками данных печей являются то, что при производстве извести мелкие фракции отправляют в отвалы, что оказывает отрицательное влияние на состояние окружающей среды и снижает выход извести. Кроме того, печи обладают высоким расходом условного топлива.
Известна технологическая линия для производства извести в циклонной печи (а.с. СССР №1281537, опубл. 07.01.1987 г., Бюл. 1), включающая бункер известняка, шаровую мельницу для измельчения известняка, циклонную печь с многоступенчатым подводом теплоносителя через газогорелочные устройства, установленные тангенционально, циклоны-уловители для улавливания извести, подогреватели известняка, выполненные в виде теплообменника, в котором используют тепло отходящих газов для предварительного нагрева карбонатного материала, идущего на обжиг, или для подогрева воздуха, идущего на сжигание топлива.
Недостатком данной технологической линии для производства извести является то, что при рассредоточенном вводе теплоносителя происходит оплавление мелкодисперсного известняка в факеле горения топлива, что приводит к ухудшению качества и снижению выхода продукта.
Известна технологическая линия для производства мелкодисперсной извести в циклонной печи (Бойко В.Н., Федоров О.Г., Федоров С.С., Форись С.Н. Энергосберегающая технология утилизации отходов известково-обжигового производства. Сб. Сотрудничество для решения проблемы отходов: Матер. V Междунар. конф. (2-3 апреля 2008 г., г.Харьков, Украина). - Х., 2008. - с.94-97), принятая за ближайший аналог-прототип и включающая бункер известняка, дозатор-питатель для подачи известняка в мельничную систему для помола известняка, которая состоит из шаровой мельницы и дробилки с грохотом и пористой перегородкой, циклон-уловитель известняка, бункер для молотого известняка, дозатор и пневмонасос для подачи молотого известняка в циклонную печь. Циклонная печь снабжена газогорелочным устройством, циклоном-уловителем мелкодисперсного известняка, соединенным с шаровой мельницей и с бункером для приема тонкодисперсной извести. Бункер готового продукта соединен также с циклонной печью и грохотом. Отходящие газы из циклона-уловителя известняка поступают в электрофильтр и через дымосос в дымовую трубу.
Недостатками указанной технологической линии для производства мелкодисперсной извести являются:
- при подаче молотого известняка в факел горения природного газа происходит перегрев известняка, его оплавление, что приводит к низкой активности извести;
- сложность технологической линии производства тонкодисперсной извести;
- низкая степень улавливания пыли из отходящих газов, так как применение электрофильтра недостаточно для очистки отходящих газов.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и выражается в повышении извлечения товарной тонкодисперсной извести за счет исключения оплавления извести в циклонной печи и за счет повышения степени улавливания тонкодисперсной извести.
Технический результат достигается тем, что предложенная технологическая линия для производства мелкодисперсной извести включает бункер для подачи кускового известняка, дозатор, шаровую мельницу с циклоном-уловителем известняка и устройством для доулавливания извести, соединенным с дымососом и дымовой трубой, бункер молотого известняка, соединенный с циклоном-уловителем и через дозатор и пневмонасос с циклонной печью, циклонную печь, снабженную горелочным устройством и циклоном-уловителем мелкодисперсной извести, циклон-уловитель, соединенный с охладителем мелкодисперсной извести, охладитель с вентилятором, соединенный с бункером готового продукта, выносную горизонтальную топку, размещенную тангенционально к наружной боковой поверхности циклонной печи и выполненную в виде камеры для сжигания природного газа и камеры для смешивания топочных газов с измельченным известняком, линию соединения циклона-уловителя мелкоизмельченной извести с шаровой мельницей с помощью вентилятора и линию соединения охладителя с камерой сжигания выносной горизонтальной топки, в качестве устройства для доулавливания извести используют трубу-коагулятор и каплеуловитель, установленные после циклона-уловителя известняка, при этом труба-коагулятор соединена с каплеуловителем с помощью тангенциального патрубка, а каплеуловитель верхней частью соединен с дымососом, а в нижней части снабжен гидрозатвором.
Включение в технологическую линию для производства мелкодисперсной извести выносной горизонтальной топки и ее конструктивное выполнение позволяет исключить прямое излучение факела на известняк, загружаемый в циклонную печь, что уменьшит относительный перегрев материала, ликвидирует его оплавление и тем самым повысит степень извлечения тонкодисперсной извести в товарную продукцию.
Включение в технологическую линию трубы-коагулятора и каплеуловителя позволит повысить степень улавливания тонкодисперсной извести из отходящих газов и тем самым повысить извлечение товарной тонкодисперсной пыли.
На фиг.1 показана технологическая линия для производства мелкодисперсной извести.
Технологическая линия для производства мелкодисперсной извести включает бункер 1 для подачи кускового известняка, дозатор 2, шаровую мельницу 3 с циклоном-уловителем известняка 4, бункер 5 молотого известняка, дозатор 6, пневмонасос 7, циклонную печь 8, циклон-уловитель 9 мелкодисперсной извести, охладитель мелкодисперсной извести 10, вентилятор 11, бункер готового продукта 12, выносную горизонтальную топку 13, камеру для сжигания природного газа 14, камеру для смешивания топочных газов 15 с измельченным известняком, линию соединения 16 циклона-уловителя мелкодисперсной извести с помощью вентилятора 17 и линию соединения 18 охладителя с камерой сжигания выносной горизонтальной топки, трубу-коагулятор 19 и каплеуловитель 20, тангенциальный патрубок 21, гидрозатвор 22, дымосос 23, дымовую трубу 24.
Пример работы технологической линии.
3
3
2
2
3
2
3
Исходное сырье - известняк фракции 20-0 мм, химического состава, % масс: СаСO - 86, MgCO - 6, SiO и глинистых примесей (АlO+FeO) - 8, с влажностью 10% из расходного бункера 1 подают дозатором 2 в количестве 10,91 т/час в загрузочный патрубок шаровой мельницы 3, где измельчают до тонины помола 0,52 мм, и высушивают до остаточной влажности 1%. В качестве сушильного агента используют отходящие газы обжига известняка из циклона-уловителя мелкодисперсной извести 9 циклонной печи 8, которые подают по линии соединения 16 в шаровую мельницу 3 вентилятором 17. Размолотый и высушенный известняк с температурой 125°С в количестве 10,00 т/час выносится из шаровой мельницы 3 в циклон-уловитель 4, в нем улавливается 9,20 т/час известняка, который направляют в бункер молотого известняка 5. Размолотый и высушенный известняк из бункера 5 дозатором 6 с помощью пневмонасоса 7 подают в циклонную печь 8. Циклонная печь 8 снабжена выносной горизонтальной топкой 13, установленной тангенционально к наружной боковой поверхности печи и содержащей камеру для сжигания природного газа 14 с получением топочных газов и камеру для смешивания 15 топочных газов с измельченным известняком. В камеру для сжигания 14 подают природный газ и первичный воздух. При сгорании природного газа образуется диоксид углерода и водяной пар. Продукты горения разбавляют вторичным воздухом до заданной температуры 900-1300°С, и они со скоростью 70-200 м/секунду поступают в камеру смешивания 15 с измельченным известняком. В циклонной печи 8 в закрученном потоке происходит обжиг известняка с протеканием основных химических реакций:
3
2
СаСО→СаО+СO - разложение карбоната кальция
3
2
MgCO→MgO+СO - разложение карбоната магния
Помимо основных реакций разложения карбонатов, протекают реакции взаимодействия окиси кальция с глинистыми примесями известняка:
2
2
SiO+СаО=СаО·SiO - образование силикатов кальция;
2
3
2
3
AlO+СаО=СаО·AlO - образование алюминатов кальция;
2
3
2
3
FeO+СаО=СаО·FeO - образование ферратов кальция.
Мелкодисперсную известь выгружают из нижней зоны циклонной печи 8 и из циклона-уловителя 9 в охладитель 10 мелкодисперсной извести, охлаждаемый воздухом вентилятора 11, и затем в бункер 12 мелкодисперсной извести. Охладитель 10 мелкодисперсной извести выполнен в виде теплообменника, в котором воздух забирает физическое тепло материала и нагревается до температуры 800-900°С, а известь охлаждается до температуры не более 150°С. Отходящие газы из циклона-уловителя 9 с температурой 400-500°С вентилятором 17 по линии соединения 16 подают в шаровую мельницу 3.
Неуловленная в циклоне-уловителе 4 тонкодисперсная известь в количестве 0,8 т/час, вместе с отходящими газами процесса измельчения поступает в трубу-коагулятор 19, которая состоит из корпуса, форсунки с водоподводящей трубой и водяной камеры для пленочного орошения внутренней поверхности. Основная подача воды осуществляется через форсунку с отбойником, установленную на оси трубы. Для предотвращения отложения шлама на границе раздела сухой и мокрой поверхности корпуса предусмотрена дополнительная подача воды в виде пленки, равномерно стекающей из водяной камеры по всей поверхности. При заполнении камеры водой образуется гидравлический затвор, предотвращающий подсос воздуха из окружающей среды. Из трубы-коагулятора 19 газы через тангенциальный патрубок 21 поступают в каплеуловитель 20, который состоит из корпуса с воздухопод водящим патрубком и воздухоотводящей улиткой, присоединенной к верхнему фланцу корпуса. В нижней части корпуса каплеуловителя 20 приварен фланец, к которому крепится гидрозатвор 22 для отвода шлама.
Отходящие газы с тонкоизмельченной известью поступают через входной патрубок трубы-коагулятора 19, куда через центральное сопло с отбойником впрыскивается вода. Под действием большой скорости воздуха (40-70 м/с) в горловине трубы-коагулятора 19 осуществляется диспергирование воды в мелкие частицы и, благодаря столкновению пылинок с частицами воды, происходит их захват водой. Капли воды со взвешенными в них частицами пыли-тонкодисперсной извести - входят в каплеуловитель 20 через тангенциональный патрубок 21, приобретая вращательное движение, и под влиянием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса и по ним стекают в нижнюю конусную часть, откуда выводятся через сливной патрубок, снабженный гидрозатвором 22. Образующую суспензию направляют в систему получения готового продукта. Очищенный воздух дымососом 23 сбрасывают в дымовую трубу 24.
акт
акт
Полученную мелкодисперсную известь с массовой долей СаО+MgO=94% направляют потребителям.
Таким образом, предложенная технологическая линия для получения мелкодисперсной извести позволяет повысить извлечение тонкодисперсной извести и тем самым повысить выход товарного продукта.