Использование техногенных материалов в качестве сырьевого компонента для производства цементного клинкера

Основным назначением техногенных материалов заключается в снижении расхода топлива и улучшения экологии окружающей среды. Отходы по всей эффективности можно разделить на два вида: 1-минеральные, которые обеспечивают снижение расхода тепла на обжиг клинкера за счет замены СаСО₃ на СаО не карбонатного состава. Вследствие этого значительно снижается ТЭК. 2-отходы содержащие выгорающие добавки. Эти отходы не изменяют удельный расход тепла, а заменяет технологическое топливо на горючие отходы. Поэтому в первом случае пропорционально снижению расхода тепла увеличивается производительность печи. А во втором случае производительность остается постоянной. Н-р: при введении в печь 20% шлака ОЭМК уд. расход тепла снижается на 21%, а производительность повышается с 71,5 до 85т/ч.

1) Изменение удельного расхода условного топлива на обжиг клинкера при использовании шлака и горячих отходов (слева)

2) Изменение удельного расхода топлива и выброса углекислого газа в атмосферу в зависимости от подачи шлака ОЭМК в печь (справа)

Если вводить в среднем шлак в печь каждый % по отношению к клинкеру обеспечивает снижение уд. расхода условного топлива ~на 2кг, снижение выброса СО₂ на 0,85%. А каждый % введенный по отношению к шламу выгорающей добавки обеспечивает снижение условного топлива ~ 15кг.

Ограничение по вводу в шлам сгорающих добавок связано с тем, что при этом необходимо обеспечивать сжигание топлива в факельном пространстве со значительным избытком воздуха, для того чтобы остался избыточный О₂ на сжигание горючего вещества содержащегося в шламе. Следовательно: при значительном избытке О₂ t-ра факела может снизится на столько, что не обеспечится требуемый теплообмен, по этому введение горючего вещества в шлам ограничивается обычно 3%. И величина зависит от эффективности работы холодильника. Чем выше КПД холодильника тем выше t-ра вторичного воздуха, и поэтому можно в шлам вводить больше выгорающей добавки. При работе печи с рекуператорным холодильником % ввода составляет ~ 3%, при колосниковом ~ 4%.

Подача выгорающих добавок в шлам обеспечивает дополнительно положительные эффекты: 1) увеличение производительности сырьевых мельниц, т.к. эти добавки являются интенсификаторами помола; 2) снижение влажности шлама в следствии разжижающего эффекта; 3) обеспечивается хороший теплообмен в зоне декарбонизации, где в основном выгорающая добавка, т.к. она выгорает в слое; 4) клинкер, полученный в этих условиях обладает значительно большей пористостью, и размолоспособностью => увеличивается производительность цементных мельниц.

Недостаток этого способа заключается в том, что он требует высокой квалификации от машиниста, т.е. машинист должен учитывать в своей работе выгорание части топлива в материале, по этому если машинист дает немного избытка топлива и =>не обеспечивается избыток О₂ за факелом, то в следствии того, что горючие отходы не будут выгорать в материале, возникает понижение t-ры и браков. клинкера. Поэтому данный способ следует использовать только в том случае, если за обрезом печи производится анализ отходящих газов и в этих условия не в коей мере нельзя допускать недожога топлива.

Получение 2-х клинкерных цементов с использованием шлака в качестве сырьевого компонента:

Влияние добавок НОК на прочность смешанных 2-х клинкерных цементов

С использованием техногенных материалов в частности шлака при работе 3-х или 4-х печей. На одной из них низкоосновный (НО) клинкер при добавления шлака в эту печь. Эксперименты многих исследований показал, что при смешивании низкоосновного низкокачественного клинкера с активностью ~ 35 МПа, с обычным клинкером в определенных пропорциях (20-40% НОК) наблюдается увеличение клинкера выше высокоосновного (ВО). Н-р: повышение прочности образцов получается из цементного теста от 84 до 94 МПа. Причина аномального явления заключается в следующем: опыты показали, что полное усвоение извести при обжиге НО происходит до 1300⁰С. По этому такой клинкер при относительно малом содержании С₃S имеет мелкокристаллическую структуру, которая в 10 раз меньше, чем у обычного клинкера, поэтому мелкокристаллический алит НОК гидратирует значительно быстрее и создает центры для получения гидратных фаз, которые служат затравкой для кристаллизации крупных кристаллов основного клинкера.

Характер прочностных свойств объясняется следующим образом. При малом содержании НОК ≈ 10% не обеспечивает нужное количество центров кристаллизации и поэтому они активизирует не достаточно основного клинкера. Если же имеется большое количество НОК >50%, тогда в целом не хватает алитовой фазы, чтобы обеспечить нужную прочность. При содержании НОК 20-40% создаются оптимальные условия м/у количеством возникающих центров кристаллизации и обрастанием их алитовой фазой основного клинкера.

Прочность цемента с добавками известняка:

А – клинкер; К – кальцит.

Прочность НОК (КН=0,76) в зависимости от температуры обжига

Поиск по сайту: