Спосіб отримання портландцементного клінкера

Изобретение относится к технологии получения гидравлических вяжущи х и может быть использовано в производстве цемента. Известен принятый за прототип способ получения портландцементного клинкера, включающий приготовление сырьевого шлама, подачу шлама во вращающуюся обжиговую печь, ввод пыли вращающихся печей в гранулированном виде за цепную завесу печи и обжиг шлама (Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из промышленных отходов. Киев, "Ви ща школа", 1980, с.131). Предварительно гранулированную цементную пыль вводят во вращающуюся печь через кольцевой питатель. Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: приготовление сырьевого шлама, подача шлама во вращающуюся обжиговую печь, ввод пыли вращающи хся печей за цепную завесу печи и обжиг шлама. Причинами, препятствующими достижению технического результата (повышение производительности печи, снижение энергозатрат и повышение эффективности утилизации пыли цементного производства) в прототипе, являются: - высокая влажность гранул, приводящая к повышенным энергозатратам на их сушку; - низкая прочность гранул, образованных из пыли, их разрушение в зоне загрузки в печь и возврат в пылеулавливающее устройство; - гранулообразование осуществляется с применением специального гранулирующего оборудования, например, тарельчатых грануляторов. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа получения портландцементного клинкера, в котором за счет разделения шлама на два потока, направления большей части потока во вращающуюся печь с холодного конца до цепной завесы, смешения меньшей части потока шлама с пылью вращающи хся печей в грануляторе окатывания до получения гранул, сушки их вторичным теплом, подачи этих гранул за цепную завесу вращающейся печи в зону с оптимальной температурой, за счет повышения прочности образовавшихся в грануляторе окатывания гранул, в результате проявления вяжущих свойств глиняной части шлама и снижения их влажности из-за ввода сухой обожженной пыли достигается технический результат, причем производительность вращающейся печи повышается на 20-25%, удельные затраты энергии снижаются на 19-20%. Поставленная задача решается тем, что в способе получения цементного клинкера, включающем приготовление сырьевого шлама, подачу шлама во вращающуюся обжиговую печь, ввод пыли вращающихся печей за цепную завесу печи, обжиг шлама и его гранулирование, согласно изобретению сырьевой шлам разделяют на два потока в соотношении от 3,5:1 до 4,2:1 по массе, 3,5-4,2 частей шлама направляют во вращающуюся печь до цепной завесы, а одну часть смешивают с пылью вращающихся печей в грануляторе окатывания при соотношении компонентов, мас.%: сырьевой шлам 65-80, пыль вращающи хся печей 20-35, до получения гранул размером 3-10мм и влажностью 25-35%, которые после сушки до влажности 2-7% подают за цепную завесу вращающейся печи в зону с температурой 600-700°С. Согласно изобретению дополнительную сушку гранул осуществляют вторичным теплом, получаемым от отходящи х газов вращающейся печи. Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Разделение сырьевого шлама на два потока в соотношении от 3,5:1 до 4,2:1, смешение меньшего с пылью вращающихся печей в грануляторе окатывания при соотношении компонентов, мас.%: сырьевой шлам 65-80, пыль 20-35, до получения гранул размером 3-10мм и влажностью 25-35%, с подачей полученных гранул влажностью 2-7% после сушки вторичным теплом за цепную завесу вращающейся печи в зону с температурой 600-700°С позволит достигнуть предполагаемый технический результат за счет повышения прочности гранул, содержащих пыль вращающи хся печей, в результате проявления вяжущи х свойств глиняной части шлама, что предотвращает разрушение гранул и возврат пыли в пылеулавливающее устройство, делая эффективнее утилизацию и повышая производительность печи. Снижение влажности гранул из-за разбавления шлама утилизируемой сухой пылью при гранулировании приводит к снижению энергозатрат. Использование вторичного тепла отходящи х газов вращающейся печи приведет к снижению энергозатрат. Способ испытан на цементном заводе Бахчисарайского арендно-производственного комбината "Стройиндустрия" и осуществляется следующим образом. Из мергеля Бахчисарайского месторождения готовят шлам влажностью 43-44%. Полученный шлам разделяют на два потока в соотношении, например, 4:1 (по массе).Большую часть шлама, что соответствует 63-64 т/ч при помощи насоса направляют во вращающуюся печь длиной 100,9 м и диметром 3,6 м до цепной завесы с холодного конца печи. Меньшую часть шлама смешивают с пылью вращающихся печей при следующем соотношении компонентов, мас.%: сырьевой шлам 65-80, пыль вращающихся печей 20-35, что составляет 15-18 т/ч шлама и 4-5 т/ч пыли. Смешивание шлама и пыли осуществляют в грануляторе окатывания, например, в стационарном гравитационном бетоносмесителе СБ-91 с получением гранул размером 3-10мм и влажностью 25-35%. Полученные гранулы дополнительно подсушивают, например, в сушильном барабане Д-508 вторичным теплом отходящих газов вращающейся печи. Этим влажность гранул доводится до 2-7%, и они подаются при помощи кольцевого питателя во вращающуюся печь за цепную завесу в зону с температурой 600-700°С. Граничные и оптимальные параметры способа обоснованы следующим образом. Верхнее граничное значение соотношения двух потоков сырьевого шлама равно 4,2:1 нижнее и оптимальное 3,5:1. Эти соотношения, с одной стороны, обусловлены необходимостью полной утилизации уловленной пыли при обжиге клинкера во вращающейся печи. С другой стороны, масса меньшего потока обеспечивает оптимальный диапазон процесса получения гранул при утилизации пыли. Соотношение шлам: пыль, равное 65-80:20-35 (в процентах по массе) обосновано следующим образом. Нижнее граничное значение 20% обусловлено началом эффективной грануляции и получения гранул достаточной прочности (см.таблицу). При меньшем количестве пыли происходит слипание гранул при гранулировании и падение прочности гранул. Верхнее граничное значение, равное 35%, связано с регламентацией содержания в конечном продукте (клинкере) окислов щелочных металлов, снижением прочности гранул и последующим ее уносом при подаче гранул в печь. Нижнее и верхнее граничные значения размера гранул равны 3 и 10 мм, этим размерам соответствуют граничные значения влажности гранул после гранулирования -35 и 25%, что обусловлено технической особенностью процесса гранулирования и необходимостью предотвращения растрескивания гранул при последующей сушке вторичным теплом. Гранулы большего размера и влажности при сушке растрескиваются, а меньшего размера - дают большое количество микрочастиц, что увеличивает количество пыли при обжиге шлама во вращающейся печи. Нижнее и верхнее граничные значения влажности гранул после сушки вторичным теплом составляют 2 и 7%. Оптимальное значение - 4%. Уменьшение влажности гранул менее 2% связано с перерасходом тепла во время сушки, а именно, привлечением дополнительных источников тепла помимо вторичных, что приводит к увеличению энергозатрат. Увеличение влажности гранул более 7% приводит к увеличению энергии на их сушку в печи и растрескиванию гранул при их подаче в зону с температурой 600-700°С с образованием повышенного количества пыли во вращающейся печи. Ввод гранул за цепную завесу вращающейся печи осуществляется в зону с температурой 600-700°С. Уменьшение температуры ввода гранул менее 600°С вызывает снижение эффективности подготовки гранул к обжигу в зоне спекания. Это отрицательно сказывается на полноте прохождения реакций клинкерообразования и снижает на 5-8% активность цемента, получаемого из этого клинкера. Увеличение этой температуры более 700°С приведет к растрескиванию гранул и повышению количества пыли в печи. Предложенный способ осуществим и позволяет получить технический результат -повысить производительность печи, снизить удельный расход топлива при получении цементного клинкера и полностью утилизировать пыль вращающихся печей, что в конечном итоге позволяет улучшить экологическую обстановку вблизи цементных заводов.