Расчёт процесса дробления

СОДЕРЖАНИЕ

                                             Введение………………………………………………………………………….

1  Разработка технологической схемы…………………………………………

1.1  Технология производства гипса……..…………………………...

1.2  Технологическая схема…………………………………………………

2  Составление структурных блок-схем по переделам………………………..

2.1  Структурная блок-схема системы “Помол”…………………………...

2.2  Структурная блок-схема системы “Сепарация”………………………

3  Расчет специальной части  ………….……………………………………….   

3.1  Расчет процесса сепарации……...……………………………………

3.2  Расчет батарейных циклонов...……………………………………….

4  Технико-экономические показатели………………………………………...

5  Техника безопасности и экология…………………………………………...

Заключение………………………………………………………………………

Список использованных источников…………………………………………..

                                               ВВЕДЕНИЕ

     Гипс занимает одно из ведущих мест среди строительных материалов. Это обусловлено большими запасами гипсового сырья, низкой энергоемкостью производства, технологичностью материалов и изделий на их основе, высокими эксплуатационными и эстетическими свойствами [1].

     Строительным гипсом называют воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса. Изготовляют его путем тепловой обработки природного гипсового камня с последующим или предшествующим этой обработке размолом в тонкий порошок [1].

      Заводы строительного гипса размещают как в близи месторождений гипсового сырья, так и на значительных расстояниях от них, что в каждом отдельном случае определяется на основе технико-экономических данных местных условий [1].

      Производство строительного гипса из плотной гипсовой породы состоит из трех главных операций: дробление гипсового камня, помола и обжига материала.

      Основные способы производства строительного гипса, применяемые в настоящее время, можно разделить на следующие три группы, характеризующиеся:

      1) предварительной сушкой и измельчением сырья в порошок с последующей дегидратации гипса (обжиг гипса в гипсоварочных котлах);

      2) совмещением операций сушки, помола и обжига двуводного гипса;

3) обжигом гипса в виде кусков различных размеров, измельчается же полугидрат в порошок после обжига  [4].

    В связи с большей плотностью кристал­лов -полугидрата по сравнению с кристалла­ми -полугидрата первые медленнее гидратируются, о чем можно судить по меньшей их растворимости в воде и пониженному тепловы­делению при гидратации. Затвердевший после затворения водой -полугидрат вследствие меньшей водопотребности и пониженной порис­тости обладает более высокой прочностью. При одинаковых водогипсовых отношениях обе модификации полугидрата сульфата каль­ция по прочности приближаются друг к другу. Гипсовые вяжущие изготовляют в соответствии с  требованиями  ГОСТ   125—79   (с  изм.).

        Марка вяжущего определяется пределом прочности при сжатии образцов (40X40X160 мм) в возрасте 2 ч, приготовленных из теста нормальной густоты (диаметр расплыва теста на приборе Суттарда 180±5 мм). Для марок вяжущего Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25 минимальный предел прочности при сжатии должен быть соответ­ственно 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 13; 16; 19; 22; 25, а при изгибе 1,2; 1,8; 2; 2,5; 3; 3,5; 4,5; 5,5; 6; 6,5; 7; 8 МПа. [4].

  По срокам схватывания (мин) различают следующие виды вяжущих: быстротвердеющее — начало не ранее 2, конец не позднее 15; нормально твердеющее — начало не ранее 6; конец не позднее 30; медленнотвердеющее — начало   не   ранее   20,   конец   не   нормируется [4].

      Вяжущие грубого, среднего и тонкого по­молов характеризуются остатком на сите № 02 соответственно, % по массе, 23, 14 и 2. В зависимости от конкретной области примене­ния гипсовых вяжущих к ним предъявляются дополнительные требования  [4].

       Вяжущие марок Г-2—Г-7 применяют для изготовления панелей и плит перегородок, гипсокартонных и  гипсоволокнистых  листов, сте­новых камней, архитектурно-декоративных из­делий, вентиляционных коробов, штукатурных и

шпаклевочных смесей и других целей. Вя­жущие марок Г-5—Г-7 применяют для отливки моделей, капов и форм в фарфорофаянсовой, керамической, автомобильной, авиационной промышленности и машиностроении [4].

      Гипс наряду с положительными техническими свойствами весьма хрупок, что особенно сказывается при использовании тонкостенных листовых материалов и изделий. 

1  РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БЛОК-СХЕМЫ

1.1  Технология производства гипса

       На складе гипсовый камень находится в кусках и глыбах размером  300-500м, что вызывает необходимость его  дробления.

Дробление  осуществляется в молотковой дробилке, в которой куски  гипсового камня дробятся до размеров 30-50мм.

Т.к. помол влажного двуводного  гипса затруднителен, то эту операцию совмещаем  с сушкой гипса. Эти процессы осуществляются в шахтной мельнице. Для подсушки гипса из топок варочных котлов через патрубки и боковые каналы в мельницу  подают горячие газы с температурой  300-400.В этой мельнице из гипса удаляется и некоторая часть кристаллизационной воды.

Поток газов увлекает измельченный и подсушенный материал из камеры вверх шахты. Отсюда тонкие частицы вместе с газами поступают в пылеосадительные устройства.

После выхода из мельниц газопылевую смесь  направляют в систему пылеочистительных  устройств, в которых из газового потока осаждается гипсовый порошок.

От эффективности работы пылеосадительных устройств в значительной мере зависят  санитарные условия на заводе и на  прилегающей  к нему территории, а также производственные  потери. Поэтому на заводах устанавливают многоступенчатые системы очистки.

На первой ступени – батарейные циклоны  - группы параллельно соединенных циклонов малого диаметра.

На второй ступени используются циклоны. В циклоне взвешенные частицы пыли под действием центробежной  силы отбрасывается на внутреннюю поверхность цилиндра и по ней соскальзывают в конечную часть – пылесборник.

Следующей  ступенью очистки являются электрофильтры  или рукавные фильтры. В них коэффициент очистки газа достигает 0,98-0,99%. С увеличением скорости газового потока коэффициент очистки значительно снижается.

Осажденный в системе пылеочистки  гипсовый порошок поступает в бункер сырой муки, из которого направляется  в гипсоварочный котел.

Варочный котел представляет собой вертикаль­ный стальной барабан  с разборным сферическим днищем, состоящим из чугунных сегментов. Разборное днище лучше выдерживает напряжения, возникающие при местном перегреве, а при износе отдельные его части легко заменя­ются новыми элементами.

Для перемешивания гипса в процессе варки котел снаб­жен мешалкой, состоящей из вертикального вала, ло­пастей и привода. Котел закрывают крышкой с патруб­ком и пароотводной трубой, через которую удаляются пары воды, образующиеся при варке гипса. Устанавливают ко­тел вертикально и обмуровывают кирпичной кладкой. Чтобы обеспечить равномерный прогрев гипса и увеличить поверхность нагрева, в варочных котлах большой емкости устанавливают жаровые трубы. В этом случае топочные газы обогревают сначала днище, затем боковые поверхно­сти котла в кольцевых каналах, далее проходят через ко­тел по жаровым трубам и, наконец,

уходят в дымовую тру­бу. Часто газы из топок варочных котлов направляют в установки для совместной сушки и помола двуводного гипса, что способствует значительной экономии топлива. Загружают котел порошком двуводного гипса при помощи винтового конвейера, привод которого установлен на кар­касе котла. Пары воды удаляются через трубу.

Обжигают гипс в котле следующим образом. После прогрева котла включают мешалку и начинают постепен­но загружать его гипсовым порошком. Продолжительность процесса варки зависит от размеров котла, температуры и степени влажности и частичной дегидратации поступаю­щего в него гипса. Обычно продолжительность варки колеб­лется от 1 до 3 ч, при этом в первые 20—30 мин гипс нагре­вается от температуры 60—70°С, которую он имел при загрузке в варочный котёл, до начала интенсивной его де­гидратации, т. е. до 130—150° С. Далее температура мате­риала почти не меняется вследствие интенсивного выделе­ния и испарения кристаллизационной (гидратной) воды. В это время наблюдается как бы «кипение» гипсового по­рошка.  После окончания дегидратации гипса начинается дальнейший подъем температуры, и по мере прекращения парообразования гипс оседает.

Нагревание материала с подъемом температуры до 170— 200° С может привести к обезвоживанию полуводного гипса до растворимого ангидрита и к ухудшению его качества. Выдержка гипса во время варки в течение 3—4 ч при 140— 150°С способствует уменьшению водопотребности продук­та и повышению его прочности.

Водопотребность гипса, получаемого в гипсоварочных котлах, как показали опыты В. А. Ипатьевой, значительно снижается при варке его с добавкой поваренной соли. По­следняя в виде насыщенного водного раствора пульверизи­руется непосредственно в котел. При добавке соли в количе­стве 0,1—0,15% массы гипса нормальная густота снижает­ся до 45—50%, а прочность продукта увеличивается с 10— 12 до 15 МПа и более.

Полученный полуводный гипс из котла через люк с шибером выпускают в бункер выдерживания гипса, назы­ваемый иногда камерой томления. Здесь в процессе охлаж­дения качество гипса улучшается. Некоторое количество двуводного гипса, оставшегося в полугидрате, постепенно за счет физического тепла, содержащегося в выгружаемом материале, переходит в полуводный, а обезвоженный полугидрат и растворимый ангидрит гидратируются и также пре­вращаются в полугидрат.

Из бункера выдерживания после охлаждения гипс по­дают на склад готовой продукции. Длительное вылежива­ние полугидрата на складе также влияет на его строитель­ные свойства, в частности при этом уменьшается водопотребность.

В настоящее время гипсоварочные котлы выпускают ем­костью 3 и 15 м3; предполагается выпуск котлов емкостью 25 м3.

Недостаток варочных котлов — периодичность работы, затрудняющая автоматизацию производственных процес­сов.

Полученный полуводный гипс из котла через люк с шибером  выпускают в бункер выдерживания, после охлаждения, в котором качество гипса  улучшается, т.к. здесь добавляется  0,1% поваренной соли, которая ускоряет  сроки схватывания.

Из бункера выдерживания охлажденный гипс  по шнекам подают в бункер на склад готовой продукции. 

Технологическая схема.

Приёмный бункер гипсового камня

Пластинчатый питатель

Молотковая дробилка

Элеватор

Бункер дробленого гипса

Тарельчатый питатель

Шахтная мельница

Спаренный циклон

Батарейный циклон

Винтовой конвейер

Бункер над гипсоварочным котлом

                                                   Винтовой конвейер                            NaCl

              Горячие газы                           

Бункер сырой муки

Гипсоварочный котел

Бункер выдерживания

Транспортер

Склад

2. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ БЛОК-СХЕМЫ ПО ПЕРЕДЕЛАМ

                   2.1. Структурная блок-схема системы ”Помол”

Помол является важнейшим технологическим процессом при производстве   минеральных   вяжущих веществ, строительных материалов на основе гипсового сырья[4].

Эта стадия технологического процесса очень энергоёмка, поэтому наряду с

технологическими   требованиями  к готовому  продукту  (удельная поверхность

выходного  продукта  наибольшая крупность его ;зерновой

состав выходящих материалов ) при организации процесса должны

учитываться и технико-экономические показатели, такие как удельный  расход

энергии () и требуемая  производительность установки по готовой

продукции (), удовлетворяющие  всем перечисленным выше

технологическим требованиям[4].

С учетом сказанного, принципиальная  структурная  блок- схема процесса помола представлена  в  следующем виде: