Пыль от цементного силоса



Пыль от цементного силоса

Важной проблемой современного производства является защита окружающей среды от выбросов пыли и вредных газов в атмосферу. Высокая концентрация пыли в выбросах наносит огромный вред природной среде, приводит к безвозвратной потере большого количества сырья и готового продукта. Производственная пыль – это мельчайшие твердые частицы, выделяющиеся при дроблении, размоле и механической обработке различных материалов, погрузке и выгрузке сыпучих грузов и т.п., а также образующиеся при конденсации некоторых паров.

Одной из важнейших характеристик пыли является ее дисперсность. Под дисперсностью пыли понимается совокупность размеров всех частиц, составляющих пылевую систему.

Результаты исследования дисперсного состава пылей, образующихся при производстве портландцементного клинкера, говорят о том, что выделяемые из источников загрязнения пыли – полидисперсные. Содержание фракции пыли менее 10 мкм по мере прохождения материала технологического процесса обработки возрастает от 10,75 до 75%. Наиболее мелкая пыль образуется при обжиге сырьевой шихты во вращающихся печах сухого способа производства.

Цементные заводы, несмотря на значительное разнообразие используемых сырьевых материалов и применяемого технологического оборудования, в большинстве своем имеют сходную схему производства.

У всех технологических агрегатов, выделяющих пыль, на цементных заводах устанавливаются пылеулавливающие аппараты, позволяющие не только возвратить значительное количество готового продукта или полуфабриката, но и предотвратить загрязнение пылью воздушного бассейна цементных заводов и прилегающих к ним территорий.

Пылевой фон от цементных заводов формируется в основном за счет трех источников пылевыделения: вращающихся печей, цементных мельниц и силосов.

Основным источником пылевыделения являются клинкерообжигательные печи. В большинстве случаев количество пыли, выбрасываемое в атмосферу с газами от печей, доходит до 80% от всего количества пыли, выделяемой в процессе производства цемента.

При нормальном режиме работы современных вращающихся печей по мокрому способу производства клинкера, вынос пыли из печи по отношению к весу сухого материала, подаваемого в печь, обычно составляет 5-8 %.

Большое влияние на величину пылеуноса имеют теплообменные устройства, главным образом цепные завесы, которые являются не только теплообменниками, но и своего рода устройством, задерживающим пыль, выносимую из печи газами.

Необходимо до конца использовать теплообменные свойства цепных завес для экономии энергии. Сегодняшний уровень развития техники позволяет расширить цепную завесу до температуры в 1200 °С (температура в печи) и достигнуть тем самым наибольшей эффективности теплообменных показателей завесы. Ограничить цепную зону на 850 °С вместо увеличения до максимальной температуры значит уменьшить возможный выход клинкера на 3,0-5,0% при неизменном потреблении энергии.

В настоящее время на большинстве предприятий в системах пылеулавливания используются электрофильтры, установленные двадцать и более лет назад и обеспечивающие степень очистки 95-98% или 300-800 мг/м 3 пыли на выходе. Многие предприятия вынуждены решать сегодня вопрос замены морально и физически устаревших электрофильтров и ориентируются снова на электрофильтры, как привычное оборудование. Однако сегодня только лучшие зарубежные электрофильтры, имеющие 5-7 полей, обеспечивают остаточную запыленность на уровне 50-100 мг/м 3 . при этом габариты таких фильтров значительно больше существующих. К существенным недостаткам электрофильтров относятся сложность конструкции, невозможность стабильной работы в условиях изменяющегося химического и физического состава рабочей среды, остаточная электризация уловленных частиц пыли, которая часто не позволяет вернуть ее в производство. Как техническая система электрофильтр достиг своего граничного развития и не может дальше следовать за ужесточающимися требованиями по количеству выбросов.

Хорошей альтернативой электрофильтрам сегодня могут стать рукавные фильтры с импульсной регенерацией. Действие рукавных фильтров основано на способности материалов задерживать пыль, которая крупнее отверстий, имеющихся в этих материалах.

Преимущества современных рукавных фильтров базируются на нескольких факторах.

Основной – появление синтетических материалов, полученных нетканым способом. При высокой воздухопроницаемости они почти на порядок прочнее обычных. Эти материалы обладают многими новыми свойствами и, в первую очередь, высокой термостойкостью – до 300 °С, но это очень дорогие ткани. Наибольшее распространение получили ткани с термостойкостью до 150 °С.

Появление этих тканей способствовало рождению принципиально нового способа регенерации рукавов – импульсной продувки сжатым воздухом. В таких рукавных фильтрах нет движущихся частей, что значительно повышает надежность в эксплуатации. Оборудование рукавных фильтров значительно легче оборудования электрофильтров аналогичной производительности и требует меньше места для размещения. По стоимости рукавные фильтры в 2 – 5 раз дешевле электрофильтров.

Главное преимущество рукавных фильтров нового поколения – это эффективность, при обеспыливании печных газов она достигает 99,9%, что значительно выше, чем у электрофильтров.

Пыль, уловленная обеспыливающими установками, является ценным сырьем для получения строительных материалов и поэтому должна возвращаться в технологические линии. Утилизация уловленной пыли на производстве является одним из условий создания безотходных производств.

Наибольший интерес представляет использование пыли в процессе производства цемента на самом цементном заводе, что может быть решено путем возврата пыли в печь, использование пыли в качестве добавки при помоле цемента, обжига ее в отдельной печи, работающей по сухому способу производства и т.д. Однако такой способ утилизации не всегда целесообразен, поскольку возможность возврата пыли в печь в основном зависит от содержания количества щелочей в шламе и от их накопления в пыли в процессе ее улавливания в электрофильтре.

Повышенное содержание в пыли щелочных окислов, в случае подачи последней в печь, снижает качество клинкера. При этом установлено, что только при малом содержании в шламе щелочных окислов до 0,7-0,8% все количество пыли, улавливаемое в электрофильтрах, может беспрепятственно подаваться в печь не отражаясь на качестве получаемого при этом клинкера.

В связи с различным содержанием щелочных окислов в пыли, улавливаемой полями электрофильтра, имеется возможность возврата в печь не всего ее количества, а только части, например, только I или I и II полей фильтра.

При возврате пыли в печь массовая концентрация пыли в газах перед электрофильтрами в зависимости от способа подачи увеличивается на 10-35%, удельный расход сырья уменьшается на 8%, а расход топлива на обжиг на 6%.

Печную пыль сухого способа производства с высокой концентрацией щелочей нельзя возвращать в печь. Она должна быть удалена и подвергнута выщелачиванию.

В настоящее время печную пыль начали с успехом использовать как добавку к сырьевой массе при изготовлении силикатного кирпича.

Пыль электрофильтров при производстве цемента также используют в качестве удобрений для известкования кислых почв в сельском хозяйстве.

Представляет интерес использования пыли, уловленной системами пылеочистки, для производства окрашенного медицинского стекла и получения на листовом стекле тонких теплозащитных пленок с коэффициентом поглощения в ИК-диапазоне спектра 39-25%. Пыль электрофильтров цементных заводов содержит много щелочей и по составу близка к исходному сырью для производства стекла. Введение ее в шихту дает возможность вывести мел и уменьшить количество соды, доломита и глинозема..

На основании вышесказанного планируется проведение ряда опытов для исследования свойств стекол, полученных с добавлением в шихту цементной пыли.

Эксперименты будут проводиться в следующем порядке:

1) получение образца стекла без введения в шихту печной пыли при температуре 1500 °С, чтобы использовать его в дальнейшем как «эталон».

2) получение образцов стекла с введением в шихту пыли от 10 до 50% и при температуре 900, 1000, 1100 и 1200 °С.

3) сравнение свойств полученных образцов со свойствами «эталона».

Предполагается получение более дешевой шихты того же качества и снижение температуры варки стекла. Тем самым можно решить одновременно несколько проблем: утилизация отходов цементной промышленности, удешевление сырьевой шихты заменой дорогостоящих синтетических компонентов цементной пылью, снижение потребления электроэнергии.

Источник

Очистка силосов

Вопрос: Очистка силосов для хранения материалов является трудоемким и очень опасным мероприятием, особенно когда речь идет о цементных силосах. Зачастую такие работы выполняются людьми непосредственно внутри силоса без применения каких либо специальных устройств и средств защиты. В периодических изданиях часто приводятся статьи об устройствах, позволяющих выполнять очистку механизированным способом без присутствия людей внут-
ри силоса.
Насколько эффективны данные устройства (фрезы) при очистке цементных силосов от наростов гидратированного цемента, имеющего высокую прочность?
Можно ли при помощи таких устройств выполнить полную очистку силоса, в том числе разгрузку из силоса кусков обрушенного материала, не прибегая к дополнительным средствам и исключив работу людей внутри силоса?

Ответ: Нашим предприятием в 2014 году было приобретено оборудование фирмы ООО «Приводные системы», г. Москва. Оно комплектуется на основе частей английского и немецкого производства. Мы произвели пробную чистку цементных силосов при помощи данного оборудования. Применение фрезы намного облегчило и обезопасило проведение чистки. Очистить силос полностью при помощи этого оборудования действительно можно, но в нашем случае оказалось необходимым дополнительно приобрести телескопическое устройство, чтобы обеспечить возможность захвата «мертвых зон». Не думаю, что это обстоятельство является критическим — его можно оговорить при покупке основного комплекта оборудования либо приобрести телескопическое устройство в дальнейшем, после приобретения первичного опыта работы. Единственными отрицательными факторами, на наш взгляд, являются следующие:
1) очистка занимает большое количество времени (правда, наши цементные силосы очень велики — их вместимость равна 15 тыс. т);
2) необходимо накопить опыт работы, позволяющий более эффективно и качественно производить очистку, причем самое главное — не повредить бетонную основу самого силоса. Связано это по большей мере с тем, что поскольку при очистке пространство силоса сильно запылено материалом, ее приходится проводить практически «вслепую».


Рис. 1 Системы Cardox в силосе

1) Cardox,
2) Mole («Крот»),
3) SiloWhip («Хлыст»).
Система Cardox используется на многих заводах для удаления твердых наростов и закупориваний вокруг разгрузочных затворов и клапанов многих различных видов силосов. Установив компактные розеточные приспособления на этих затворах и клапанах или вокруг них, через розетки внутрь силоса вводят специальные трубки, заполненные жидким CO2, непосредственно в наросты и куски материала. Затем трубки надежно фиксируют и активируют, переводя CO2 в газообразное состояние (с многократным увеличением его объема) за счет тепла, выделяемого специальным источником. Развивается огромное давление, и потоки газа движутся в различных направлениях. Благодаря мощному вспучивающему действию газа, выходящего из трубок Cardox, измельчаются куски и своды материала вокруг разгрузочных затворов, а также на аэрационных плитках и аэрожелобах, что позволяет восстановить движение материала.
Система Mole — новое устройство, оснащенное специально приспособленной трубкой Cardox, — направляет эту трубку прямо в сердцевину нароста или закупоривания. Затем трубку активируют и удаляют материал, после чего устройство извлекают наружу. Данное устройство можно вводить через люки, находящиеся на стенках или в верхней части силоса, или через любое разгрузочное отверстие в дне силоса.
Система SiloWhip имеет гидравлический принцип действия, поэтому она гораздо мощнее, чем традиционные пневматические устройства. Она может вращаться как по часовой стрелке, так и против нее, причем скорость вращения можно регулировать. Доступ через люки в крыше силоса, перемещение несущей конструкции вверх и вниз, а также из стороны в сторону позволяет устанавливать головку устройства прямо в наростах материала и на различных участках вокруг стенок силоса.


Рис. 2. Буровая установка с гидроприводом

Рис. 3. Система механической очистки с гидроприводом

Гидравлическая техника работает в замкнутом цикле, по­этому на двигателе очистителя не собирается пыль, образую­щаяся при разбивании материала, как это бывает на пневмоприводах. Кроме того, переключать направление вращения отбойных инструментов при помощи гидравлики проще, а регулирование частоты оборотов более плавное. Данные свойства гидравлического привода гарантируют высокую эффективность очистки, при этом сокращается время холостого хода, что приводит к сокращению общих расходов на нее.


Рис. 4. Схема системы GIRONET

Рис. 5. Схема системы POWERNET

Системы GIRONET ® и POWERNET ® полностью механизированы и управляются дистанционно, что обеспечивает безопас­ность при проведении данных работ, так как оператору нет необходимости находиться внутри емкости. Данная сис­тема соответствует ISO14001.
В зависимости от твердости материала используются системы GIRONET ® и POWERNET ® в пневматической или гидравлической версии. Мотор очистки системы GIRONET ® работает при давлении 6—7 бар, рабочий поток равен 360 м 3 /ч. В комплекте к системе GIRONET ® существует несколько видов насадок (сталь, латунь, цепи, ремни из полиамида) для очистки бетонной, металлической и даже покрытой футеровкой емкости. Необходимые насадки, прикрепленные к мотору, вращаются со скоростью 2500 и 3000 об./мин в случаях пневматической и гидравлический версий соответственно и разбивают налипший материал (рис. 6).


Рис. 6. Система GIRONET в действии

Для профилактики и предотвращения образования налипаний на стенках силосов рекомендуем установить систему AIRCHOC ® , которая позволит минимизировать затраты на техническое обслуживание и уменьшить время простоя силоса. В настоящее время разработана новая система AIRCHOC ® 5 Wireless, инновационная разработка, которая не имеет аналогов в мире и обладает новыми техническими характеристиками.


Рис. 7. Модификация силоса с наклонным аэрированным днищем

Если в таких силосах горизонтальное расстояние от разгрузочного отверстия до стенки силоса выше этого предела, то пос­ле некоторого времени разгрузки все еще могут образовываться «мертвые» отложения, так как над выходом будет образовываться разгрузочная воронка из-за более легкой вертикальной выгрузки материала под действием его веса по сравнению с горизонтальной. Поэтому, если регулярно не опорожнять полностью такой силос, материал вокруг основной воронки (в более далеких от выгрузочного отверстия зонах) может затвердевать и превратиться в «мертвые» отложения.
В данном случае установка конуса внутри силоса увеличит длину «активной зоны» силоса и уменьшит возможность образования «мертвых» остатков материала в силосе. Если это сочетать с контролем уровня материала под конусом, то там не только будет происходить хорошая разгрузка с точки зрения степени опорожнения, но и поток также будет более стабильным.
Пример такой установки представлен на рис. 8.


Рис. 8. Модификация силоса с конусами боковой разгрузки

Конус устанавливается из сборных стальных элементов с такими размерами, чтобы эти элементы проходили через доступное отверстие. Для обеспечения постоянного давления под конусом монтируется обеспыливающий трубопровод. Такие установки могут быть смонтированы за сравнительно короткое время и послужат долгосрочному безопасному функционированию системы разгрузки силоса.
Ручная механическая очистка силосов является очень сложной и опасной операцией, поэтому всегда необходимо задумываться над шагами, направленными на постоянное улучшение всей системы. Конструктивное изменение силосного днища может послужить шагом в этом направлении.

Источник

 Построй сам
Adblock
detector