Загрузка ... Загрузка ...

Варочные котлы

Кроме обжига гипсового камня в кусках размером 10—40 мм во вращающихся печах, его обжигают в виде порошка в варочных котлах и в установках во взвешенном состоянии в потоке горячих газов.

Варочные котлы являются наиболее распространенными аппаратами периодического действия. Котел состоит из сварной цилиндрической обечайки, к которой на болтах прикреплена вторая обечайка, снабженная крышкой. Днище котла имеет сферическую форму и состоит из круглого центрального вкладыша и расположенных вокруг него чугунных сегментов. В случае прогара одного из них он может быть легко заменен новым. Котел установлен на трех чугунных опорах, закрепленных на бетонном фундаменте. В крышке расположено несколько отверстий: центральное— для прохода вала лопастной мешалки, два других — для загрузки сырого гипса и отвода водяных паров, образующихся при дегидратации гипса. Два последних отверстия могут быть расположены также в боковой стенке верхней обечайки. Выгрузку готового гипса производят через течку, расположенную в нижней части обечайки котла и закрываемую шибером.

Котлы большой мощности для увеличения поверхности нагрева с целью обеспечения равномерного прогрева гипса имеют два-три ряда жаровых труб, ввальцованных свободными своими концами в обечайку котла.

Снаружи, на уровне высоты нижней обечайки, котел заключен в кирпичную обмуровку. Под днищем котла в ней расположена тонка. Конструкция топки зависит от рода сжигаемого топлива. На рис. 7.17 котел снабжен полумеханической топкой типа ПМЗ. Выше днища обмуровка котла отстоит на расстоянии 0,45—0,5 м от его стен. Благодаря этому между внутренней стенкой обмуровки и стенкой котла образуется кольцеобразное пространство, разделенное поперечными перегородками на два отсека. Большой отсек вокруг котла сообщается через отверстия в его поду и каналы в стенках с топочной камерой и жаровыми трубами. Меньший— только с противоположными концами жаровых труб и подключен к дымовой трубе.

Принцип действия котла

Принцип действия котла состоит в следующем: после того как растоплена топка, в котел загружают предварительно размолотый гипсовый камень. При непрерывном перемешивании в результате соприкосновения с нагретыми поверхностями днища котла, обечайки и жаровых труб происходит равномерный его нагрев до температуры 130—150 °С.

Варка сопровождается обильным выделением пузырьков пара из всей массы гипса. При этом поверхность гипса в котле напоминает кипящую жидкость. Конец варки устанавливают по прекращению так называемого кипения; топку приглушают, и готовый продукт, обладая в нагретом состоянии высокой текучестью, при подъеме шибера быстро удаляют из котла через течку. После этого в еще не остывший котел поступает свежая порция сырья и процесс вновь повторяется.

Теплообмен в котле происходит так: днище котла воспринимает теплоту главным образом излучения от горящего слоя топлива или факела в случае сжигания мазута или газа. Топочные газы, поступая из топки в кольцевой канал котла, а затем в жаровые трубы, отдают теплоту конвекцией обечайке котла и поверхности труб. Поступая в короткий отсек кольцевого канала с температурой 773—873 К (500—600° С), они удаляются через дымовую трубу или используются для подсушки сырого гипсового камня.

Производительность варочных котлов зависит от их вместимости и времени варки, которое в котлах емкостью 12—14 м3 составляет 1,5—2 ч. Благодаря равномерному нагреву и отсутствию непосредственного соприкосновения гипса с топочными газами, загрязняющими его копотью и уносом золы, в варочных котлах гипс получают хорошего качества. Операции по загрузке сырья и выгрузке готового продукта не занимают много времени, поэтому обслуживание котлов несложно. Также невелики потери теплоты, вызванные периодичностью работы котлов. Расход условного топлива на варку гипса составляет 4—6% от массы готового продукта.

Установки для обжига гипса в процессе размола

Установки для обжига гипса в процессе размола и во взвешенном состоянии в потоке газов по принципу действия эти установки сходны с пневматическими сушилками. Коренное отличие их состоит в том, что процесс, происходящий в них, не сушка, а обжиг, требующий большего времени для протекающих в материале химических реакций. Кроме этого, готовый продукт должен удовлетворять всем требованиям стандарта на строительный гипс, и в частности тонкости его помола. Это указывает на необходимость наличия в установке сепаратора. В сравнении с материалами, проходящими только сушку, тонкость помола гипса выше и отделение готового продукта от газов только в циклонах является неполным. В силу этого установки для обжига гипса имеют двухступенчатую очистку газов. Для первой ступени очистки применяют одиночные и батарейные циклоны, для второй — фильтры.

Схема установки для обжига гипса состоит из нескольких последовательно соединенных между собой аппаратов. Гипсовый камень крупностью 50—60 мм подается дисковым питателем на помол в мельницу, вентилируемую горячими газами. В процессе размола происходит его подсушка и частичная дегидратация. Размолотый гипс выносится из мельницы потоком движущихся газов и поступает в сепаратор. Отделенные от мелких в сепараторе крупные частицы гипса возвращаются в мельницу на домол, мелкие частицы вместе с газовым потоком проходят обжиговую трубу и окончательно обжигаются до образования полугидрата.

Последующие аппараты представляют собой пылеосадительные устройства, служащие для отделения готового продукта от газов. Обеспыленные газы отсасывают вентилятором и удаляют в атмосферу или частично возвращают в систему для вторичного использования.

Источник образования горячих газов

Источником образования горячих газов является сжигаемое в топке топливо. Перед поступлением в мельницу для снижения температуры до 873—973 К (600—700 °С) топочные газы разбавляют холодным воздухом или отходящими газами. Использование отходящих газов позволяет снизить расход топлива и повысить термический КПД установки. Производительность установок зависит от типоразмера применяемых мельниц и колеблется в довольно широких пределах. На гипсовых заводах применяют аэробильные, молотковые, роликовые и шаровые мельницы. Для получения качественного продукта решающее значение имеет время пребывания гипса в среде горячих газов, которое складывается из времени нахождения его в мельнице и в обжиговой трубе. Так как большую часть этого времени составляет время, отведенное на помол, то, очевидно, от конструкции мельницы зависит качество полученного продукта. Так, например, установлено, что гипс, полученный помолом в быстроходных мельницах типа аэробильных и молотковых, содержит частицы ангидрита и отличается короткими сроками схватывания. В шаровых же мельницах гипс пребывает дольше и продукт обжига получается полным. Поэтому аэробильные и молотковые мельницы шахтного типа используют на заводах и в качестве пневмомельничных сушил, в которых в процессе размола происходит сушка гипса и его частичная дегидратация. Окончание обжига гипса переносят в варочные котлы с сокращенным против обычного режимом варки.

Во избежание засорения готового продукта сажей и летучей золой в установках для обжига гипса в потоке топочных газов рекомендуют применять газообразное топливо. При использовании газообразного топлива процесс обжига легко автоматизировать.

При сравнении установок для обжига гипса в варочных котлах и для обжига в процессе размола и во взвешенном состоянии вторые более компактные, требуют меньше производственных площадей, расходуют меньше топлива. Они быстро вводятся в режим при внеплановых остановках. Однако при применении шаровых мельниц отмечается повышенный расход электроэнергии на помол (но сравнению с быстроходными).

Комментарии запрещены.

Полезное
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!

Галерея

images_5 images_9 images_10 images_3