Способ получения цементного клинкера во вращающейся печи

 

CnCXiOB ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ при размешении факела ваопь оси в сжигания топлива с коэффициентом иэ . бытка воздуха 1,, о т л и ч а ю - ш и и с я тем, что, с целью получения сульфоалюминатного клинкера, снижения пыления и интенсификации процессов клинкерообразования, факел располагают выше оси на О,ОЗ-О,25 диаметра печи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 511 С 04 В 7/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ „.,;,;;/

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТ ВУ (2 1 ) 3444085/29-33 (22) 24.05.82 (46) 07.09.83. Бюл. ¹ 33 (72) P. С. Кадырова, Т. П, Чеснокова и В. И. Шубин (71 ) Всесоюзн тй научно исследователь ский институт природных газов (53) 666.94(088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 2116495, кл. С 04 В 7/04, опублик. 17.02.77, 2. Авторское свидетельство СССР

М 833679, кл. С 04 В 7/36, 1978 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ iKNEHTНОГО КЛИНКЕРА ВО ВРАШАЮШЕИСЯ ПЕЧИ при размешении факела вдоль оси и сжигания топлива с коэффициентом иэ бытка воздуха 1,21,4, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью получения сульфоалюминатного клинкера, снижения пыления и интенсификации процессов клинкерообразования, факел располагают выше оси на 0,030,25 диаметра печи.

1 10

Изобретение относится к"технологии производства вяжущих материалов и может найти применение, .;астности в производстве сульфоалюминатного клинкера на стадии его обжига. Сульфоалюминатный клинкер является основным компонентом . расширяющихся цементов, в т.ч. тампонажных, необходимых для герметичного крепления газовых, нефтяных и других скважин в различных горно-геологических условиях.

Известен способ обжига сульфоалюминатного клинкера в электрической печи прямого нагрева с переменным напряжением на электродах 20 - 400 В и плот ностью тока,0,8+8 А/см на основе сырьевых материалов, содеркаших САО, .Ае, Î,,eOZ F (1).

Недостаток способа заключается в том, что обжиг в такой электрической печи очень дорог и сложен с точки зрения эксплуатации оборудования. Печи ненадеж ны в длительной работе, наблюдается частое замазывание выгруэных точек, бысъ» рое прогорание электродов. Кроме того, необходимо соответствующее сырье (по фракционному составу) Наличие боль шого количества неорганическях вторидов (до 20 вес.%) существенно снижает

39913 активность клинкера и увеличивает вредность производства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и постигаемому эффекту является спос об полученйя цементного клинкера во вращающейся печи при расположении факела вдоль оси и сжигании топлива с коэффициентом избытка воздуха 1,21,4 j2)

При осевом расположении факела и расположении факела на расстоянии, pasном менее 0,03 диаметра печи над слоем материала, в зоне горения топлива отмечаются недостаток кислорода и socстановительная среда, что способствует восстановлению отдельных составляющих сырьевой смеси, в частности разложе нию одного иэ главных сырьевых компонентов - сульфосодержащего,Cg 50y+CQ0+, 20 55 . Выделяющийся серный ангидрит выводится из печи вместе с отходящими газами и не участвует в процессах клинкероообразования, при этом резко сокращается в клинкере содержание главного

25 минерала - сульфоалюмината кальция. Интенсивность процессов клинкерообразования и качество сульфоалюминатного клинкера заметно снижаются (см. табли цу).

lO

03 . 0) (О о ао (О

® а л

l о

8) о о (О

< o ! о

© е ю

° В

i@i

9 о C0 -3

1

:1039913. eO

По Я, (563

Щ ф Т4 о у 3<

В g

m8a

e % 1

М ВСЯ

)о ф щ g Ф

R ф I в

М g е М

В

g Ф и Я, О O w йр

4 : дЦ, 28fcu

ga. " о j

"", И: 3

a(51) рб а1

1039913

В качестве сырьевых материалов используют материалы, обеспечивающие высокую прочность гранул обжигаемого материала на выхоце из цепной зоны, характеризуемую срецневэвешенным диа- 5 метром гранул порядка 10-13 мм в отличие от 3-6 мм в известном способе.

Высокая прочность гранул обжигаемого материала способствует резкому снижению количества пыли, уносимой из печи отхо» дяшими технологическими газами, так кай главным очагом ее пылевьшеления, наи более близким к холоцному концу печи, является. зона структурных превращений именно алюмосиликатного компонента сырьевой смеси, на которой непрочные сырьевые гранулы разрушаются и превращаются в пыль и крошку. При больших обьемах отходящих печных газов это обуславливает главный источник пылевых выбросов в цементном производстве .

Оцнако при известном способе получения цементного клинкера в печи нельзя получить качественного сульфоалюминатного клинкера, а также интенсифицировать процессы клинкообраэования с учетом необхоцимого минералогического состава сульфоалюминатного клинкера., К роме того, из-эа сва ров клин ке ра обусловленных специфичностью сырьевых 30 смесей снижается также проиэвоцитвльность печи. При этом отмечается повышенный пылевынос из печи, обуславливаемый невозможностью образования прочных гранул за цепной завесой. Возможно З5 также местное восстановление 50 .. г.

Целью изобретения является получение сульфоалюминатного клинкера, снижение пыления и интенсификации процессов

40 ,клинке робразования.

Указанная цель достигается тем, что способ получения цементного клинкера во вращающейся печи осуществляют при сжигании топлива с коэффициентом избыт 45 ка воздуха 1,2-1,4 и факел располагают выше оси на 0,03-0,25 диаметра печи, Расположение. факела выше оси печи на расстоянии, равном 0,03-0,25 ее диаметра, т.е. с учетом химического со-. става и толщины слоя обжигаемого ма50 териала, находящегося в зоне печи на участке расположения факела, обусловлено необходимостью строгого обеспечения окислитвльной атмосферы на всем про тюкении участка горения топлива, что предусматривается также высоким иэбыъ ком воздуха. В этом случае обеспечива ется интенсификация процессов клинкер » образования с учетом заданного, предус мотренного расчетами минералогического состава сульфоалюминатного клинкера, что и способствует повышению его качества (см. таблицу).

Сырьевые материалы, рассчитанные на сырьевые смеси для САК, способствуют также образованию стабильного слоя гарниссажа на футеровке почти на всем протяжении печи и ровного стабильного слоя обмазки в зоне спекания печи, что особенно важно при более высоком расположении факела в печи цля предотвращения разрушения футеровки.

Сульфоалюминатный клинкер состоит иэ слецуюших клинкерных материалов: сульфоалюмината кальция ЗСАО Ь АР< 0> Са50<, двухкальциевого силиката в Р модификации 2СОО 51 Од и четырехкальциевого алюмоферрита 4СдО 40z g> ° Fey Og или цвухкальциевого феррита 2CaO Fez >.

Главным минералом, обеспечивающим все присущие цементу свойства - беэусадочность, расширение, коррозионность в агрессивных срецах, мороэоустойчивость является сульфоалюминат кальция.

Наибольшее соцержание этого минерала в клинкере обеспечивается именно при применении предлагаемого способа обжига сульфоалюминатного клинкера (см. таблицу).

Пример . В качестве обжигаемого сырья используют известную сырьевую смесь, состоящую из полукислой глины 23%, гипса 10%, известняка 67%. Влагосоцержание сырьевого шлама составляет 53%.

Тонкость помола при мокром измельчении сырьевой смеси составляет в срецнем 1,0% остатка на сите 020.

Обжиг сырьевой смеси осуществляют в промышленной вращающейся печи размером $,6x127 м Ново-Троицкого цементного завода..Результаты обжига сульфоалюминатного клинкера: минералогический состав клинкера, запыленность отходящих газов на выхоце из печи, средневзвешенный диаметр сырьевых гранул в зависимости от расположения факела в печи и влагосодеркание шлама првцставлены в таблице.

В качестве топлива применяют прироцный газ, коэффициент избытка возцуха составляет 1,32. Температура «линкера в зоне спекания подцеркивается в интервале 1250-1350 С. Факел располагают

О параллельно и выше оси печи на С1,030,2 диаметра печи и по оси печи (см. таб лицу). Средневзвешенный диаметр сырье7. 10399 вых гранул эа цепной завесой s печи йа ходится в пределах 1013,9 мм.

Количество отходящих газов as печи нуодится в пределах 233000;.241400 м./час. 5, Запыленность оисодяших газов на ыхо. пе из печи составляет 0,5-8,0 г/нм .

Температура отходящих газов равна 180.

200 С. Состав-oTKceamsx газов,%: о

Со 15,3

0> S,2

Я 79,5

Полученный клинкер имеет следующий 15 минералогический состав: сульфоалюми нат кальция 17,2%, P - белит 67,1%, алюмоферрит 13,2%, при этом g - моди фикация белита, нарушающего технологи . ческий процесс обжига клинкера и - увеличиваюшего клинкерное пьшение (на. головке печи), полностью отсутствовала.

Сульфоалюминатный клинкер представляет собой гранулы светлосерого и желтого . цвета. 25

13 8

Специальные цементы, полученные на основе такого сульфоалюминатного клинкера обладают ценными свойствами (расширением, стойкостью в морской воде, агрессивных средах, морозостойкостью, повышенной прочностью и другими) и применяются для крепления газовых, нефтяных скважин. в различных горно-геологических условиях, а также в строительстве при создании надежной гидроизоляции, возведении гидротехнических сооружений, дорог, производстве напорных железное тонных труб и т.п.

Годовой технико-экономический эф фект по предлагаемому способу обжига сульфоалюминатного клйнкера только на одном цементном заводе мощностью 1,0 млн.т клинкера в год и последующего применения соответствующих специальных цементов на его основе с учетом положительного решения вопросов охраны окру жалей среды (снижение пылевыбросов в атмосферу на цементных заводах, сии» жение газовыделений цри эксплуатации скважин) составит около 8,0 млн. руб.

Составитель А. Кулабухова

Редактор И. Шулла Техред-А.Бабинец Корректор А. Дзятко

Заказ 6810/23 Тираж 622 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, #MS, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, i .. Ужгород, ул. Проектная, 4