Способ изготовления легкого заполнителя

 

И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Соцналисткческнк

Республык (6t ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 31.05.78 (21) 2622785/29-33 с ярнсоеднненнем заявки М (23) П рнорнтет

Опублнковано 15.05-80. Бюллетень ¹28 (Б1) . Кд.

С 04 В 31/02

Ркударстеаниый комнтет

СССР до делам наебретеннй н етнрытнй (53) УДК 666.972 (088.8) Дата опубликования описания 18.05.80

В. Н. Образцов, В. В. Хрулев, В. А.,Снытннков, (72) Авторы изобретения

Т. А. Ускова и Г. В. Березина

Опытный завод эольного гравия (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству искусственных легких заполнителей для бетона, в, частности к способу изготовления вспученного гравня из золы теплоэлектроствнцнй (ТЭС), Для изготовления вспученного зольного гравия используют золы уносы, накопленные в эолоотвалах, содержащие несгоревший уголь. в среднем 10-15%, о который препятствует процессам спекания и вспучивания при обжнге. Вспученный эольный гравий с низким объемным весом и .прочный можно получить при обжиге зольного сырья, содержащего менее, 3% угля. Йля этого исходное сырье подвергают предварительной подготовке для снижения содержания угля.

Известе способ изготовЛения вспученного эольного гравия из эолы с содержанием остаточного угли более 3% путем измельчения эолы KfoKpbIM помолом, удаления угля флотацией последующим обезвоживанием золы до остаточной- влажности 15.-ЮЪ, 2 гранулированнем, супткой н. обжигом гранул при 1150-1180 С. Недостатком способа является его многостадийность, повышенная энергоемкость, что обуславливает его ограниченное прнменениеН), Известен способ изготовления зольного гравия, включающий гранулнрованне сырья, предварителъйуто термообработку гранулированного сырья во вращающейся печи, при 500-1000 С, охлаждение гранул, последующее их нэмельченйе, повторное гранулированне, обжиг полученных гранул при 1150-2300 С в другой вра щающейся печи и охлаждение конечного поодуктаГ2Х

Недостатком данного способа является продолжительность процесса изготовления эольного гравия иэ золы с повышенным содержанием несгоревшего угла, Так лабораторные испытании способа по казали, что продолжительность предварн тельной термообработкн даже прн максимальной температуре 1000 С для сни- о

15 з 7341 жения содержания угля с 10-15% до 3% и менее составляет 110 мин. Такая продолжительность предварительной термообработки приводит к механическому истиранию и разрушению тЧ анул до пылеобраз. ного состояния. Кроме того, температура предварительной термообработки (до

1000 С) недостаточна для контактного спекания частиц золы, так как температура начала плавления золы составляет 10 о не менее 1 1 00 С, что также приводит к разрушению гранул до пылеобразного состояния.

Другим недостатком данного способа явлются повышенные энергоэатраты, связанные с использованием двух вращающих я печей: для предварительной термообработки и для обжига, а также с промежуточными операциями охлажде30 ния термоподготовленных гранул, их нр» мельчения, повторного гранулирования и повторного нагрева гранул до температуры обжига, Наиболее близким по технической сущ25 ности и достигаемому эффекту к данно 4у изобретению является способ изготовления легкого заполнителя иэ зол с повышенным содержанием (до 19%) несгоревшего угля путем термообработки сформирован30 ных гранул в среде твердого теплоносителя. при температуре, соответствующей верхнему пределу интервала вспучивания материала 1050-1200 С и охлаждения

13), Обжиг в среде твердого т лоноси- теля при этих температурах требует продолжительной изотермической выдерж. ки для вьгжигания угля. Так при исполь эовании золы с остаточным содержанием угля 18% его содержание в гранулах

40 в течение 15 мин обжига понижается только до уровня 14%. Следовательно, такой режим обжига не обеспечивает вжит;ания угля до предельно допустимого содержания — менее 3%.

Объемная насыпная масса заполнители колеблется от 500 до 800 кг/м, 5

Цель изобретения — интенсификации процесса выжигания угля и снижение . бьемной насыпной массы заполнитеаа. 1 Это

$0 достигается тем, что в способе изготовления легкого заполнителя из зол с повышенным содержанием несгоревшего угля путем термообработки сформированнцх гранул в среде твердо о:тейяоноси55 тчМи и охлаждения, термообработку

Э гранул осуществляют путем нагрева их со скоростью 650-700 С мин до 1350. о

1400 С, выдержки при этой температуо

62 4 ре в течение 15-16 мин и последующего снижения температуры до 1150-1180 С о со скоростью 14-17 С/мин.

Способ осуществляется следующим образ оме

Отформованные гранулы из мчогоуглистой золы с содержанием несгоревшего угля 10-15% поступают во вращающуюся прямоточную печь в зону предварительной термообработки совместно с твердым теплоносителем, например, с крупнозернистым кварцевым песком в соотношении 1:0,25 по весу, В зоне предварительной термообработки гранулы подвергаются действию газового потока с температурой 1450-1500 С, при этом

Q гранулы нагреваются со скоростью 650700 С/мин or 20 С до 1350-1400 С.

При температуре .1350-1400 С, превышающей температуру начала плавления о золы, составляющей не менее 1100 С, происходит контактное спекание частиц золы сначала на поверхности гранул с образованием запекшейся, обезуглерожен ной, мелкопориэованной оболочки, которая предотвращает механическое истирание и разрушение гранул во время пересыпания и поступательного движения во вращающейся печи.

О

При 1емпературе 1350-1400 С грану. лы выдерживают в печи в течение 1516 мин. За время иэотермической выдержки происходит интеНсивное выгорание угля из рыхлой сердцевины гранул, Твердый теплоноситель улучшает теплообмен, способствует выгоранию угля, предотвращает контактное спекание гранул друг с другом и, замедляя их прод- вижение вдоль печи, обеспечивает необ ходимое время предварительной термообработки и последующего обжига. После сгорания угля до содержания 1-3% эольные гранулы размягчаются, приобретают пиропластическое состояние и затем ,поступают в зону обжига, в которой спекаются и вспучиваются.

Обжиг осуществЛяют при снижении температуры от 1350-1400 до 11501180 С со скоростью 14-17 С/мин. По

О о окончании процесса вспучивания гранулы отделяются от твердого теплоносителя и поступают на охлаждение.

При подшихтовке отощающими добавками возможно переработать предложенным способом золы ТЭС с содержайием угля в золе до 20-30%. р и м е р . Пля осуществления способа изготовления зольного гравия

162 6

Сравнительные качественные показатели заполнителя полученного по известному способу 11 и предлагаемому 1.2);

734 используется прямоточная вращающаяся печь, оснащенная комбинированным горелочным устройством. Горелочное устройство включает короткофакельные пери.ферийные горелки (28 штук) и центральную длиннофакельную горелку типа ГВП.

Загрузка гранулированного материала и тугоплавкого компонента (кварцевого песка крупностью 0,5-2,0 мм) производится в зону действия короткого факела, где создается интенсивный термоудар при температуре газовой среды 1450-.

1500 С, Кварцевый песок, нагретый в зоне термоудара, играет в дальнейшем тепловом процессе роль твердого теплоносителя и совместно с гранулами поступает в иэотермическую зону выжигания угля.

Температура материала в этой зоне поддерживается на уровне 1350-1400 С с о помощью длинного факела центральной горелки.

Повышение температуры материала обеспечивается также за счет экэотерми2 ческого процесса выл орания угольных частиц, Относительная скорость продвижения кварцевого песка вдоль печи в 3-4 раза меньше гранул, поэтому, накапливаясь до обьема обжигаемого материала, квар цевый песок резко замедляет поступа тельное движение гранул вдоль печи, что при повышенной температуре обеспечивает наиболее полное протекание физике--химических процессов окисления угольных частиц с последующей поризацией силикатного расплава.

Содержание в зоне несгоревшего угля >%

Характеристика готового продукта опытного завода зольМого гравия . в r. дзержинске марка пр обье мной насыпной

13,5 13,5

10 массе, кг/м

700-800 450-500 прочность при сдавливании в цилиндре, кгс/см

42-56 22-34 остаточное содержание, угля, % структура гравия

Производительность печи по

7 8 0,3 0,6 плотная

ЗО

35 Режимы обжига в среде твердого теплоносителя 1050-1100 С

Способ изготовления легкого заполнителя из зол с повышенным содержанием

45 несгоревшего угля путем термообработки сформованных гранул в среде твердого теплоносителя и охлаждения, о т л и— чаютийся тем,что,сцелью интенсификации процесса выжигания угля и снижения объемной насыпной массы заполнителя, термообработку гранул осуществляют путем нагрева их со скоростью 650-700 С/мин. до темперао туры 1350-1400 С, выдержки при этой температуре в течение 15-16 мин. и последующего снижения температуры до

1150-1180 С со скоростью Х4

17оС/мин.

1350

Измерение температур со стороны загрузки и выгрузки печи производилось платин -платинсродиевой тсрмопарой, а по длине печи — оптическим радиационным прибором ОППИР-0173

Скорость нагрева материала в зоне термоудара, С /мин 677 о

Продолжительность изотермической выдержки в зоне выжиганич угля, мин 16

Температура материала в зоне выжигания, С

Продолжительность пребывания материала в зоне вспучивания, мин 12

Температурный градиент спада температур материала в зоне вспучивания на интервале 1350-1180 С/мин 14 зольному гращцо „м3/час 2,0-2,5 4,5-5,0

Фор мула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Авторское свидетельство СССР и 5 147 94, кл. С 04. В 3 1/20, 1976, 734162

2. Авторское свипетельство СССР

M 896734, кл. С 04 B 31/20, 1971„

3. Пржецлявский В. А. и пр. Получение пористых заполнителей в кипицем слое теплоносителя, сб. трудов ВНИИстром, 1973, вип. 27/55, с. 82-87.

Составитель В. Гапанова

Редактор Э. Шибаева Техред Н. Koaaaesa Корректор Г. Назарова

Заказ 1097/31 . - Тираж 671 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло джим изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Промтная, 4