Разработать материальный баланс и основные проектные технологические решения цеха помола цементного завода

Хранение, упаковка и отправка сульфатостойкого портландцемента.

 Из мельницы цемент транспортируют на склад силосного типа, оборудованный механическим (элеваторы, винтовые конвейеры), пневматическим (пневматические насосы, аэрожелоба) или пневмомеханическим транспортом. Хранят готовый цемент в цементных силосах — железобетонных ёмкостях диаметром 10-12 метров и высотой 20-25м., вмещающие 2500-4000т. цемента.

   Отгружают цемент потребителю либо в таре - в многослойных бумажных мешках по 50 кг, либо навалом в контейнерах, автомобильных или железнодорожных цементовозах, в специально оборудованных судах. Каждая партия цемента снабжается паспортом.

 

 

 

 

 

Принципиальная технологическая схема производства

 

 

                   Мел                                          Глина                             Вода                  Гипсовый камень

                     i                                                i                                    i                                i

               Добыча                                       Добыча                       Дозирование 

     (размер 500- 800мм )                  (размер до 800мм)

                      i                                               i                                    i                                i

               Дробление                               Дробление

     (мельница “Гидрофол”)         (мельница “Гидрофол”)

                              i                                   i                                        i                                i 

                        Совместное дробление и помол  

                                (размер частиц 3-5мм,

                                 мельница “Гидрофол”)     f           f           f                                 i

                                                   i                                                                                    Дробление

                                Корректирование шлама                                                      (молотковая дробилка,

                                        (шламбассейн)                                                                        размер 5-8мм)

                                                   i                                                                                            i           

                 Обжиг сырьевой смеси с получением клинкера                                      Дозирование 

                        (вращающаяся печь 5х185, Т=1450 ˚С)                                                        i 

                                                   i 

                                 Охлаждение клинкера                                                                           i

             (колосниковый холодильник «Волга», Т=80˚С)

                                                   i                                                                                            i 

                    Совместный помол клинкера и  гипса

         (многокамерная шаровая мельница, Sуд=3000 см2 /г)         f            f            f    

                                                   i   

                           Охлаждение портландцемента 

           (цементный  холодильник-винтовой конвейер)                              

                                                   i          

                         Складирование портландцемента                                    

                                  (вертикальные силосы)                

                                                    i         

                              Отгрузка в таре или навалом     g        Отправка потребителю

                                                    i 

                                     Упаковка в мешки 

                                                    i

                                  Отправка потребителю      

 

 

 

 

 

Расчет материального баланса цеха

Режим работы цеха

 

Рекомендуются такие режимы работы цеха:

• для подготовительных (дробления и сортирования) отделений и помольных отделений – двухсменный с 262 рабочими днями в год;
• для цеха обжига с вращающимися печами – трехсменный с непрерывной неделей;
• для складов сырья и готовой продукции при использовании железнодорожного транспорта – трехсменный с 365 днями, а для автотранспорта – двух- или трехсменный с 262 рабочими днями в год.

Цех по производству сульфатостойкого портландцемента (мокрый способ) подразделяется на такие производственные отделения:

• карьер;
• дробильное отделение;
• отделение сырьевого помола;
• отделение обжига;
• склад клинкера;
• отделение основного помола;
• силосно-упаковочное отделение.

С учетом характера производственных процессов и соблюдения норм трудового законодательства принимаем такие режимы работы производственных отделений:

• склады сырья, склад клинкера, силосно-упаковочное отделение и отделение обжига – трехсменный с непрерывной неделей (365 рабочих дней в году, 3 смены в сутки, длительность смены - 8 ч(8760 ч/год));
• карьер, дробильное отделение, отделение сырьевого помола и отделение основного помола - двухсменный с прерывной неделей (262 рабочих дня в году, 2 смены в сутки, длительность смены - 8 ч(4192ч/год)).

 

Расчет производственной программы цеха и потребности в сырье для ее выполнения с учетом производственных потерь

 

Заданы следующие исходные данные для расчета:

• годовая производительность цеха 1 200 000 т.Состав сульфатостойкого портландцемента: клинкер – 95%, гипс – 5%;
• состав 2-х компонентной сырьевой смеси: мел – 82,36%, глина - 17,64%;
• естественная влажность сырьевых материалов: мел – 12%, глина – 10%;
• потери при прокаливании сырьевой смеси – 34,28%;
• производственные потери: сырьевых материалов – 2,5%, клинкера  0,5%, добавок (гипс) 1%, цемента 1%.
• Коэффициент использования вращающихся печей 0,92.

Годовая производительность цеха по клинкеру составит:

1200000∙(95/100)=1140000 т/год.

При коэффициенте использования вращающихся печей 0,92, печи работают в течение года: 365∙0,92=337 сут или 8088 ч.

Отсюда часовая производительность всех печей составит:1140000/8088=140,95 т/ч.

 

Материальный баланс отделения обжига.

В данном расчете принимаем решение об установке двух вращающихся печей Ø 5 м, ι=185 м, П= 75 т/ч, суммарная производительность которых составит:

75∙2=150 т/ч, 150∙24=3600 т/сут, 150∙8088=1213200 т/год.

Расчет расхода сырьевых материалов.

Расход сырьевых материалов составляет 150т/ч, так как в качестве топлива используется природный газ.

Теоретический удельный расход сухого сырья для производства клинкера определяют с учетом потерь при прокаливании:100/(100-34,28)=1,52 т/т клинкера.

Для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей устанавливают электрофильтры, что позволяет считать потери сырья с отходящими газами не более 1%.

Тогда расход сухого сырья при расчетной производительности составит:

1,52∙100/(100-1)=1,535 т/т клинкера, а потребность  в сырье в единицу времени  окажется равной: 1,535∙150=230,25 т/ч; 230,25∙24=5526 т/сут; 230,25∙8088=1862262 т/год.

Определяем расход отдельных компонентов сухой сырьевой смеси:

Таблица 9  

Расход компонента	Компонент
	мел	глина
На тонну клинкера, т/т	1,535∙(82,36/100)=1,264	1,535∙(17,64/100)=0,271
За час, т/ч	1,264∙150=189,6	0,271∙150=40,65
За сутки, т/сут	189,6∙24=4550,4	40,65∙24=975,6
За год, т/год	189,6∙8088=1533484,8	40,65∙8088=328777,2

Расход отдельных компонентов с учетом карьерной влажности

Таблица 10

Расход компонента	Компонент
	мел	глина
На тонну клинкера, т/т	1,264∙((100+12)/100)=1,416	0,271∙((100+10)/100)=0,298
За час, т/ч	1,416∙150=212,4	0,298∙150=44,7
За сутки, т/сут	212,4∙24=5097,6	44,7∙24=1072,8
За год, т/год	212,4∙8088=1717891,2	44,7∙8088=361533,6

 

Расчет расхода шлама.

Часовой расход шлама рассчитывается по формуле:

Аш = (Ас∙100)/ ((100- Wш) ∙ ρш),

где Аш – расход шлама, м3/ч; Ас – расход сухого сырья, т/ч; Wш – влажность шлама, %; ρш – плотность шлама, т/м3.

Принимаем минимальную допустимую влажность шлама равной 36%, что соответствует ρш = 1,64 т/м3.

Тогда на обе печи необходимо подать шлама:

Аш= (230,25∙100)/((100-36)∙1,64)=219,37 м3/ч;

219,37∙24=5264,88 м3/сут;

219,37∙8088=1774264,56 м3/год.

 

Материальный баланс отделения помола сырья.

Из предыдущих расчетов следует, что отделение помола сырья, работающее 262 дня в году в две смены по 8 часов, должно обеспечить помол 1862262 т/год сухих сырьевых материалов.

Следовательно, должно быть измолото сырья

1862262/262 = 7107,87 т/сут или 7107,87/16=444,24 т/ч.

При этом помол отдельных компонентов составит:

Таблица 11

Объем помола	Компонент
	мел	глина
За час, т/ч	444,24∙(82,36/100)=365,88	444,24∙(17,64/100)=78,36
За сутки, т/сут	7107,87∙(82,36/100)=5854,04	7107,87∙(17,64/100)=1253,83
За год, т/год	1862262∙(82,36/100)=1533758,98	1862262∙(17,64/100)=328503,02

 

Для образования шлама одновременно с исходными материалами в сырьевые мельницы подается вода. Потребность в воде определяется по формуле:

Вш = Аш ∙ ρш – (Ас + Wм + Wг),

где Вш-количество воды, необходимое для приготовления шлама, м3/г; ρш – плотность шлама, т/м3; Аш - потребность в готовом шламе, м3/г;  Ас - потребность в сухом сырье, т/ч;  Wм, Wг - количество воды, поступающее соответственно с мелом и глиной естественной влажности, т/ч. 

На основании проведенных ранее расчетов имеем: 

Аш = 219,37 м3/ч; ρш = 1,64 т/м3; Ас = 230,25 т/ч;

Wм= 212,4-189,6=22,8 т/ч; Wг = 44,7-40,65=4,05 т/ч.

Подставляя эти данные в формулу, определяем количество воды на приготовление шлама: Вш= 219,37∙1,64-(230,25+22,8+4,05)=102,67 т/ч;

102,67∙16=1642,72 т/сут; 1642,72∙262=430392,64 т/год.

 

Материальный баланс карьера и дробильного отделения.

Согласно исходным данным потери сырья составляют 2,5%. Из них 1,5% - это потери в карьере при транспортировке и дроблении, 1% - потери сырья с отходящими газами вращающихся печей.

Карьер, как и дробильное отделение, работает с выходными днями – 262 суток в году по две смены в сутки или 262·16=4192 ч.

Для производства 1213200 т/год  клинкера необходимое количество сырьевых материалов, как было подсчитано выше, составляет: мела - 1717891,2 т/год, глины - 361533,6 т/год.

С учетом 1,5% потерь получаем объемы:

• мел: 1717891,2∙((100+1,5)/100)=1743659,57 т/год;

1743659,57/262=6655,19 т/сут; 6655,19/16=415,95 т/ч.

• глина: 361533,6∙((100+1,5)/100)=366956,6 т/год;

366956,6/262=1400,6 т/сут; 1400,6/16=87,54 т/ч.

Таким образом, производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение подачу следующего количества материалов:

в год - 1743659,57 т мела, 366956,6 т глины;

в сутки - 6655,19 т мела, 1400,6 т глины;

в час – 415,95 т мела, 87,54 т глины.