RU2104254C1 - Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment - Google Patents
Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104254C1 RU2104254C1 RU97100009/03A RU97100009A RU2104254C1 RU 2104254 C1 RU2104254 C1 RU 2104254C1 RU 97100009/03 A RU97100009/03 A RU 97100009/03A RU 97100009 A RU97100009 A RU 97100009A RU 2104254 C1 RU2104254 C1 RU 2104254C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- zone
- granules
- furnace
- working channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству из керамзитовых глин пористой керамики "Редоксид", которая может быть использована как для загрузки биологических фильтров, применяемых в технологиях по глубокой очистке сточных вод, так и в качестве теплоизоляционного строительного материала. The invention relates to the production of porous ceramsite clay "Redoxide", which can be used both for loading biological filters used in technologies for deep wastewater treatment, and as a heat-insulating building material.
Известна загрузка из вспученных пластмасс или сотовых конструкций из пластмасс для биологических фильтров, которые используются в очистных сооружениях для обработки сточных вод [1]. Known loading from expanded plastics or honeycomb structures made of plastics for biological filters, which are used in wastewater treatment plants for wastewater treatment [1].
Недостаток известной загрузки состоит в том, что изготовление сотовых конструкций требует точных работ по сварке и пайке пластин из пластмассы. Эти работы могут быть выполнены при наличии большого количества высококвалифицированных рабочих и дорогостоящего технологического оборудования. Биоценоз, развивающийся в сотах загрузки, неустойчив, что снижает качество очистки сточных вод. A disadvantage of the known loading is that the manufacture of honeycomb structures requires accurate welding and soldering of plastic plates. These works can be performed in the presence of a large number of highly skilled workers and expensive technological equipment. The biocenosis developing in the load cells is unstable, which reduces the quality of wastewater treatment.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления материала редоксид для биологической очистки сточных вод, включающий приготовление пластическим формованием гранул из глины, сушку гранул, послойную укладку пластов гранул в емкость для формования, определение температуры начала вспучивания, интервал температур вспучивания и температуры твердения пиропластического состояния исходной глины, термообработку пласта гранул в зонах рабочего канала теплоагрегата путем предварительного нагрева, обжига и направленного спекания вспученных гранул от поверхности материала к центру с обеспечением минимального перепада температур в центре слоя гранул и на поверхности с последующим охлаждением до температуры отжига и дальнейшим снижением температуры до 70-80oC с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора, проведения четырех изотермических выдержек в рабочем канале теплоагрегата при температуре начала вспучивания материала, в интервале температур вспучивания материала, при температуре твердения пиропластического состояния материала и температуре отжига, выемку материала из емкости для формования.The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a redoxide material for biological wastewater treatment, including preparing plastic molding granules from clay, drying granules, layer-by-layer laying of granule layers in a molding container, determining the temperature of the beginning of expansion, the range of expansion temperature and hardening temperature the pyroplastic state of the initial clay, heat treatment of the granule bed in the zones of the working channel of the heat generator by pre-heating va, roasting and sintering directional swollen granules from the material surface to the center with the lowest temperature difference in the center layer on the surface of the granules and with subsequent cooling to a temperature annealing and subsequent reduction in temperature to 70-80 o C with air and water vapor to power teplootbora carrying out four isothermal extracts in the working channel of the heat generator at the temperature of the beginning of expansion of the material, in the range of temperatures of expansion of the material, at the temperature of hardening pyroplastic the condition of the material and the annealing temperature, removal of the material from the molding tank.
Указанный способ реализован в технологической линии для изготовления материала редоксид для биологической очистки сточных вод, содержащей установленные по ходу технологического процесса цех подготовки гранул из глинистого сырья, соединенный элеватором с расходным бункером поста дозировки с ленточным питателем и дозатором, функционально связанными с постом загрузки гранул в емкости для формования, теплоагрегат в виде обжиговой печи с силовым металлическим каркасом и фундаментом, при этом металлический каркас облицован футеровкой с образованием стенок свода и пода печи, а также рабочего канала с зонами предварительного нагрева, обжига, изотермических выдержек, охлаждения, системой перемещения гранул внутри рабочего канала, энергоносителями и системами автоматики и связи, пост разгрузки материала на поддоны, соединенный транспортером с постом подготовки емкостей для формования, выход которого соединен обратной транспортной связью и входом поста загрузки гранул в емкости для формования и склад готовой продукции [2]. The specified method is implemented in a production line for the production of redoxide material for biological wastewater treatment, containing a clay pellet preparation workshop established during the process, connected by an elevator with a feed hopper of a batching station with a belt feeder and a batcher, functionally connected to the station for loading granules in a tank for molding, a heat generator in the form of a kiln with a power metal frame and a foundation, while the metal frame is lined with a lining with the formation of the walls of the roof and bottom of the furnace, as well as the working channel with zones of preheating, firing, isothermal exposure, cooling, a system for moving granules inside the working channel, energy sources and automation and communication systems, a material discharge station on pallets connected by a conveyor to a container preparation station for molding, the output of which is connected by a reverse transport connection and the entrance to the granule loading station in the molding containers and the finished product warehouse [2].
Недостаток указанной технологии изготовления материала редоксид для биологической очистки сточных вод состоит в том, что быстрый подъем температуры в зоне предварительного нагрева до температуры начала вспучивания гранул из глины приводит к дегидратации гранул, большим внутренним напряжениям в гранулах, что повышает вероятность разрыва обжигаемого материала на этой стадии, а при дальнейшем обжиге и спекании увеличивается вероятность растрескивания материала редоксид и значительного снижения механической прочности и твердости. Образующаяся стеклом масса при температуре твердения пиропластического состояния материала в момент начала интенсивного охлаждения до 800-1000oC забивает открывшиеся при вспучивании поверхностные поры и моментально в них застывает. Указанные выше причины не обеспечивают надежного выпуска продукции с требуемыми параметрами и приводят к значительной выбраковке ( примерно до 40%) при отборе материала для использования в биофильтрах в комплексах для очистки сточных вод. При этом контроль за выпускаемой продукцией усложняется, а вероятность пережога увеличивается. Затраты на изготовление продукции высокие, т.к. требуется дефицитная жаропрочная сталь для изготовления емкостей для формования.The disadvantage of this technology for the manufacture of redoxide material for biological wastewater treatment is that a quick rise in temperature in the preheating zone to the temperature at which the pellets from clay begin to swell leads to dehydration of the granules and high internal stresses in the granules, which increases the likelihood of burnt material bursting at this stage , and with further firing and sintering, the likelihood of cracking of the redoxide material and a significant decrease in mechanical strength and hardness increase. The mass formed by the glass at the hardening temperature of the pyroplastic state of the material at the moment of the onset of intensive cooling to 800-1000 o C clogs the surface pores that have opened during swelling and instantly freezes in them. The above reasons do not ensure reliable production with the required parameters and lead to significant rejection (up to about 40%) when selecting material for use in biofilters in wastewater treatment plants. At the same time, control over the products is complicated, and the likelihood of burnout increases. The cost of manufacturing products is high, because scarce heat-resistant steel is required for the manufacture of containers for molding.
В основу изобретения поставлена задача по повышению надежности технологии изготовления материала "Редоксид" для биологической очистки сточных вод, сокращению процента выбраковки готовой продукции с повышением ее прочности и твердости, исключению дегидратации гранул, пережога и растрескивания материала редоксид и по снижению как энергетических, так и финансовых затрат путем исключения разрыва обжигаемого материала от больших внутренних напряжений в зоне предварительного нагрева, предотвращения застекления открывшихся на поверхности материала пор в зоне высокотемпературного обжига и начальной стадии охлаждения, а также повышения срока эксплуатации емкостей для формования. The basis of the invention is the task of improving the reliability of the manufacturing technology of the material "Redoxide" for biological wastewater treatment, reducing the percentage of culling of finished products with increasing its strength and hardness, eliminating dehydration of granules, burning and cracking of redoxide material and reducing both energy and financial costs by eliminating the burst of the calcined material from large internal stresses in the preheating zone, preventing glazing of those opened on the surface material and pores in high temperature firing zone and the initial cooling step, and also increasing the life of the containers for molding.
Поставленная задача решается новым способом изготовления пористой керамики редоксид и новой технологической линии для его осуществления. The problem is solved by a new method of manufacturing porous redoxide ceramics and a new production line for its implementation.
Сущность изобретения состоит в том, что в новом способе изготовления пористой керамики "Редоксид", включающем определение температуры вспучивания, интервала температур вспучивания и температуры твердения пиропластического состояния исходной глины, приготовление гранул из глины диаметром 8-16 мм, сушку и дозировку гранул, послойную укладку пластов гранул в емкость для формования, термообработку пластов гранул в зонах канала теплоагрегата путем предварительного нагрева, нанесения термоудара до начала вспучивания гранул, осуществление изотермических выдержек в интервале температур вспучивания с обеспечением направленного спекания вспученных гранул от поверхности пористой керамики "Редоксид" к центру с минимальным перепадом температур в центре слоя гранул и на поверхности при температуре затвердевания пиропластического расплава, контролируемое охлаждение затвердевшего расплава до температуры отжига с проведением при ней последующей изотермической выдержки и осуществление активного неконтролируемого охлаждения при 70-80oC с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора и выемку изготовленной пористой керамики "Редоксид" из емкости для формования, в качестве исходной глины используют керамзитовую глинистую породу, в том числе со сланцевой слоистой структурой цветом от темно-серого до черного с пластифицирующими добавками, приготовленные гранулы высушивают до 2-4%-ной влажности и послойно укладывают пласты в емкость для формования высотой 8-80 мм, предварительный нагрев проводят до 220-280oC со скоростью 2,0-2,5oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 10-80 мин, после чего наносят термоудар до температуры начала вспучивания гранул со скоростью 30-50oC/мин с проведением при этой температуре изотермической выдержки в течение 10-40 мин, после чего поднимают температуру до интервала вспучивания 1120-1260oC и при этой температуре осуществляют следующую изотермическую выдержку, ее производят при температуре твердения пиропластического состояния материала в течение 20-110 мин, при этом снижают температуру интервала вспучивания со скоростью 2,0-3,0oC/мин, а после контролируемого охлаждения при температуре отжига 400-1000oC проводят изотермическую выдержку в течение 10-60 мин и переходят на активное неконтролируемое охлаждение, после которого получают пористую керамику "Редоксид" при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 30 - 65
Оксид железа - 4 - 8
Оксид алюминия - 14 - 21
Оксиды щелочных металлов - 2 - 6
Прочие продукты при прокаливании - Остальное
с сообщающимися открытыми поверхностными и глубинными порами диаметром < 20 мм и общей пористостью 77-95%.The essence of the invention lies in the fact that in the new method of manufacturing porous ceramics "Redoxide", which includes determining the temperature of expansion, the range of temperature expansion and temperature of hardening of the pyroplastic state of the original clay, the preparation of granules from clay with a diameter of 8-16 mm, drying and dosage of granules, layering granule formations into a molding container, heat treatment of granule formations in the zones of the heat generating channel by preheating, applying thermal shock before the granules expand, implementation and thermal excerpts in the range of expanding temperatures to ensure directional sintering of expanded granules from the surface of the porous ceramic "Redoxide" to the center with a minimum temperature difference in the center of the granule layer and on the surface at the solidification temperature of the pyroplastic melt, controlled cooling of the solidified melt to the annealing temperature with subsequent isothermal aging and the implementation of active uncontrolled cooling at 70-80 o C using air and water vapor for enhanced heat removal and extraction of the porous Redox porous ceramics from the molding container, claydite clay is used as the initial clay, including shale with a layered structure in dark gray to black color with plasticizing additives, the prepared granules are dried up to 2-4% humidity and layer by layer lay the layers in the molding container with a height of 8-80 mm, preheating is carried out to 220-280 o C at a speed of 2.0-2.5 o C / min and at this temperature carry out isothermal exposure for 1 0-80 min, after which a thermal shock is applied to the temperature of the onset of expansion of the granules at a speed of 30-50 o C / min with isothermal holding at this temperature for 10-40 minutes, after which the temperature is raised to the expansion interval of 1120-1260 o C and at this temperature, the following isothermal exposure is carried out, it is carried out at a hardening temperature of the pyroplastic state of the material for 20-110 min, while the temperature of the expansion interval is reduced at a speed of 2.0-3.0 o C / min, and after controlled cooling at a temperature annealing 400-1000 o C conduct isothermal exposure for 10-60 minutes and switch to active uncontrolled cooling, after which receive porous ceramic "Redoxide" in the following ratio of components, wt.%:
Silica - 30 - 65
Iron oxide - 4 - 8
Alumina - 14 - 21
Alkali metal oxides - 2 - 6
Other products on ignition - Other
with interconnected open surface and deep pores with a diameter of <20 mm and a total porosity of 77-95%.
Кроме того, в высокотемпературных зонах рабочего канала теплоагрегата и зоне контролируемого охлаждения создают инертную среду путем подачи в зоны азота или инертных газов, в качестве которых используют аргон или ксенон, или неон. In addition, in the high-temperature zones of the working channel of the heat generating unit and the zone of controlled cooling, an inert medium is created by feeding nitrogen or inert gases into the zones, such as argon or xenon, or neon.
Помимо этого пустоты в пористой керамике "Редоксид" и по ее периферии создают в виде сквозных отверстий диаметром 40-60 мм и суммарным объемом 55-60 % при помощи механической обработки на сверлильно-фрезерных станках или специальных приспособлений, установленных в емкости для формования. In addition, voids in porous ceramics "Redoxide" and on its periphery are created in the form of through holes with a diameter of 40-60 mm and a total volume of 55-60% by machining on drilling and milling machines or special devices installed in the molding tank.
При этом в качестве пластифицирующих добавок используют лигнин или бокситовый шлам, или иловые осадки очистных сооружений. At the same time, lignin or bauxite sludge, or sludge sludge from sewage treatment plants are used as plasticizing additives.
Новая технологическая линия для изготовления пористой керамики "Редоксид", содержащая установленные по ходу технологического процесса цех подготовки гранул из глинистого сырья, соединенный элеватором с расходным бункером поста дозирования с ленточным питателем и дозатором, функционально связанными с постом загрузки гранул в емкости для формования, теплоагрегат в виде обжиговой печи с силовым металлическим каркасом и фундаментом, при этом металлический каркас облицован футеровкой с образованием стенок, свода, пода и рабочего канала с зонами предварительного нагрева, обжига, высокотемпературных изотермических выдержек, охлаждения, системой перемещения гранул в емкостях для формования внутри рабочего канала, энергоносителями и системами автоматики и связи, пост разгрузки материала на поддоны, соединенный транспортером с постом подготовки емкостей для формования, выход которого соединен обратной транспортной связью с входом поста загрузки гранул в емкости для формования и склад готовой продукции, снабжена постом механической обработки продукции, который своим входом транспортером соединен с постом разгрузки материала на поддоны, а выходом - со складом готовой продукции, зона охлаждения рабочего канала обжиговой печи разделена на зону контролируемого охлаждения и зону активного охлаждения, энергоносители установлены попарно в стенках или на стенках рабочего канала в зонах предварительного нагрева, обжига и высокотемпературных изотермических выдержек, а отношение длин зон по осевой линии к их внутренней ширине при одинаковой рабочей высоте обжиговой печи принято равным
LI/B = 2,9 oC 3,3; LII/B = 10 oC 11,2; LIII/B = 2,9 oC 3,3; LIV/B = 5,2 oC 6,2; LV/B = 12,0 oC 14,0,
где LI длина по осевой линии первой зоны предварительного нагрева;
LII - длина по осевой линий второй зоны обжига;
LIII - длина по осевой линии третьей зоны высокотемпературных изотермических выдержек;
LIV - длина по осевой линии четвертой зоны контролируемого охлаждения;
LV - длина по осевой линии пятой зоны активного охлаждения;
В - внутренняя ширина первой, второй, третьей, четвертой и пятой зон рабочего канала.A new technological line for the production of porous ceramics "Redoxide", containing a clay pellet preparation workshop installed during the technological process, connected by an elevator to a feed hopper of a metering station with a belt feeder and a metering unit, functionally connected to the granule loading station in the molding tank, the heat generator in in the form of a kiln with a power metal frame and a foundation, while the metal frame is lined with a lining with the formation of walls, a vault, a hearth and a working channel with zones of preheating, firing, high-temperature isothermal holdings, cooling, a system for moving granules in molding containers inside the working channel, energy carriers and automation and communication systems, a material discharge station onto pallets connected by a conveyor to a molding containers preparation station, the output of which is connected by a return transport connection with the entrance to the post loading granules in containers for molding and the warehouse of finished products, equipped with a post for machining products, which its input the house is connected by a conveyor to the post for unloading material on pallets, and the exit to a warehouse for finished products, the cooling zone of the working channel of the kiln is divided into the zone of controlled cooling and the zone of active cooling, energy carriers are installed in pairs in the walls or on the walls of the working channel in the areas of preheating, burning and high-temperature isothermal extracts, and the ratio of the lengths of the zones along the axial line to their internal width at the same working height of the kiln is assumed to be
L I / B = 2.9 ° C 3.3; L II / B = 10 ° C 11.2; L III / B = 2.9 ° C 3.3; L IV / B = 5.2 ° C; 6.2; L V / B = 12.0 o C 14.0,
where L I is the axial length of the first preheating zone;
L II is the length along the axial lines of the second firing zone;
L III - the length along the axial line of the third zone of high-temperature isothermal extracts;
L IV is the axial length of the fourth zone of controlled cooling;
L V is the length along the centerline of the fifth active cooling zone;
In - the internal width of the first, second, third, fourth and fifth zones of the working channel.
Кроме того, футеровка обжиговой печи в первой, второй, третьей и четвертой зонах рабочего канала выполнена многослойной и состоит в стенках печи из трех слоев, причем первый слой, ближний к максимальным температурам, выполнен из шамотного кирпича /ШБ/, второй из шамота легковесного /ШД/ и третий - из пенодиатомового кирпича /ПД/ при отношении толщины первого слоя к последующим толщинам слоев, равным ШБ : ШЛ : ПД = 1: /0,4oC0,6/ : /0,4oC0,6/ соответственно, в своде печи - из трех слоев, причем первый слой, ближний к максимальным температурам, выполнен из ШБ, второй - из муллитокремнеземистой ваты /МКРВ/ и третий - из ПД при отношении толщины первого слоя к последующим толщинам слоев, равным ШБ : МКРВ : ПД = 1 : /10,0oC13,0/ : /1,5oC2,5/ соответственно, а в поде печи - из четырех слоев, причем первый слой, ближний к максимальным температурам, выполнен из ШБ, второй - из ШЛ, третий - из ПД, а четвертый - из МКРВ при отношении толщины первого слоя к последующим толщинам слоев, равным ШБ : ШЛ : ПД : МКРВ = 1 : /0,4oC0,6/ : /0,4oC0,6/ : /1,0oC2,2/ соответственно, а в пятой зоне футеровка выполнена однослойной из ШБ.In addition, the lining of the kiln in the first, second, third and fourth zones of the working channel is multilayered and consists of three layers in the furnace walls, the first layer closest to the maximum temperatures made of fireclay bricks / SB /, the second of lightweight fireclay / ШД / and the third - from foam-diatom brick / ПД / with the ratio of the thickness of the first layer to the subsequent layer thicknesses equal to ШБ: ШЛ: ПД = 1: / 0.4 o C0.6 /: / 0.4 o C0.6 /, respectively , in the arch of the furnace - from three layers, and the first layer closest to the maximum temperatures is made of SB, Torah - of mullite wool / MKRV / and third - TP at a ratio of thickness of the first layer to a subsequent layer thicknesses equal SB: MKRV: PD = 1: / 10,0 o C13,0 /: / 1,5 o C2,5 / respectively, and in the hearth of the furnace - from four layers, the first layer closest to the maximum temperatures is made of SB, the second is made of SL, the third is made of PD, and the fourth is made of MCRV with the ratio of the thickness of the first layer to the subsequent layer thicknesses, equal to WB: WL: PD: MKRV = 1: / 0.4 o C0.6 /: / 0.4 o C0.6 /: / 1.0 o C2.2 /, respectively, and in the fifth zone the lining is made of a single layer of SB.
Помимо этого в обжиговой печи в качестве энергоносителей установлены карбидокремниевые электрические нагреватели или горелки газовые, или на соляровом топливе с тягодутьевыми устройствами, а печь снабжена устройством для воздушной завесы или механическими перегородками - шиберами, устройством для создания аэрогидравлической завесы, а также системой для создания инертной среды в высокотемпературных зонах и зоне контролируемого охлаждения, при этом устройства для воздушной завесы или механические перегородки шибера установлены между выходом первой зоны предварительного нагрева и входом во вторую зону обжига, а также между выходом третьей зоны высокотемпературных выдержек и входом в четвертую зону контролируемого охлаждения рабочего канала, устройство для создания аэрогидравлической завесы установлено между выходом четвертой зоны контролируемого охлаждения и входом в пятую зону активного охлаждения рабочего канала, а система для создания инертной среды в высокотемпературных зонах и зоне контролируемого охлаждения установлена около обжиговой печи и выполнена в виде баллонов с инертной средой и трубопроводов, соединенных с выполненными в поде или фундаменте замкнутыми полостями с газопроницаемыми экранами в высокотемпературных зонах контролируемого охлаждения обжиговой печи. In addition, silicon-carbide electric heaters or gas burners or solar fuel with draft blowers are installed in the kiln as energy carriers, and the furnace is equipped with an air curtain device or mechanical partitions - gates, a device for creating an air-hydraulic curtain, and a system for creating an inert environment in high-temperature zones and controlled cooling zone, while the devices for the air curtain or the mechanical partitions of the gate are installed between at the exit of the first preheating zone and the entrance to the second firing zone, as well as between the exit of the third zone of high temperature shutter speeds and the entrance to the fourth zone of controlled cooling of the working channel, a device for creating an air-hydraulic curtain is installed between the exit of the fourth zone of controlled cooling and the entrance to the fifth zone of active cooling working channel, and a system for creating an inert medium in high-temperature zones and a controlled cooling zone is installed near the kiln and made in the form of cylinders with an inert medium and pipelines connected to closed cavities made in the hearth or foundation with gas-permeable screens in high-temperature zones of controlled cooling of the kiln.
При этом обжиговая печь выполнена туннельной или кольцевой, или камерной. In this case, the kiln is made tunnel or ring, or chamber.
Кроме того, туннельная печь снабжена перемычкой и обгонным путем внутри рабочего канала печи, в перемычке и обгонном пути установлены рельсы для перемещения емкостей для формования, выполненных в виде форм, установленных на тележки, или тележек с наращенными бортами, при этом пятая зона активного охлаждения размещена в рабочем канале печи или в перемычке и обгонном пути, а система перемещения гранул в рабочем канале печи, в перемычке и обгонном пути выполнена в виде гидротолкателей или редукторов с цепными конвейерами и электроприводом, которые установлены у входа в первую зону рабочего канала печи на посте загрузки и у взаимно перпендикулярных торцов перемычки с возможностью перемещения тележек с формами или тележек с наращенными бортами в рабочем канале печи, перемычке и обгонном пути. In addition, the tunnel kiln is equipped with a jumper and a freewheel inside the kiln working channel, rails are installed in the jumper and a freewheel for molding containers made in the form of carts or carts with extended sides, and the fifth zone of active cooling is located in the working channel of the furnace or in the jumper and overtaking path, and the system for moving granules in the working channel of the furnace, in the jumper and overtaking path is made in the form of hydraulic pushers or gearboxes with chain conveyors and an electric drive, which matured installed at the entrance of the first working zone in the furnace channel post loading and mutually perpendicular end faces jumper movable trolleys or carts forms with accrued boards in the working channel of the furnace, the lintel and overtaking path.
Помимо этого кольцевая печь выполнена с вращающимся подом, система перемещения гранул в рабочем канале печи выполнена в виде электропривода и редуктора, при этом электропривод установлен на фундаменте под подом печи и соединен с ним через редуктор. In addition, the annular furnace is made with a rotating hearth, the system for moving the granules in the working channel of the furnace is made in the form of an electric drive and a reducer, while the electric drive is mounted on a foundation under the hearth of the furnace and connected to it through a reducer.
Причем камерная печь снабжена поворотными кругами, установленными в зонах высокотемпературных изотермических выдержек и контролируемого охлаждения, а гидротолкатели установлены с возможностью перемещения тележек с формами или тележек с наращенными бортами во всех зонах камерной печи и в цехе подготовки гранул и на посте распалубки форм или тележек с наращенными бортами. Moreover, the chamber furnace is equipped with turntables installed in the areas of high-temperature isothermal shutter speeds and controlled cooling, and hydraulic pushers are installed with the possibility of moving carts with molds or carts with extended sides in all areas of the chamber furnace and in the workshop for preparing granules and at the post of stripping molds or carts with extended sides.
Представленная выше совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и находится в причинно-следственной связи с ним, т.к. позволяет
повысить надежность выпуска продукции для биофильтров с требуемыми параметрами для глубокой биологической очистки сточных вод и сократить процент ее выбраковки, т.к. выбранные режимы в первой зоне предварительного нагрева исходных гранул предотвращают их разрыв от внутренних напряжений, а введенные мероприятия в третьей зоне высокотемпературных выдержек и разделение зоны охлаждения на контролируемую и активную зоны охлаждения с выбранными режимами предотвращают застекление открывшихся при вспучивании поверхностных пор в материале "Редоксид";
повысить прочность и твердость материала для биофильтров и использовать его как самонесущий строительный материал, что особенно важно при использовании биофильтров для очистных сооружений с искусственной аэрацией;
снизить энергозатраты и финансовые затраты, т.к. количество выбракованной продукции значительно уменьшается, а срок эксплуатации оборудования и емкостей для формования увеличивается.The set of essential features presented above is aimed at achieving a technical result and is in a causal relationship with it, because allows
to increase the reliability of output for biofilters with the required parameters for deep biological wastewater treatment and reduce the percentage of rejection, because the selected modes in the first preheating zone of the initial granules prevent them from breaking from internal stresses, and the measures introduced in the third zone of high-temperature holdings and the separation of the cooling zone into a controlled and active cooling zone with the selected modes prevent glazing of surface pores that opened during swelling in the Redoxide material;
to increase the strength and hardness of the material for biofilters and use it as a self-supporting building material, which is especially important when using biofilters for treatment facilities with artificial aeration;
reduce energy and financial costs, as the number of rejected products is significantly reduced, and the life of equipment and containers for molding is increased.
Кроме того, изобретение промышленно применимо, т.к. может быть использовано для изготовления керамических изделий. In addition, the invention is industrially applicable, because can be used for the manufacture of ceramic products.
Таким образом, можно сделать вывод, что изобретение соответствует условиям патентоспособности изобретения. Thus, we can conclude that the invention meets the conditions of patentability of the invention.
На фиг.1 изображен оптимальный график обжига гранул из глинистого сырья Ельдигинского карьера Московской области в емкостях из жаропрочной стали для формования объемной загрузки для биофильтров в виде блоков 400•250•200 мм из пористой керамики "Редоксид"; на фиг.2 - оптимальный график обжига гранул для плоской загрузки для биофильтров в виде плит 500•500•50 мм из пористой керамики "Редоксид"; на фиг.3 - график обжига гранул из керамзитовых глин по прототипу; на фиг.4 - общий вид технологической линии для изготовления изделий из пористой керамики "Редоксид" с теплоагрегатом в виде обжиговой туннельной печи с обгонным путем; на фиг.5 - вид по стрелке Д на фиг.4; на фиг. 6 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.8 - общий вид в плане технологической линии для изготовления изделий из пористой керамики "Редоксид" с теплоагрегатом в виде кольцевой печи с вращающимся подом; на фиг.9 - сечение В-В на фиг.8; на фиг.10 - общий вид в плане технологической линии для изготовления изделий из пористой керамики "Редоксид" с теплоагрегатом в виде камерной печи; на фиг. 11 - сечение Г-Г на фиг.10. Figure 1 shows the optimal schedule of firing granules from clay raw materials of the Eldiginsky quarry of the Moscow region in containers of heat-resistant steel for forming a volumetric load for biofilters in the form of
Способ изготовления пористой керамики "Редоксид" осуществляют следующим образом. A method of manufacturing a porous ceramic "Redoxide" is as follows.
На начальной стадии изготовления пористой керамики "Редоксид" с карьера привозят исходное глинистое сырье, в качестве которого используют керамзитовую глинистую породу со сланцевой слоистой структурой цветом от темно-серого до черного, и пластифицирующие добавки. Химический состав глинистого сырья с Ельдигинского карьера, определенный методом рентгенофазового анализа (РФА), приведен в табл. 1. Песчано-алевритовая фракция сырья представлена большей частью скатанной и угловато-окатанной формой зерен кварца. Глинистая часть породы представлена чешуйками гидрослюд, агрегатами монтмориллонита и частицами каолинита. At the initial stage of the manufacture of porous ceramics "Redoxide", initial clay raw materials are brought from the quarry, using claydite clay with a shale layered structure in color from dark gray to black, and plasticizing additives. The chemical composition of clay raw materials from the Eldiginsky quarry, determined by the method of x-ray phase analysis (XRD), are given in table. 1. The sand-aleurite fraction of the raw material is represented mainly by rolled and angularly-rounded form of quartz grains. The clay part of the rock is represented by hydromica flakes, montmorillonite aggregates and kaolinite particles.
Методом термомеханического анализа /ТМА/ определяют температуру вспучивания, а также с использованием термомеханического анализатора ТМА-1 фирмы "Rigaki" (Япония) определяют температуру твердения пиропластического состояния материала (глины). The method of thermomechanical analysis / TMA / determines the temperature of expansion, and also using the thermomechanical analyzer TMA-1 of the company "Rigaki" (Japan) determine the hardening temperature of the pyroplastic state of the material (clay).
Затем из глинистого сырья пластическим формованием изготавливают гранулы диаметром 8 - 16 мм и сушат их до 2-4%-ной влажности. После этого гранулы дозируют до фракций 8, 10 и 12 мм и послойно укладывают их в емкости для формирования высотой 8-80 мм. Высоту пласта гранул определяют видом загрузки (объемной или плоской) для биологических фильтров и коэффициентом из вспучивания. Загруженные гранулы в емкости для формования перемещают в теплоагрегат, в котором производят обжиг гранул. Режимы обжига для конкретных примеров осуществления способа для различных видов готовой продукции и по прототипу приведены в табл. 2 и 3. Then, granules with a diameter of 8-16 mm are made from clay raw materials by plastic molding and dried to 2-4% moisture. After that, the granules are dosed to fractions of 8, 10 and 12 mm and layered in layers in containers for formation with a height of 8-80 mm. The height of the granule formation is determined by the type of loading (volumetric or flat) for biological filters and the coefficient of expansion. The loaded granules in the molding vessel are transferred to a heat generator in which the granules are fired. Firing modes for specific examples of the method for various types of finished products and the prototype are given in table. 2 and 3.
На фиг.1 и 2 представлены оптимальные варианты примеров режима обжига по предлагаемому способу; на фиг.3 - по прототипу. Figure 1 and 2 presents the best options for examples of the firing mode of the proposed method; figure 3 - according to the prototype.
После обжига и охлаждения производят выемку изготовленной пористой керамики "Редоксид" из емкости для формования и механическую ее обработку. After firing and cooling, the manufactured redox porous ceramic is removed from the molding container and machined.
Результатом указанной технологии является пористо-пустотелая керамика "Редоксид" при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 30 - 65
Оксид железа - 4 - 8
Оксид алюминия - 14 - 21
Оксиды щелочных металлов - 2 - 6
Прочие продукты при прокаливании - Остальное
с сообщающимися открытыми поверхностными и глубинными порами диаметром ≤20 мм и общей пористостью 77-95%, а также со сквозными отверстиями диаметром 40-60 мм в центре и по периферии с суммарным объемом 55-60%.The result of this technology is porous-hollow ceramics "Redoxide" in the following ratio of components, wt.%:
Silica - 30 - 65
Iron oxide - 4 - 8
Alumina - 14 - 21
Alkali metal oxides - 2 - 6
Other products on ignition - Other
with interconnected open surface and deep pores with a diameter of ≤20 mm and a total porosity of 77-95%, as well as through holes with a diameter of 40-60 mm in the center and around the periphery with a total volume of 55-60%.
Пример 1. Исходное глинистое сырье представлено Ельдигинским месторождением Московской области, третьим его разрезом по глубине. Содержание оксидов, мас. %: кремний 64,26; железо 5,98; алюминий 14,33; щелочные металлы 5,56; прочие составляющие 9,87, в которые входят пластифицирующая добавка, лигнин 0,05. Наименование группы глинистого сырья: по содержанию оксида алюминия - полукислое, по числу пластичности - 12,4, т.е. умеренно пластичное (среднее), по огнеупорности 1200-1210oC, т.е. легкоплавкое. Гранулы из глинистого сырья отдозированы до фракций 10 мм, высушены до 3%-ной влажности и послойно уложены пластом высотой 70 мм в емкости для формования (формы) размерами 450•250•210 мм из жаростойкой стали. В формах предусмотрены специальные приспособления для образования в центре объемной загрузки (блоке) для биофильтров из пористой керамики "Редоксид" двух вертикальных отверстий диаметром 60 мм, а по ее периферии в вертикальной плоскости восьми сквозных каналов в виде полуцилиндра того же диаметра, а также плавающие крышки, служащие пригрузом для гранул при их вспучивании. Обжиг гранул, уложенных в формах, осуществляют в теплоагрегате в виде опытно-промышленной туннельной электрической печи (ТЭП) производительностью 2500 м3 в год в следующем порядке. В зоне предварительного нагрева в теплоагрегате вначале осуществляют нагрев пласта гранул до 220oC со скоростью 2,0oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 30 мин, предотвращая разрыв гранул от больших внутренних напряжений за счет преобладания в зоне на этой стадии преимущественно конвективного теплообмена и исключая полную дегидратацию гранул. Затем скорость нагрева в зоне обжига увеличивают до 30oC/мин с нанесением термоудара до температуры нижней границы начала вспучивания гранул. Скорость нагрева на этой стадии лимитируется количеством распада алюмосодержащих комплексов в исходной глине. Ниже границы начала вспучивания гранул - /≈ 1100oC/ в зоне обжига теплоагрегата производят следующую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по высоте слоя гранул в течение 20 мин. После этого производят поризацию гранул, поднимая температуру до середины интервала вспучивания 1150oC, и при этой температуре осуществляют следующую изотермическую выдержку в течение 110 мин. При этой изотермической выдержке осуществляют спекание вспученных гранул направленно от поверхности пористой керамики "Редоксид" к центру с обеспечением минимального перепада температур в центре слоя гранул и на поверхности за счет заполнения межгранульного пространства. Этот процесс проводят без образования низковязкого расплава, т.к. поры в это время объединяются в крупные и изолированные. Очередную изотермическую выдержку производят при температуре твердения пиропластического состояния пористой керамики "Редоксид" в течение 60 мин, при этом снижают температуру с интервала вспучивания со скоростью 2,0oC/мин и осуществляют выравнивание температуры по всему объему блоков из пористой керамики "Редоксид". Затем формы с пористой керамикой "Редоксид" перемещают в зону контролируемого охлаждения, отделяют зону высокотемпературных изотермических выдержек от зоны контролируемого охлаждения перегородкой - шибером, интенсивно снижают температуру до 1000oC за 10 мин и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему пористой керамики "Редоксид" в течение 40 мин. После этого формы с пористой керамикой "Редоксид" поступают в зону активного неконтролируемого охлаждения, вход которой отделяют аэрогидравлической завесой от выхода зоны контролируемого охлаждения, а снижение температуры до 80oC в зоне активного охлаждения производят с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора. Из холодной части теплоагрегата емкости для формования с готовой пористой керамикой распалубливают и отправляют при необходимости на механическую обработку.Example 1. The initial clay raw material is represented by the Eldiginskoye deposit of the Moscow region, its third section in depth. The content of oxides, wt. %: silicon 64.26; iron 5.98; aluminum 14.33; alkali metals 5.56; other components of 9.87, which include a plasticizing additive, lignin 0.05. The name of the group of clay raw materials: in terms of alumina content - semi-acid, in terms of plasticity - 12.4, i.e. moderately ductile (average), in terms of refractoriness 1200-1210 o C, i.e. fusible. Granules from clay raw materials are dispensed to fractions of 10 mm, dried to 3% moisture and layered layer by layer with a
Пример 2. Исходное глинистое сырье и технология приготовления из него гранул такие же, как и в примере 1, но режимы обжига и охлаждения, а также режимы изотермических выдержек приняты по средним значениям из необходимых для получения блоков из пористой керамики "Редоксид" с размерами 400х250х200 мм. Example 2. The initial clay raw material and the technology for preparing granules from it are the same as in example 1, but the firing and cooling modes, as well as the isothermal exposure modes are taken from the average values needed to obtain blocks of porous ceramic "Redoxide" with sizes 400x250x200 mm
В зоне предварительного нагрева в теплоагрегате вначале осуществляют нагрев пласта гранул до 250oC со скоростью подъема температуры 2,2oC/мин, и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 60 мин. Затем скорость нагрева в зоне обжига увеличивают до 37,5oC/мин и поднимают температуру до нижней границы начала вспучивания гранул (или чуть ниже границы) в зоне обжига теплоагрегата, промышленной туннельной печи с носителями тепла в виде электроэнергии или газа, проводят следующую изотермическую выдержку в течение 30 мин. После этого производят поризацию гранул, поднимая температуру за 40 мин до середины интервала вспучивания 1180oC, которая является оптимальной для аморфизации этого глинистого сырья и вспучивания гранул, и осуществляют очередную изотермическую выдержку при этой температуре в зоне высокотемпературных изотермических выдержек теплоагрегата в течение 75 мин. После этого снижают температуру в этой зоне с интервала вспучивания со скоростью 2,5oC/мин до температуры твердения пиропластического состояния материала и при этой температуре производят следующую изотермическую выдержку в течение 90 мин. Затем в зоне контролируемого охлаждения теплоагрегата снижают температуру до 660oC за 30 мин и при этой температуре осуществляют последнюю изотермическую выдержку в течение 60 минут. Перемещая материал в зону активного охлаждения теплоагрегата, снижают в ней температуру до 80oC и выдерживают материал в этой зоне в течение 360 мин.In the preheating zone in the heat generator, the granule bed is first heated to 250 ° C with a temperature rise rate of 2.2 ° C / min, and isothermal exposure is carried out at this temperature for 60 minutes. Then, the heating rate in the firing zone is increased to 37.5 o C / min and the temperature is raised to the lower boundary of the beginning of the expansion of the pellets (or slightly below the border) in the firing zone of the heat generator, an industrial tunnel furnace with heat carriers in the form of electricity or gas, the following isothermal exposure for 30 minutes After this, granules are porized by raising the
Этот пример для исходного глинистого сырья с Ельдигийского месторождения Московской области является оптимальным в части получения пористой керамики "Редоксид" с требуемыми характеристиками для очистки сточных вод, а именно
Объемная плотность, кг/м3 - 200 - 240
Прочность при сжатии, МПа - До 1,0
Общая пористость, об.% - 77 - 95
Размер пор, мм - До 30
Характер пор - Преобладают поры размерам 6-20 мм со сложной развитой внутренней поверхностью
Сквозные отверстия, мм - 40 - 60
Пустотность в виде сквозных отверстий с суммарным объемом, % - 55 - 60
Водопоглощение - До 37%
Морозостойкость, циклы - 100 и более,
Воздействие растворов солей - уменьшение в весе не более 8% /превосходит требования СНИП/;
- воздействие кислот - Уменьшение в весе не более 10% /превосходит требования СНИП/;
Производственный брак, % - Не более 10%
Пример З. Исходное глинистое сырье и технология изготовления гранул такие же, как и в примерах 1 и 2, но режимы обжига и охлаждения, а также режимы изотермических выдержек приняты по максимальным значениями из необходимых для получения блоков из пористой керамики "Редоксид" с размерами 400х250х200 мм.This example for the initial clay raw materials from the Eldigi deposit of the Moscow region is optimal in terms of obtaining porous ceramics "Redoxide" with the required characteristics for wastewater treatment, namely
Bulk density, kg / m 3 - 200 - 240
Compressive Strength, MPa - Up to 1.0
Total porosity, vol.% - 77 - 95
Pore Size, mm - Up to 30
Pore nature - Pores of 6-20 mm in size with a complex developed inner surface predominate
Through holes, mm - 40 - 60
Voidness in the form of through holes with a total volume,% - 55 - 60
Water absorption - Up to 37%
Frost resistance, cycles - 100 or more,
The impact of salt solutions - a decrease in weight of not more than 8% / exceeds the requirements of SNIP /;
- exposure to acids - Reduction in weight of not more than 10% / exceeds the requirements of SNIP /;
Production defects,% - Not more than 10%
Example Z. The initial clay raw materials and the technology for producing granules are the same as in examples 1 and 2, but the firing and cooling modes, as well as the isothermal exposure modes, are taken at the maximum values necessary for producing blocks of porous Redox ceramic with sizes 400x250x200 mm
В зоне предварительного нагрева теплоагрегата вначале осуществляют нагрев пласта гранул до 280oC со скоростью подъема температуры 2,5oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 40 мин. Затем скорость нагрева в зоне обжига увеличивают до 45oC/мин и поднимают температуру до нижней границы начала вспучивания гранул (или чуть ниже границы) в зоне обжига теплоагрегата, проводят следующую изотермическую выдержку в течение 40 мин, после чего производят поризацию гранул, поднимая температуру до середины интервала вспучивания 1210oC и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку в зоне высокотемпературных изотермических выдержек теплоагрегата в течение 110 мин. Очередную изотермическую выдержку производят при температуре пиропластического состояния пористой керамики "Редоксид" в течение 120 мин, при этом снижают температуру с интервала вспучивания со скоростью 7,4oC/мин и осуществляют выравнивание температуры по всему объему блоков из пористой керамики "Редоксид". Затем формы с пористой керамикой "Редоксид" перемещают в зону контролируемого охлаждения, отделяют зону высокотемпературных изотермических выдержек от зоны контролируемого охлаждения перегородкой - шибером, интенсивно снижают температуру до 400oC за 50 мин и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему пористой керамики "Редоксид" в течение 110 мин. После этого формы с пористой керамикой "Редоксид" поступают в зону активного неконтролируемого охлаждения, вход которой отделяют аэрогидравлической завесой от выхода зоны контролируемого охлаждения, а снижение температуры до 70oC в зоне активного охлаждения производят с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора. Из холодной части теплоагрегата емкости для формования с готовой пористой керамикой распалубливают и отправляют при необходимости на механическую обработку.In the preheating zone of the heat generator, the granules bed is first heated to 280 ° C with a temperature rise rate of 2.5 ° C / min, and isothermal exposure is carried out at this temperature for 40 minutes. Then the heating rate in the firing zone is increased to 45 o C / min and the temperature is raised to the lower boundary of the beginning of the expansion of the pellets (or slightly below the border) in the firing zone of the heat generator, the next isothermal exposure is carried out for 40 minutes, after which the pellets are porous, raising the temperature to the middle of the expansion interval of 1210 o C and at this temperature carry out the next isothermal exposure in the zone of high-temperature isothermal extracts of the heat exchanger for 110 minutes The next isothermal exposure is carried out at the pyroplastic state of the porous Redox ceramic for 120 minutes, while the temperature is lowered from the expansion interval at a rate of 7.4 ° C / min and the temperature is equalized over the entire volume of the Redox porous ceramic blocks. Then, the Redox porous ceramic molds are transferred to the controlled cooling zone, the high-temperature isothermal holding zone is separated from the controlled cooling zone by a partition with a gate, the temperature is intensively reduced to 400 o C in 50 minutes, and at this temperature the next isothermal holding is carried out until the temperature is equalized throughout the volume of porous ceramics "Redoxide" for 110 minutes After this, the Redox porous ceramic molds enter the zone of active uncontrolled cooling, the inlet of which is separated by an air-hydraulic curtain from the outlet of the zone of controlled cooling, and the temperature is reduced to 70 o C in the zone of active cooling using air and water vapor for enhanced heat removal. From the cold part of the heat generator, containers for molding with finished porous ceramics are redistributed and sent, if necessary, for machining.
В табл.2 сведены режимы обжига гранул из черных керамзитовых глин и режимы получения пористой керамики "Редоксид" в виде блоков 400х250х200 мм по 1, 2 и 3 примерам в емкостях из жаростойкой стали в опытно-промышленной туннельной электрической печи (ТЭП) производительностью 2500 м3/год, а на фиг. 1 изображен оптимальный график обжига (пример 2).Table 2 summarizes the modes for firing granules from black expanded clay clays and the modes for producing porous Redox ceramic in the form of 400x250x200 mm blocks of 1, 2, and 3 examples in heat-resistant steel tanks in a pilot industrial tunnel electric furnace (TEC) with a productivity of 2500 m 3 / year, and in FIG. 1 shows the optimal firing schedule (example 2).
Пример 4. Исходное глинистое сырье представлено Ельдигинским месторождением Московской области, третьим разрезом по глубине. Содержание оксидов и наименование группы глинистого сырья такие же, как в примере 1. Гранулы из глинистого сырья отдозированы до фракции 8 мм, высушены до 3%-ной влажности и послойно уложены пластом высотой 16 мм в емкости для формования (формы) размерами 500•500•х80 мм из жаростойкой стали и прикрыты крышками, выполняющими роль пригрузов для гранул при их вспучивании. Обжиг гранул, уложенных в формах, осуществляют в теплоагрегате - туннельной газовой печи типа ПГ-ЗО в следующей последовательности. В зоне предварительного нагрева теплоагрегата вначале осуществляют нагрев пласта гранул до 220oC со скоростью 2,0oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 40 мин, после чего скорость нагрева в зоне обжига увеличивают до 30oC/мин с нанесением термоудара до температуры нижней границы начала вспучивания гранул. Ниже границы начала вспучивания гранул (≈1100oC) в зоне обжига теплоагрегата производят следующую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по высоте слоя гранул в течение 10 мин. После этого производят поризацию гранул, поднимая температуру до середины интервала вспучивания и при этой температуре осуществляют следующую изотермическую выдержку в течение 60 мин. При этой изотермической выдержке осуществляют спекание вспученных гранул направленно от поверхности пористой керамики "Редоксид" к центру с обеспечением минимального перепада температур в центре слоя гранул и на поверхности за счет заполнения межгранульного пространства. Этот процесс проводят без образования низковязкого расплава, т. к. поры в это время объединяются в крупные и изолированные. Очередную изотермическую выдержку производят при температуре твердения пиропластического состояния пористой керамики "Редоксид" в течение 20 мин, при этом снижают температуру с интервала вспучивания со скоростью 2,0oC/мин и осуществляют выравнивание температуры по всему объему плит из пористой керамики "Редоксид". Затем формы с пористой керамикой "Редоксид" перемещают в зону контролируемого охлаждения, отделяют зону высокотемпературных изотермических выдержек от зоны контролируемого охлаждения перегородкой - шибером, интенсивно снижают температуру до 1000oC за 10 мин и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему пористой керамики "Редоксид" в течение 10 мин. После этого формы с пористой керамикой "Редоксид" поступают в зону активного неконтролируемого охлаждения, вход которой отделяют аэрогидравлической завесой от выхода зоны контролируемого охлаждения, а снижение температуры до 70oC в зоне активного охлаждения производят с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора. Из холодной части теплоагрегата емкости для формования с готовыми плитами из пористой керамики распалубливают и отправляют при необходимости на механическую обработку.Example 4. The initial clay raw materials are represented by the Eldiginskoye deposit of the Moscow region, the third section in depth. The oxide content and the name of the group of clay raw materials are the same as in example 1. Granules from clay raw materials are dispensed to a fraction of 8 mm, dried to 3% moisture and layered layer by layer with a height of 16 mm in a container for molding (mold)
Пример 5. Исходное глинистое сырье и технология приготовления из него гранул такие же, как и в примере 4, но режимы обжига и охлаждения, а также режимы изотермических выдержек приняты по средним значениям, необходимым для получения плит из пористой керамики "Редоксид" с размерами 500х500х50 мм. Example 5. The initial clay raw material and the technology for preparing granules from it are the same as in example 4, but the firing and cooling modes, as well as the isothermal exposure modes are taken according to the average values necessary to obtain plates from porous Redox ceramic with dimensions 500x500x50 mm
В зоне предварительного нагрева теплоагрегата вначале осуществляют нагрев пласта гранул до 250oC со скоростью подъема температуры 2,2oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 25 мин. Затем скорость нагрева в зоне обжига увеличивают до 37,5oC/мин и поднимают температуру до нижней границы начала вспучивания гранул и чуть ниже температурной границы вспучивания гранул проводят в зоне обжига теплоагрегата следующую изотермическую выдержку в течение 20 мин. После этого производят поризацию гранул, поднимая температуру за 40 мин до середины интервала вспучивания 1180oC и осуществляют очередную изотермическую выдержку при этой температуре в зоне высокотемпературных изотермических выдержек теплоагрегата в течение 40 мин. Затем снижают температуру в этой зоне с интервала вспучивания со скоростью 2,2oC/мин до температуры твердения пиропластического состояния материала и при этой температуре производят следующую изотермическую выдержку в течение 40 мин. Затем в зоне контролируемого охлаждения теплоагрегата снижают температуру до 600oC за 30 мин и при этой температуре осуществляют последнюю изотермическую выдержку в течение 48 мин. Перемещая материал в зону активного неконтролируемого охлаждения теплоагрегата, снижают в ней температуру до 80oC и выдерживают материал в этой зоне в течение 360 мин. После активного неконтролируемого охлаждения плиты из пористой керамики "Редоксид" в формах поступают на пост распалубки форм, а затем на механический участок, где на сверлильно-фрезерных станках в плитах при необходимости высверливают отверстия диаметром 40-60 мм.In the preheating zone of the heat generator, the granules bed is first heated to 250 ° C with a temperature rise rate of 2.2 ° C / min and isothermal exposure is carried out at this temperature for 25 minutes. Then, the heating rate in the firing zone is increased to 37.5 o C / min and the temperature is raised to the lower boundary of the beginning of the expansion of the pellets and just below the temperature boundary of the expansion of the pellets, the following isothermal exposure is carried out in the firing zone of the heat generator for 20 minutes After this, granules are porized by raising the
Этот пример для изготовления плит размерами 500х500х50 мм из пористой керамики "Редоксид" является оптимальным. Характеристики указанных плит близки к характеристикам блоков, указанным в примере 2. This example is optimal for the manufacture of plates with dimensions 500x500x50 mm from porous ceramics "Redoxide". The characteristics of these plates are close to the characteristics of the blocks specified in example 2.
Пример 6. Исходное глинистое сырье и технология приготовления из него гранул такие же, как и в примере 4, но режимы обжига и охлаждения, а также режимы изотермических выдержек приняты по максимальным параметрам, необходимым для получения плит из пористой керамики "Редоксид" с размерами 500х500х50 мм. Example 6. The initial clay raw material and the technology for preparing granules from it are the same as in example 4, but the firing and cooling modes, as well as the isothermal exposure modes, are taken according to the maximum parameters necessary for producing plates from porous Redox ceramic with dimensions 500x500x50 mm
Режимы по зонам теплоагрегата следующие:
в зоне предварительного нагрева пласта гранул до 280oC температуру поднимают со скоростью 2,8oC/мин, затем при указанной температуре проводят изотермическую выдержку в течение 10 мин;
в зоне обжига скорость нагрева составляет 45oC/мин с поднятием температуры до нижней границы начала вспучивания гранул (≈1110oC), очередная изотермическая выдержка проводится в течение 25 мин, затем проводят поднятие температуры до середины интервала вспучивания гранул 1210oC и при указанной температуре проводится изотермическая выдержка в течение 20 минут; очередная изотермическая выдержка проводится при температуре твердения пиропластического состояния материала в течение 20 мин при скорости снижения температуры с 1210oC, составляющей 2,5oC/мин;
в зоне контролируемого охлаждения снижают температуру до 400oC за 70 мин и проводят изотермическую выдержку в течение 30 мин;
в зоне активного неконтролируемого охлаждения снижают температуру до 70oC и выдерживают при ней в течение 360 мин.The modes by zones of the heat generator are as follows:
in the zone of pre-heating the formation of granules to 280 o C, the temperature is raised at a speed of 2.8 o C / min, then at this temperature isothermal exposure for 10 minutes;
in the firing zone, the heating rate is 45 o C / min with raising the temperature to the lower boundary of the beginning of the expansion of the granules (≈1110 o C), the next isothermal exposure is carried out for 25 minutes, then the temperature is raised to the middle of the interval of expansion of the granules 1210 o C and the specified temperature is isothermal exposure for 20 minutes; the next isothermal exposure is carried out at a hardening temperature of the pyroplastic state of the material for 20 minutes at a rate of temperature decrease from 1210 o C of 2.5 o C / min;
in the zone of controlled cooling, reduce the temperature to 400 o C in 70 minutes and conduct isothermal exposure for 30 minutes;
in the zone of active uncontrolled cooling, reduce the temperature to 70 o C and maintain it for 360 minutes
В табл. 3 сведены режимы обжига гранул из черных керамзитовых глин и получения пористой керамики "Редоксид" в виде плит размерами 500х500х50 мм по примерам 4 - 6 в емкостях из жаропрочной стали в туннельной газовой печи типа ПГ-30, а на фиг.3 изображен оптимальный график обжига (пример 5). In the table. 3, the modes of firing granules from black expanded clay clays and obtaining porous ceramics “Redoxide” in the form of plates with sizes 500x500x50 mm according to examples 4-6 in containers of heat-resistant steel in a tunnel gas furnace of the PG-30 type are summarized, and Fig. 3 shows the optimal firing schedule (example 5).
Примеры 7 и 8. Исходное глинистое сырье представлено Ельдигинским месторождением Московский области, третьим разрезом по глубине. Содержание оксидов и наименование группы глинистого сырья такие же, как и в примерах 1 и 4. Технология изготовления гранул аналогичная. Гранулы отдозированы до фракций 8 и 10 мм и уложены пластом в емкости для формования 70 и 16 мм соответственно. Формы изготовлены размерами 450х250х210 и 500х500х70 мм из обычных сталей. Examples 7 and 8. The initial clay raw materials are represented by the Eldiginsky deposit in the Moscow region, the third section in depth. The oxide content and the name of the group of clay raw materials are the same as in examples 1 and 4. The technology for the production of granules is similar. Granules are dispensed to fractions of 8 and 10 mm and laid in a reservoir in a container for
При обжиге гранул в формах играет большую роль окалинообразование. Чтобы исключить окалинообразование, т.е. убрать окислительные процессы, в примерах 7 и 8 предусматривается введение в высокотемпературные зоны и зону контролируемого охлаждения рабочего канала теплоагрегата азота или инертных газов, в качестве которых используют аргон или ксенон, или неон. When firing pellets in molds, scale formation plays a large role. To exclude scale formation, i.e. remove oxidation processes, examples 7 and 8 provide for the introduction into the high-temperature zones and the zone of controlled cooling of the working channel of a nitrogen or inert gas heat generator, which use argon or xenon, or neon.
На режимы обжига гранул для получения блоков или плит введение азота или инертных газов никакого влияния не оказывает. Окалинобразование в формах при этом не наблюдается. Срок службы форм из обычных сталей аналогичен формам из жаростойких сталей. Себестоимость изготовления блоков или плит из пористой керамики "Редоксид" снижается при этом на 20-30%. The introduction of nitrogen or inert gases has no effect on the modes of pellet firing to obtain blocks or plates. Scalding in the forms is not observed. The service life of molds from ordinary steels is similar to molds from heat-resistant steels. The cost of manufacturing blocks or plates of porous ceramics "Redoxide" is reduced by 20-30%.
В табл. 4 приведены составы пористой керамики "Редоксид", полученной в примерах 1-8. In the table. 4 shows the compositions of the porous ceramics "Redoxide" obtained in examples 1-8.
Использование материала "Редоксид" на примере изготовленных из него блоков осуществляют следующим образом. The use of the material "Redoxide" on the example of blocks made from it is as follows.
Сточные воды поступают на биофильтр, собранный из крупнопористых пустотелых блоков из вспученного аморфизованного материала "Редоксид". На развитой поверхности пор размерами до 20 мм образуется биопленка с иммобилизованными микроорганизмами. Для обеспечения биопленки кислородом в блоках предусмотрены сквозные отверстия, по которым осуществляется естественная аэрация биопленки. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы биопленки окисляют находящиеся в очищаемой сточной воде органические вещества и аммонийный азот и восстанавливают образующиеся при этом нитраты и нитриты до молекулярного азота. Отмершая биопленка потоком сточной воды выносится в специальную камеру, стоящую в очистных сооружениях после биофильтра, где она выпадает в осадок, который периодически сбрасывается в специальную зону. Промывка фильтрующей загрузки из заявленного материала обратным потоком воды с целью регенерации не требуется, т. к. взвешенные вещества и отмершая биопленка потоком воды и естественной аэрацией воздухом выносится из зоны фильтрованиям
Пример. Осуществляют очистку смеси бытовых и производственных /10%/ сточных вод, прошедшей первичное отстаивание в двухъярусном отстойнике городских очистных сооружений, со следующими характеристиками, мг/л: взвешенные вещества 87,0; ХПК 208,3; БПК5 65; БПК20 91,2; аммонийный азот 36,3; нитриты до 0,34; нитраты до 0,70; общее содержание неорганического азота 36,5. Гидравлическая нагрузка на биофильтры варьировалась от 2,0 до 47,3 м3//м3. сут/. Данные по эффективности очистки сточных вод приведены в табл.5.Wastewater enters the biofilter collected from coarse porous hollow blocks from the expanded amorphized material Redox. On the developed surface of pores up to 20 mm in size, a biofilm with immobilized microorganisms is formed. To provide the biofilm with oxygen, through-holes are provided in the blocks through which the biofilm is naturally aerated. In the process of life, the biofilm microorganisms oxidize organic substances and ammonium nitrogen in the waste water being treated and restore the nitrates and nitrites formed in this process to molecular nitrogen. The dead biofilm is taken out by a stream of wastewater into a special chamber standing in the treatment plant after the biofilter, where it precipitates, which is periodically discharged into a special zone. Rinsing the filter load from the claimed material with a reverse flow of water for regeneration is not required, since suspended solids and dead biofilm are removed from the filtering zone by a stream of water and natural aeration with air
Example. They carry out the purification of a mixture of domestic and industrial / 10% / wastewater that has undergone primary sedimentation in a two-tier sedimentation tank of urban wastewater treatment plants, with the following characteristics, mg / l: suspended solids 87.0; COD 208.3; BOD 5 65; BOD 20 91.2; ammonia nitrogen 36.3; nitrites up to 0.34; nitrates up to 0.70; the total content of inorganic nitrogen is 36.5. The hydraulic load on the biofilters ranged from 2.0 to 47.3 m 3 // m 3 . day. Data on the effectiveness of wastewater treatment are given in table 5.
Реализуется способ изготовления пористой керамики "Редоксид" в технологической линии для изготовления пористой керамики "Редоксид". A method of manufacturing porous ceramics "Redoxide" is being implemented in a production line for the manufacture of porous ceramics "Redoxide".
Технологическая линия для изготовления пористой керамики "Редоксид" состоит из установленных по ходу технологического процесса цеха 1 подготовки гранул из глинистого сырья, включающего элеватор (не показан), приемный бункер 2 глины с рыхлителем 3, бункер ящичного питателя 4, транспортер пластинчатый 5, три транспортера наклонных ленточных 6, шнековый пресс 7 с приставкой для грануляции 8, транспортер горизонтальный 9, сушилку 10, бункер-накопитель 11 сухих гранул с дозатором (не показан), тележку 12 с формами 13 для загрузки гранул, силовую раму 14 с гидротолкателем 15, печного отделения 16, включающего в первом вариантном исполнении туннельную электрическую печь, состоящую из фундамента 17, на котором установлены пост загрузки 18 гранул, оснащенного бункером-накопителем 11, тележками 12 с формами 13, силового металлического каркаса 19, облицованного футеровкой 20 с образованием рабочего канала 20 из стенок 22, свода 23 и пода 24 (фиг.6). В рабочем канале 21 по ходу технологического процесса последовательно размещены (фиг.4) первая зона предварительного нагрева 25, вторая зона обжига 26, третья зона высокотемпературных изотермических выдержек 27, четвертая зона контролируемого охлаждения 28 и пятая зона активного неконтролируемого охлаждения 29. У выхода из рабочего канала 21 на фундаменте 17 установлен пост выгрузки готовой продукции, включающий рельсовый путь 30, образующий обгонный путь 31 с вращающимися кругами 32, пост распалубки 33 форм 13, участок механической обработки 34 (фиг.5). Отношение длин зон по осевой линии L1, L2, L3, L4 и L5 к их внутренней ширине B при одинаковой высоте от пода 24 до свода 23 печи принято
L1/B = 2,9oC3,3; L2/B = 10oC11,2; L3/B = 2,9oC3,3; L4/B = 5,2oC6,2; L5/B = 12,0oC14,0,
где: L1, L2, L3, L4, L5 - длина по осевой линии первой, второй, третьей, четвертой и пятой зон; B - внутренняя ширина этих зон.The production line for the production of porous ceramics "Redoxide" consists of a clay
L 1 / B = 2.9 ° C; 3.3; L 2 / B = 10 ° C; 11.2; L 3 / B = 2.9 ° C; 3.3; L 4 / B = 5.2 ° C; 6.2; L 5 / B = 12.0 o C14.0,
where: L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 - the length along the centerline of the first, second, third, fourth and fifth zones; B is the internal width of these zones.
Энергоносители в туннельной печи изготовлены из карбидкремниевых электрических нагревателей (КЭН) 35, которые установлены в специальных приспособлениях 36 около стенок 22. Футеровка 20 в зонах предварительного нагрева 25, обжига 26, изотермических выдержек 27 и контролируемого охлаждения 28 выложена многослойной и состоит (фиг.4 -7) в стенках печи из трех слоев (фиг.6). Первый слой 37 стенок 22, ближний к максимальным температурам, выполнен из шамотного кирпича (ШБ), второй 38 - из шамота легковесного (ШЛ) и третий 39 - из пенодиатомового кирпича (ПД). Свод 23 печи состоит из трех слоев (фиг. 7): первый слой 40 свода 23, ближний к максимальным температурам, выполнен из ШБ, второй 41 - из муллитокремнеземистой ваты (МКРВ) и третий 42 - из ПД. Под печи состоит из четырех слоев (фиг.7): первый слой 43 пода 24, ближний к максимальным температурами выполнен из ШБ, второй 44 - из ШЛ, третий 45 - из ПД, четвертый 46 - из МКРВ. Печь также включает устройство для создания воздушной завесы 47 (фиг.4), установленное по ходу технологического процесса с возможностью перекрытия проема между выходом третьей зоны изотермических выдержек 27 и входом в четвертую зону контролируемого охлаждения 28, устройство для создания аэрогидравлической завесы 48, установленное между выходом четвертой зоны контролируемого охлаждения 28 и входом в пятую зону активного охлаждения 29, а также систему автоматики в виде контрольно-измерительных приборов (КИП) 49, систему для размещения инертного газа в виде баллонов 50 (фиг.6 и 7) с кольцевым трубопроводом 51 (фиг.6) и образованной в поде 24 высокотемпературных зон 26 и 27 и зоне контролируемого охлаждении 28 замкнутой полостью с газопроницаемым экраном (не показаны) и транспортер 58, соединяющий пост распалубки 33 форм 13 и участок механической обработки 34 с постом подготовки (не показан) емкостей для формования 13 и постом загрузки 18 гранул в емкости для формования 13. The energy sources in the tunnel kiln are made of silicon carbide electric heaters (KEN) 35, which are installed in
Во втором альтернативном варианте печь для изготовления пористой керамики "Редоксид" для биологических фильтров выполнена кольцевой с вращающимся подом 24 (фиг.8 и 9) и состоит из фундамента 17, на котором установлены пост загрузки гранул 18, силовой металлический каркас 19, облицованный футеровкой 20 с образованием рабочего канала 21 из стенок 22, свода 23 и вращающегося пода 24. В рабочем канале 21 по ходу технологического процесса последовательно расположены первая зона предварительного нагрева 25, вторая зона обжига 26, третья зона 27 изотермических выдержек, четвертая зона 28 контролируемого охлаждения и пятая зона 29 активного охлаждения. У выхода из рабочего канала 21 на на фундаменте 17 установлен пост выгрузки готовой продукции, включающий рельсовый путь 30, пост распалубки 33 форм 13, участок механической обработки 34 и транспортер 58, соединяющий посты распалубки 33 и механической обработки 34 с постом подготовки (не показан) емкостей для формования 13 и постом загрузки 18 гранул в емкости для формования 13. Отношение длин зон L, определяемых по развертке осевой линии кольцевого пода 24 к их ширине В, а также конструктивное выполнение футеровки 20, силового металлического каркаса 19 приняты аналогичными, как и для варианта туннельной печи. Энергоносители кольцевой печи с вращающимся подом 24 выполнены в виде газовых горелок 52 с газоходами 53 и воздуховодами 54. Кольцевая печь с вращающимся подом 24 также состоит из устройства для создания перемычки из воздушной завесы 47, установленной между выходом третьей зоны изотермических выдержек 27 и входом в четвертую зону контролируемого охлаждения 28, устройства для создания аэрогидравлической завесы 48, установленной между выходом четвертой зоны контролируемого охлаждения 28 и входом в пятую зону активного охлаждения 29, а также технологического оборудования, состоящего из электродвигателя 55, системы редукторов 56, системы автоматики в виде контрольно-измерительных приборов (КИП) 49 и системы для размещения инертного газа в виде баллонов 50 с кольцевым трубопроводом 51 (фиг.9). In the second alternative embodiment, the furnace for the manufacture of porous ceramics "Redoxide" for biological filters is made annular with a rotating hearth 24 (Figs. 8 and 9) and consists of a
В третьем альтернативном варианте печь для изготовления пористой керамики "Редоксид" для биологических фильтров выполнена камерной (фиг.10 и 11) и состоит из фундамента 17, на котором установлены пост загрузки гранул 18, силовой металлический каркас 19, облицованный футеровкой 20 с образованием рабочего канала 21 из стенок 22, свода 23 и пода 24. В рабочем канале 21 по ходу технологического процесса последовательно расположена первая зона предварительного нагрева 25, вторая зона обжига 26, третья зона изотермических выдержек 27, четвертая зона контролируемого охлаждения 28 и пятая зона активного охлаждения 29. У входа из рабочего канала 21 на фундаменте 17 установлен пост выгрузки готовой продукции, включающий рельсовый путь 30, пост распалубки 33 форм 13, участок механической обработки 34, а также транспортер 56, соединяющий посты распалубки 33 и механической обработки 34 с постом подготовки (не показан) емкостей для формования 13 и постом загрузки гранул в емкости для формования 13. Отношение длин зон L к их ширине В, а также конструктивное выполнение футеровки 20 силового металлического каркаса 19 приняты аналогичными, как и для варианта туннельной печи. Энергоносители в камерной печи изготовлены из карбидокремневых электрических нагревателей (КЭН) 35, которые установлены в специальных приспособлениях 36 около стенок 22. Футеровка 20 в зонах предварительного нагрева 25, обжига 26, изотермических выдержек 27 и контролируемого охлаждения 28 выполнена многослойной и состоит (фиг.11) в стенках 22 и в своде 23 печи из трех слоев, а в поде 24 - из четырех слоев, аналогичных, как и в туннельной печи. В камерной печи по ходу технологического процесса между выходом из зоны предварительного нагрева 25 и входом в зону обжига 26, между выходом из зоны высокотемпературных изотермических выдержек 27 и входом в зону контролируемого охлаждения 28, а также между выходом из зоны контролируемого охлаждения 28 и входом в зону активного неконтролируемого охлаждения 29 установлены механические заслонки - шиберы 57. Часть рельсовых путей 30 в зонах высокотемпературных изотермических выдержек 27 и контролируемого охлаждения 28 установлена на поворотных кругах 32, а в районе этих зон и входа в зону предварительного нагрева 25 размещены гидротолкатели 15, установленные на силовые рамы 14 (фиг.10). Камерная печь также включает систему автоматики в виде контрольно-измерительных приборов (КИП) 49 и систему для размещения инертного газа в виде баллонов 50 с кольцевыми трубопроводами 51 (фиг.11), а также транспортер 58, соединяющий посты распалубки 33 и механической обработки 34 с постом подготовки (не показан) емкостей для формования 13 и постом загрузки 18 гранул в емкость для формования 13. In a third alternative embodiment, the furnace for the manufacture of porous ceramics "Redoxide" for biological filters is made chamber (Figures 10 and 11) and consists of a
Технологическая линия для изготовления пористой керамики "Редоксид" работает следующим образом. The technological line for the manufacture of porous ceramics "Redoxide" works as follows.
Из карьера или глинозапасника черных керамзитовых глин глина по элеватору (не показан) поступает в цех 1 подготовки и изготовления гранул. На первом этапе в лаборатории (не показана) определяют химический состав глинистого сырья, а методом термомеханического анализа (ТМА) - температуру вспучивания, а также с помощью высокотемпературного термомеханического анализа определяют температуру твердения пиропластического состояния материала исходного глинистого сырья. Затем глинистое сырье поступает в приемный бункер 2 с рыхлителем 3 и в бункер ящичного питателя 4, в котором удаляют из глинистого сырья лишние включения. По транспортеру 5 пластинчатому глина передается на первый наклонный ленточный транспортер 6 и поступает в шнековый пресс 7 с приставкой для грануляции 8. Из глинистого сырья пластическим формованием изготавливают гранулы диаметром 8,0 - 16 мм, которые затем по горизонтальному транспортеру 9 и по второму наклонному транспортеру 6 переходят в сушилку 10, где их сушат до 2-4%-ной влажности. После чего сухие гранулы по третьему наклонному транспортеру 6 попадают в бункер-накопитель 11, в котором они дозируются до фракций 8, 10 и 12 мм, а затем укладываются послойно в формы 13, установленные на тележках 12, расположенные на посту загрузки гранул 18. Высоту слоя загрузки гранул в форму 13 определяют по типу выпускаемого изделия из пористой керамики "Редоксид". Затем тележку 12 с формами 13 с гранулами при помощи гидротолкателя 15 перемещают в печное отделение 16 в его первую зону предварительного нагрева 25. В этой зоне печи осуществляют нагрев пласта гранул до 220-280oC со скоростью 2,0-2,5oC/мин и при этой температуре осуществляют изотермическую выдержку в течение 10-80 мин, в зависимости от габаритов изготавливаемых изделий из пористой керамики "Редоксид". Указанные режимы осуществляют за счет подбора количества КЭН 35 в этой зоне, предотвращая при этом разрыв гранул от больших внутренних напряжений и исключая полную дегидратацию гранул, т.к. на этой стадии нагрев преимущественно осуществляют за счет конвективного теплообмена. Затем гидротолкателем 15 тележку 12 с формами 13 перемещают во вторую зону обжига 26, увеличивают скорость нагрева в этой зоне до 30-50oC/мин с нанесением термоудара до температуры нижней границы начала вспучивания гранул. Скорость нагрева на этой стадии лимитируется количеством распада алюмосодержащих комплексов в исходной глине. Ниже границы начала вспучивания гранул (≈ 1100oC) во второй зоне обжига 26 печи производят следующую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по высоте слоя гранул в течение 10-40 мин в зависимости от габаритов изготавливаемых изделий. После этого производят поризацию гранул, перемещая тележку 12 с формами 13 в третью зону высокотемпературных изотермических выдержек 27 и поднимая температуру до середины интервала вспучивания гранул 1150-1210oC и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку в течение 20-110 мин в зависимости от габаритов изготавливаемых изделий. При этой изотермической выдержке осуществляют спекание вспученных гранул направленно от поверхности пористой керамики "Редоксид" к центру с обеспечением минимального перепада температур в центре слоя гранул и на поверхности за счет заполнения межгранульного пространства. Этот процесс проводят без образования низковязкого расплава, т.к. поры в это время объединяются в крупные и изолированные. Следующую изотермическую выдержку в третьей зоне печи производят при температуре твердения пиропластического состояния пористой керамики "Редоксид" в течение 20-110 мин в зависимости от габаритов изготавливаемых изделий, при этом снижают температуру с интервала вспучивания со скоростью 2,0-3,0oC/мин и осуществляют выравнивание температуры по всему объему изделий из пористой керамики "Редоксид". Осуществление указанных режимов обжига и изотермических выдержек обеспечивают подбором количества КЭН 35 и их расстановкой в специальном приспособлении 36, а также конструкцией футеровки 20 рабочего канала 21. Затем тележки 12 с формами 13 и изделиями из пористой керамики "Редоксид" перемещают в четвертую зону контролируемого охлаждения 28, отделяют зону высокотемпературных изотермических выдержек 27 от зоны контролируемого охлаждения 28 воздушной завесой 47 или заслонкой - шибером 57, интенсивно снижают температуру до 400 - 1000oC в течение 10-15 мин и при этой температуре осуществляют очередную изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему изделия из пористой керамики "Редоксид" в течение 10-60 мин. После этого тележки 12 с формами 13 и изделиями из пористой керамики "Редоксид" поступают в зону активного неконтролируемого охлаждения 29, вход которой отделяют аэрогидравлической завесой 48 или заслонкой шибером 57 от выхода зоны контролируемого охлаждения, а снижение температуры до 80oC в зоне активного охлаждения 29 производят с использованием воздуха и паров воды для усиленного теплоотбора. Из холодной части печи тележки 12 с формами 13 и изделиями из пористой керамики "Редоксид" по рельсовому пути 30 поступают на пост распалубки 33 и при необходимости на участок механической обработки 34, а оттуда на склад готовой продукции, а емкости для формования 13 по транспортеру 58 перемещают на пост подготовки (не показан) емкостей для формования 13.From the quarry or clay reserve of the black expanded clay clays, clay moves through the elevator (not shown) to
Весь технологический процесс изготовления изделий из пористой керамики "Редоксид" сопровождается системой автоматики в виде КИП 49. При изготовлении изделий из пористой керамики "Редоксид" в формах 13 из обычных сталей для предотвращения окалинообразования предусмотрена система для размещения инертных газов в виде баллонов 50 с кольцевым трубопроводом 51 и образованной в поде 24 высокотемпературных зон 26 и 27 и зоне контролируемого охлаждения 28 замкнутой полости с газопроницаемым экраном (не показан). В кольцевых печах с вращающимся подом 24 вместо гидротолкателя 15 используют технологическое оборудование, состоящее из электродвигателя 55 и системы редукторов 56, установленных в фундаменте 17. В камерных печах, как и в туннельных печах, используют гидротолкатели 15, которые установлены в трех зонах, обеспечивающих непрерывный процесс для перемещения тележек 12 с формами 13 по зонам печного отделения 16 и подготовительного цеха 1. The entire technological process for the manufacture of porous ceramics "Redoxide" is accompanied by an automation system in the form of
Использование предложенного способа изготовления пористой керамики "Редоксид" и технологической линии для его осуществления позволяет создать высокоэффективные биологические фильтры, в которых совмещены два одновременно проходящих процесса при очистке сточных вод: окисление загрязнений и восстановление нитратов и нитритов в газообразный азот. Using the proposed method for the manufacture of porous ceramics "Redoxide" and a technological line for its implementation allows you to create high-performance biological filters that combine two simultaneously passing processes in wastewater treatment: oxidation of contaminants and the reduction of nitrates and nitrites into gaseous nitrogen.
Окислительная мощность указанных фильтров в 5-6 раз выше существующих, что позволяет создать компактные очистные сооружения с повышением качества и производительности при очистке, стоимость очистки одного кубического метра загрязненной воды снижается в 3-4 раза по сравнению с традиционными очистными сооружениями. Надежность выпуска требуемой пористой керамики "Редоксид" для биологических фильтров повышается на 80-90%, прочность материала повышается в 1,4-1,6 раза, твердость на 20-40%, энергозатраты для изготовления пористой керамики "Редоксид" снижаются в 1,3-1,5 раза. The oxidizing power of these filters is 5-6 times higher than the existing ones, which allows you to create compact treatment plants with improved quality and performance during cleaning, the cost of cleaning one cubic meter of contaminated water is reduced by 3-4 times compared to traditional treatment plants. The reliability of the production of the required Redox porous ceramic for biological filters is increased by 80-90%, the strength of the material is increased by 1.4-1.6 times, the hardness is 20-40%, the energy consumption for the manufacture of porous Redox ceramic is reduced by 1, 3-1.5 times.
Claims (10)
Оксид железа 4 8
Оксид алюминия 14 21
Оксиды щелочных металлов 2 6
Прочие продукты при прокаливании Остальное
с сообщающимися открытыми поверхностями и глубинными порами диаметром до 20 мм и общей пористостью 77 95%
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в высокотемпературных зонах рабочего канала теплоагрегата и зоне контролируемого охлаждения создают инертную среду путем подачи в зоны азота или инертных газов, в качестве которых используют аргон, или ксенон, или неон.Silica 30 65
Iron oxide 4 8
Alumina 14 21
Alkali metal oxides 2 6
Other products on ignition
with interconnected open surfaces and deep pores with a diameter of up to 20 mm and a total porosity of 77 95%
2. The method according to p. 1, characterized in that in the high-temperature zones of the working channel of the heat generating unit and the zone of controlled cooling, an inert medium is created by feeding nitrogen or inert gases into the zones, for which argon, or xenon, or neon are used.
LI/B 2,9 3,3;
LI I/B 10 11,2;
LI I I/B 2,9 3,3;
LI V/B 5,2 6,2;
LV/B 12 14,
где LI длина по осевой линии первой зоны предварительного нагрева;
LI I длина по осевой линии второй зоны обжига;
LI I I длина по осевой линии третьей зоной высокотемпературных изотермических выдержек;
LI V длина по осевой линии четвертой зоны контролируемого охлаждения;
LV длина по осевой линии пятой зоны активного охлаждения;
B внутренняя ширина первой, второй, третьей, четвертой и пятой зон рабочего канала.5. Production line for the production of porous ceramics "Redoxide", containing a clay pellet preparation workshop installed during the technological process, connected by an elevator to a feed hopper of a batching station with a belt feeder and a batcher functionally connected to the station for loading granules into a molding tank, a heat unit in the form of a kiln with a power metal frame and a foundation, while the metal frame is lined with lining with the formation of walls, a vault, a hearth and a working channel from the zone and pre-heating, firing, high-temperature isothermal holdings, cooling, a system for moving granules in molding containers inside the working channel, energy carriers and automation and communication systems, a material unloading station on pallets connected by a conveyor to a molding containers preparation station, the output of which is connected by a return transport connection with the entrance of the post loading granules in containers for molding, and a warehouse of finished products, characterized in that it is equipped with a post for machining products II, which is connected via its inlet to the conveyor for unloading material onto pallets and the outlet to the finished goods warehouse, the cooling zone of the working channel of the kiln is divided into a zone of controlled cooling and an active cooling zone, energy carriers are installed in pairs in the walls or on the walls of the working channel in the preliminary zones heating, firing and high-temperature isothermal extracts, and the ratio of the lengths of the zones along the axial line to their internal width at the same working height of the kiln is assumed to be
L I / B 2.9 3.3;
L I I / B 10 11.2;
L I I I / B 2.9 3.3;
L I V / B 5.2 6.2;
L V / B 12 14,
where L I is the axial length of the first preheating zone;
L I I centerline length of the second firing zone;
L I I I the axial length of the third zone of high-temperature isothermal extracts;
L I V is the centerline length of the fourth controlled cooling zone;
L V is the centerline length of the fifth active cooling zone;
B is the internal width of the first, second, third, fourth and fifth zones of the working channel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97100009/03A RU2104254C1 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97100009/03A RU2104254C1 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2104254C1 true RU2104254C1 (en) | 1998-02-10 |
RU97100009A RU97100009A (en) | 1998-06-20 |
Family
ID=20188794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97100009/03A RU2104254C1 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104254C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2582152C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Method of producing porous glass ceramic (versions) |
-
1997
- 1997-01-13 RU RU97100009/03A patent/RU2104254C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2582152C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Method of producing porous glass ceramic (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7044868B2 (en) | Heavy metal pollution site Soil treatment equipment | |
US4274825A (en) | Process and apparatus for producing cellulated vitreous refractory material in prescribed shapes and products therefrom | |
US4212635A (en) | Process and apparatus for producing cellulated vitreous refractory material in prescribed shapes and products therefrom | |
US20120322016A1 (en) | Roller hearth calcining furnace and method of use | |
US5830394A (en) | Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product | |
RU2104254C1 (en) | Method for production of redoksid porous ceramics and production line for its embodiment | |
US4190416A (en) | Process and apparatus for producing cellulated vitreous refractory material in prescribed shapes and products therefrom | |
GB2432569A (en) | Firing bricks using a kiln car and a tunnel kiln | |
GB2112318A (en) | Process and apparatus for the production of articles consisting of ceramic material | |
US5674385A (en) | Biofilter load and the method of producing porous-hollow ceramic blocks therefor | |
US4457703A (en) | Apparatus and a process for heating a material | |
RU2600297C2 (en) | Method for complex processing melts and process line for its implementation | |
US5900202A (en) | Method for making glass silicate tiles | |
SU1753945A3 (en) | Method of manufacturing porous-hollow ceramic articles for biological deep sewage purification | |
US4664623A (en) | Process and apparatus for the thermal treatment of trickling material swellable or rendered swellable, and containing aluminosilicates | |
CN101519281A (en) | Large-scale energy-saving gas burning kiln for producing raw materials of excellent-quality calcium carbide and high-quality lime | |
RU97100009A (en) | METHOD OF MANUFACTURING POROUS CERAMICS "REDOXIDE" AND TECHNOLOGICAL LINE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
CN106277951A (en) | Steel slag deep processing brickmaking technology | |
WO2018111141A1 (en) | Method for producing structural expanded clay gravel | |
US2678205A (en) | System for heat treating shaped bodies | |
RU147U1 (en) | The furnace for the manufacture of biological filters made of redoxide material | |
CN219551137U (en) | Gangue lightweight aggregate roasting system | |
AT394956B (en) | PROCESS FOR THE ENVIRONMENTALLY NEUTRAL REMOVAL OF SOLID, LIQUID AND / OR GASEOUS POLLUTANTS, AT TEMPERATURES OF 400 - 1,800 DEGREES. WHERE THE POLLUTANTS ARE BONDED TO A CERAMIC COMPOUND OR TO ALUMINUM SILICATE PARTICLES | |
JP3942149B2 (en) | Method for firing porous ceramic sintered body | |
CN207600177U (en) | A kind of is burnt the shuttle kiln that glaze one is taken with charcoal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050114 |