RU2423330C2 - Способ получения зольного аглопоритового гравия - Google Patents
Способ получения зольного аглопоритового гравия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423330C2 RU2423330C2 RU2009108830A RU2009108830A RU2423330C2 RU 2423330 C2 RU2423330 C2 RU 2423330C2 RU 2009108830 A RU2009108830 A RU 2009108830A RU 2009108830 A RU2009108830 A RU 2009108830A RU 2423330 C2 RU2423330 C2 RU 2423330C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- ash
- firing
- layer
- ignition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологиям производства пористых заполнителей, в частности к переработке золошлаков теплоэнергетики в легкий заполнитель для бетона. Технический результат - повышение эффективности и экономичности технологии производства зольного аглопоритового гравия при повышении качества продукции. Способ получения зольного аглопоритового гравия на основе золы, содержащей от 1 до 25% остаточного углерода, включает дозирование золы, твердого топлива, добавок, их перемешивание, грануляцию полученной шихты, укладку сырцовых гранул на конвейерную решетку поверх «подстила» из обожженного продукта, их зажигание от горелок и их погоризонтный обжиг шихты путем просасывания воздуха сквозь ее слой за счет разрежения в вакуум-камерах под колосниками решетки, последующую сортировку продукта обжига по крупности, измельчение и повторную сортировку части продукции в виде конгломератов. Конгломераты подвергают измельчению до размера частиц менее 5 мм и используют в качестве «затравки» при грануляции шихты. Гранулированную шихту разделяют по крупности на фракции 9-12 и 12-15 мм и укладывают на конвейерную решетку поверх «подстила» раздельно, причем крупную фракцию помещают поверх мелкой. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к технологиям производства зольного аглопоритового гравия и рекомендуется для переработки золошлаков теплоэнергетики в легкий заполнитель для бетона.
Известен способ получения легкого заполнителя для бетона на основе природных глин или техногенного сырья, в т.ч. тонкодисперсной золы ТЭС, включающий дозирование глины или золы, твердого топлива, добавок, их перемешивание, окомкование полученной шихты, ее укладку на конвейерную решетку, зажигание шихтового слоя от горелок и его обжиг путем просасывания воздуха сквозь слой шихты за счет разрежения в вакуум-камерах под колосниками решетки с последующими дроблением и сортировкой продукта обжига в виде «пирога» с последующей его переработкой в аглопоритовый щебень дроблением и сортировкой дробленой массы по размеру зерен (Элинзон М.П. Производство искусственных пористых заполнителей. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат. 1974, с.107). Недостатком данного способа является то, что в составе его продукта, аглопоритового щебня, преобладают зерна угловатой формы, в структуре которых значительный объем занимают крупные поры диаметром до 3-5 мм. По причине указанного такой заполнитель имеет повышенные показатели пустотности и открытой пористости, что обуславливает повышенный расход цемента в бетоне на его основе.
Известен способ получения легкого заполнителя для бетона, зольного аглопоритового гравия на основе золы, содержащей от 1 до 25% остаточного углерода, включающий дозирование золы, твердого топлива, добавок, их перемешивание, грануляцию полученной шихты, укладку сырцовых гранул на конвейерную решетку поверх «подстила» из обожженного продукта, их зажигание от горелок и погоризонтный обжиг гранул путем просасывания воздуха сквозь слой шихты за счет разрежения в вакуум-камерах под колосниками решетки с последующей сортировкой продукта обжига по крупности, измельчением и повторной сортировкой части продукции в виде конгломератов (Элинзон М.П. Производство искусственных пористых заполнителей. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат. 1974, с.141-143, Васильков С.Г., Чалый Л.В. Производство аглопоритового гравия из зол ТЭС на Днестровском заводе // Строительные материалы, 1985. №10, с.12-13).
Недостатками этого способа являются:
- низкая производительность процесса грануляции, обусловленная замедленным образованием «зародышей» гранул, на поверхность которых потом накатывается шихта, образуя гранулы нужного размера;
- пониженная продуктивность процесса обжига, обусловленная неэффективным режимом просасывания воздуха по технологическим зонам конвейерной решетки;
- неравномерный по объему обжиг гранул крупной фракции, в результате которого часть из них имеют необожженное ядро, т.е. центральную часть;
- неодинаковые условия обжига по горизонтам шихтового слоя, вследствие чего температура обжига верхних - недостаточна, а нижних - избыточна. По этой причине в верхних горизонтах содержится недообожженный продукт в виде непрочных гранул, а в нижних - пережженный, в виде «сваров» - конгломератов из спекшихся гранул;
- ограничение доли в исходной золе остаточного углерода, которое в зависимости от свойств шихты не должно превышать уровень 5-10%. В случае его превышения взамен гранулированного продукта образуется, как при получении аглопоритового щебня, «пирог», то есть сплошной конгломерат;
- для зажигания шихты твердым топливом необходима сложная схема его приготовления, включающая сушку, помол и последующее вдувание порошка из топлива в камеру сгорания.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности технологии производства зольного аглопоритового гравия путем ускорения грануляции шихты, созданием оптимальных условий обжига сырцовых гранул на всех горизонтах слоя шихты, применением в процессе обжига на конвейерной решетке скорректированного режима просасывания воздуха и упрощенного варианта сжигания твердого топлива для зажигания сырцовых гранул.
Указанная задача решается тем, что:
- конгломераты из гранул в продуктах обжига выделяют, измельчают до размера частиц менее 5 мм и используют как «затравку» при грануляции шихты, а гранулированную шихту фракционируют по крупности на 9-12 и 12-15 мм и укладывают на решетку поверх «подстила» раздельно, причем крупную фракцию помещают поверх мелкой;
- скорость воздуха, просасываемого сквозь шихту, в процессе обжига, регулируют изменением разрежения в вакуум-камерах конвейерной решетки, увеличивая его в зонах зажигания шихты и обжига средних горизонтов;
- при повышенном содержании в золе остаточного углерода, свыше 10%, избыток топлива выделяют и используют для зажигания шихты, а в случае пониженного - в шихту дополнительно вводят уголь или кокс до указанного выше уровня;
- процесс обжига осуществляют в при соотношении между теплом зажигания и теплом от горения топлива шихты, равном 1:(1-1,5);
- при использовании для зажигания газового топлива поверхностные горизонты шихты обжигают сжиганием газа в факельно-слоевом режиме, а нижние и средние горизонты - сжиганием газа в режиме слоевого горения;
- при отсутствии газа для зажигания шихты твердым топливом его используют в виде зерен со средним размером от 10 до 30 мм, которые укладывают на поверхность слоя шихты и поджигают горелкой.
Эффективность предлагаемого способа проверяли на экспериментальной обжиговой установке, включающей зажигательный горн с газовой горелкой, рабочую камеру и дымосос. Рабочая камера имела диаметр 200 и высоту 400 мм, а в нижней части - решетку, колосники которой предохранялись от расплавления слоем «подстила» из обожженного аглопорита толщиной 40 мм.
В опытах использовали золу и, в качестве пластификатора, глину в пропорции 9:1. Химсостав компонентов приведен в табл.1.
Таблица 1 | ||||||
Наименование компонента | Содержание оксидов, мас.% | |||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | |
Зола* | 63,4 | 30,2 | 4,2 | 1,3 | 0,7 | 0,8 |
Глина | 55,7 | 18,3 | 12,7 | 2,1 | 3,1 | 0,2 |
*- содержание остаточного углерода - 15%. |
Поскольку в золе содержится избыток углерода, ее кондиционировали с помощью полочного классификатора в режиме, обеспечивающем снижение содержания углерода до 10%.
Шихту, полученную смешением 90% кондиционированной золы и 10% глины, увлажняли и гранулировали на тарельчатом грануляторе до размера гранул 9-12 мм (мелкая фракция) и 12-15 мм (крупная). Гранулированную шихту укладывали в рабочую камеру обжигового устройства поверх подстила в следующей последовательности: внизу помещали 180 мм мелкой фракции, в верхней части - 180 мм крупной фракции. В части опытов для зажигания шихты использовали газовое топливо. В опыте 6 шихту зажигали нефтекоксом в виде кусков 10-12 мм. Поджигание кокса осуществляли устройством в виде трубки с вентилем, которая через редуктор сообщалась с газовым баллоном.
Качество продукта обжига оценивали по соотношению прочности на сжатие и насыпной плотности, коэффициенту конструкционного качества (ККК), а также по отсутствию конгломератов из гранул.
В табл.2 содержатся результаты грануляции порции шихты влажностью 24% с использованием затравки из дробленого аглопорита фракции менее 5 мм со средним размером частиц 3 мм. Продолжительность грануляции составляла 20 мин.
Таблица 2 | ||||
№ | Содержание затравки в шихте, % | Выход гранул фракций, % | ||
0-5 мм | 5-10 мм | 10-15 мм | ||
1 | - | 18 | 41 | 37 |
2 | 10 | 5 | 49 | 43 |
3 | 20 | 3 | 42 | 52 |
4 | 30 | 1 | 35 | 60 |
Из представленного в таблице следует, что с увеличением доли затравки с 10 до 30% выход крупной фракции возрастает почти в полтора раза. В отсутствие затравки почти 20% составляет мелкая фракция, доля которой при наличии затравки не превышает 5%. Благодаря вводу затравки производительность процесса грануляции ориентировочно (по выходу крупной фракции) возрастает не менее чем на 30%.
В табл.3 приведены результаты обжига шихт при изменении условий обжига согласно заявляемым отличиям. Условия проведения опыта 1, принятого в качестве контрольного, соответствуют сочетанию всех заявляемых признаков, а именно:
- использованы гранулы на основе затравки из дробленого конгломерата;
- двухслойная по размеру гранул шихта с укладкой слоя крупных гранул поверх мелких;
- просасывание воздуха через шихту с постоянной скоростью W=const=0,3 нм3/м2;
- соотношение тепла зажигания газом и тепла топлива шихты Qзаж/Qших=1:1.
В остальных опытах при постоянном значении общего расхода тепла на обжиг (Qзаж+Qших=const) изменяли одну из характеристик, влияющих на эффективность обжига. В опыте 2 использовали нефракционированную шихту, в опыте 3 в шихте добавкой безуглеродистой золы уменьшили долю углерода в шихте, усиливая при этом зажигание. В опыте 4, напротив, увеличили количество углерода в шихте. В опыте 5 процесс обжига осуществляли, как в прототипе, при постоянном значении разрежения под слоем шихты P=const=5,0 кПа. В опыте 6 для зажигания шихты использовали нефтекокс в количестве, эквивалентном расходу газа на зажигание в опыте 1.
Таблица 3 | |||||||
№ | Показатели процесса | Свойства продукта | Примечание | ||||
V, мм/мин | Рмах, кПа | П, м3/м2ч | рн, кг/м3 | Rсж, МПа | ККК | ||
1* | 17,3 | 16 | 0,93 | 723 | 7,88 | 15,1 | Контрольный обжиг, по п.п.1-5 формулы изобретения |
2* | 15,6 | 18 | 0,84 | 761 | 6,75 | 11,2 | Нефракционированная шихта, по прототипу |
3 | 16,2 | 16,3 | 0,90 | 752 | 6,25 | 11,1 | Qзаж/Qших=1:0,8. Шихта с низким содержанием углерода |
4 | 15,3 | 17,5 | 0,82 | 741 | 8,05 | 14,6 | Qзаж/Qших=1:1,5. Повышенная доля углерода в шихте |
5* | 13,3 | 16,2 | 0,71 | 720 | 8,10 | 15,6 | При P=const, по прототипу |
6* | 15,5 | 16,5 | 0,81 | 730 | 7,72 | 14,5 | Зажигание шихты углем по п.6 |
* - Qзаж/Qших=1:1, соотношение тепла зажигания газом и тепла топлива шихты. |
V - вертикальная скорость обжига. Рмах - максимум гидравлического сопротивления шихтового слоя. П - удельный съем продукции с 1 м2 конвейерной решетки, определяли как произведение (V×60 мин×0,9). Где 0,9 - коэффициент, учитывающий усадку шихты при ее обжиге. рн - насыпная плотность обожженного продукта. Rсж - прочность продукта на сжатие в цилиндре по ГОСТ 9758. ККК - коэффициент конструкционного качества. Его значение вычисляли по формуле: ККК=Rсж/рн 2. Р, кПа - разрежение газов под шихтой. Из сравнения результатов в табл.3 следует следующее.
При использовании нефракционированной шихты, опыт 2, снижается вертикальная скорость обжига и качество продукта - возрастает показатель его плотности и снижается прочность.
В случае снижения доли углерода в шихте, опыт 3, уменьшается скорость обжига, повышается плотность продукта. Поэтому уменьшать долю тепла шихты в тепловом балансе обжига менее 50% нецелесообразно.
Увеличение содержания углерода в шихте, опыт 4, повышает прочность продукта, но снижает продуктивность процесса, то есть вертикальную скорость обжига.
При проведении обжига с постоянной величиной разрежения под шихтой, опыт 5, скорость просасывания воздуха в период зажигания и обжига средних горизонтов снижается с 0,3 до 0,15-0,2 нм/с. Поэтому снижается вертикальная скорость обжига и, соответственно, его продуктивность, поскольку уменьшается количество кислорода, поступающего с воздухом на горение кокса.
В случае замены газа при зажигании шихты слоем нефтекокса, опыт 6, отмечается, в сравнении с контрольным опытом, снижение продуктивности процесса, что обусловлено более высоким тепловым напряжением процесса газового зажигания.
При использовании в опытах 1-5 факельно-слоевого зажигания, при котором примерно половина газа сгорает над слоем и остальное в слое, достигается значительное ускорение нагрева слоя без существенного повышения гидравлического сопротивления слоя шихты и одновременно полный прогрев и обжиг крупных гранул верхних горизонтов шихты. Слоевое сжигание газа рекомендуется использовать для обжига средних и нижних горизонтов в случае, когда зола содержит пониженное количество невыгоревшего углерода и его тепла недостаточно для обеспечения необходимой температуры обжига.
Достигнутые улучшения обусловлены оптимизацией теплового режима обжига по уровню температуры и равномерности температурного прогрева всех горизонтов слоя шихты и полному по объему обжигу крупных гранул. Следует ожидать, что дополнительным эффектом использования изобретения явится уменьшение общих энергозатрат на осуществление процесса на 10-15% - вследствие уменьшения теплопотерь в окружающее пространство, с физическим и химическим недожогом, а также потребности в электроэнергии для просасывания воздуха, поскольку оптимизация процесса обжига сопровождается уменьшением гидравлического сопротивления шихтового слоя.
В сравнении с традиционной технологией, применение изобретения позволит увеличить продуктивность процессов грануляции и обжига на 20-30%. При этом одновременно существенно улучшается качество продукта: показатель соотношения прочности и плотности возрастает на 25-35%. Использование изобретения позволяет вовлечь в переработку некондиционные золы ТЭС, содержащие повышенное, более 10%, остаточного углерода.
Общий ожидаемый экономический эффект должен составить 30-35%.
Claims (6)
1. Способ получения зольного аглопоритового гравия на основе золы, содержащей от 1 до 25% остаточного углерода, включающий дозирование золы, твердого топлива, добавок, их перемешивание, грануляцию полученной шихты, укладку сырцовых гранул на конвейерную решетку поверх «подстила» из обожженного продукта, их зажигание от горелок и их погоризонтный обжиг шихты путем просасывания воздуха сквозь ее слой за счет разрежения в вакуум-камерах под колосниками решетки с последующей сортировкой продукта обжига по крупности, измельчением и повторной сортировкой части продукции в виде конгломератов, отличающийся тем, что конгломераты подвергают измельчению до размера частиц менее 5 мм и используют в качестве «затравки» при грануляции шихты, а гранулированную шихту разделяют по крупности на фракции 9-12 и 12-15 мм и укладывают на конвейерную решетку поверх «подстила» раздельно, причем крупную фракцию помещают поверх мелкой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при содержании в золе остаточного углерода свыше 10% избыток углерода выделяют и используют для зажигания шихты, а при его доле менее 5% в шихту дополнительно вводят уголь или кокс до уровня, указанного выше.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость воздуха, просасываемого через шихту, регулируют изменением разрежения в вакуум-камерах, увеличивая его в зонах зажигания шихты и обжига средних горизонтов.
4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что процесс обжига осуществляют в при соотношении между теплом от топлива и теплом зажигания, равном 1:(1-1,5).
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при газовом зажигании шихты поверхностные горизонты шихты обжигают сжиганием газа в факельно-слоевом режиме, а нижние и средние горизонты - сжиганием газа в режиме слоевого горения.
6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при использовании для зажигания шихты твердого топлива его в виде зерен с размером от 10 до 30 мм укладывают на поверхность слоя шихты и поджигают горелкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108830A RU2423330C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ получения зольного аглопоритового гравия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009108830A RU2423330C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ получения зольного аглопоритового гравия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009108830A RU2009108830A (ru) | 2010-09-20 |
RU2423330C2 true RU2423330C2 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=42938762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009108830A RU2423330C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ получения зольного аглопоритового гравия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2423330C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2657567C2 (ru) * | 2016-03-28 | 2018-06-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Сырьевая смесь для зольного аглопоритового гравия |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108830A patent/RU2423330C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВАСИЛЬКОВ С.Г. и др. Производство аглопоритового гравия из зол ТЭС на Днестровском заводе. - М.: Строительные материалы, 1985, №10, с.12-13. * |
ЭЛИНЗОН М.П. Производство искусственных пористых заполнителей. - М.: Стройиздат, 1974, с.141, 143, 107. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2657567C2 (ru) * | 2016-03-28 | 2018-06-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Сырьевая смесь для зольного аглопоритового гравия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009108830A (ru) | 2010-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101195520A (zh) | 立式连续煅烧石灰窑 | |
WO2015060735A3 (en) | A method and a system for producing a lightweight ceramic aggregate, particularly from coal ash | |
RU2423330C2 (ru) | Способ получения зольного аглопоритового гравия | |
CN106396727A (zh) | 一种轻型耐火材料及其制备方法 | |
KR20110109706A (ko) | 석탄회를 함유한 인공 경량 골재의 제조방법 | |
RU2602622C1 (ru) | Керамическая композиция для изготовления кирпича | |
AT523166A4 (de) | Verfahren zum herstellen von keramikwaren aus karbonathaltigen warenrohlingen | |
CN105174910A (zh) | 循环流化床锅炉粉煤灰烧结砖的制备方法 | |
CN101913891B (zh) | 一种炭素阳极焙烧炉火道墙用耐火砖及其制备方法 | |
RU2593396C1 (ru) | Способ получения извести | |
RU2005112824A (ru) | Способ получения извести и установка для его осуществления | |
CN102491755A (zh) | 一种地砖套烧工艺 | |
JP7095561B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
RU2107668C1 (ru) | Способ производства искусственного пористого заполнителя | |
CN106167360A (zh) | 利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法 | |
CN109665816A (zh) | 一种烧结保温砖及其制备方法 | |
JP2021080504A (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
RU2362748C1 (ru) | Способ получения ангидритового вяжущего | |
RU2657567C2 (ru) | Сырьевая смесь для зольного аглопоритового гравия | |
RU2323915C1 (ru) | Шихта для производства керамических изделий | |
JP3892545B2 (ja) | 軽量骨材の製造方法 | |
RU2700126C1 (ru) | Способ производства кирпича | |
RU2736598C1 (ru) | Шихта для изготовления строительного кирпича | |
RU2309131C1 (ru) | Способ получения гранулированного обожженного оксида кальция | |
JP7087939B2 (ja) | 焼結原料の成型物の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140311 |