SU1362907A1

SU1362907A1 - Способ сжигани твердого топлива при обжиге стеновых керамических изделий

Info

Publication number: SU1362907A1
Application number: SU864061333A
Authority: SU
Inventors: Ольга Владимировна Тапехина; Ализакир Алихады оглы Ахундов; Валерий Валентинович Титов; Павел Антонович Иващенко
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-12-30

Abstract

Изобретение относитс к промышленности строительных материалов, в частности к производству керамических изделий при использовании в процессе их обжига низкосортного твердого топлива (бурого угл , сланцев и др.), и направлено на снижение затрат топлива, интенсификацию процесса обжига и повышение качества керамики . Исходное топливо подвергают предварительной термообработке при подаче воздуха с температурой 160-280&deg;С в количестве 0,06-10 -0,13-10 нм на 1 кДж низшей теплоты сгорани топлива до получени зольного остатка с содержанием углерода в виде кокса 10-30%. Зольный остаток запрессовывают в сырец, а полученный горючий газ направл ют в обжиговый канал печи. Выпрессовка зольного остатка в сырец позвол ет вести процесс обжига без топливных потерь. Изобретение позвол ет достичь экономии топлива за счет предотвращени механического недожога и потерь летучих на 40%, сократить врем обжига на 30% и повысить прочность кирпича в 1,6-2,0 раза за счет предварительной термической обработки топлива дл полу., чени горючего газа и зольного остатка с содержанием 10-30% по массе углерода. 4 табл. (Л о:) О to со

Description

Изобретение относитс к промышленности строительных материалов, в частности к производству керамических изделий при использовании в процессе их обжига низкосортного твердого топлива (бурый уголь, сланцы и др.).

Цель изобретени - снижение расхода топлива, интенсификаци процесса обжига и повышение качества керамических изделий.

Сучность способа заключаетс в следующем .

Введение в шихту всего зольного остатка, образующегос в результате обработки низкосортных теплив, например бурого угл или сланцев, позвол ет не только исключить отходы в виде минеральной части топлива, но и повысить производительность действующих печей при тех же сырьевых затратах . Процесс термообработки топлива необходимо вести при подаче воздуха с температурой 160-28()°С в количестве 0,06x10 - 0,13x10 им на 1 кДж низшей теплоты сгорани топлива до получени зольного остатка с содержанием углерода в виде только кокса (И)-30 мас.%). Запрессовка такого зольного остатка в сырец позвол ет вести процесс обжига без топливных потерь, так как химическое взаимодействие углерода кокса с кислородом, паром, углекислым газом и окислами глины интенсивно происходит при 800°С и выше. Внутри издели образуетс восстановительна среда, что способствует повыщению механической прочности обожженного черепка. На поверхности материала происходит догорание СО, что интенсифицирует обжиг. Диффузи кислорода внутрь массы издели способствует выгоранию углерода и ускорению обжига.

Термическа обработка низкосортных топ- лив позвол ет выделить все его летучие составл ющие. Поэтому их отсутствие на стадии прогрева издели позвол ет ускорить процесс обжига, так как при относительно низких температурах исключаетс образование газообразных компонентов топлива и продуктов их разложени . При этом нет избыточного давлени внутри материала, а следовательно, и его разрыва, что способствует повыщению механической прочности изделий. Поэтому подача с золой топлива в виде только углерода кокса способствует экономии его, интенсифицирует процесс спекани и повышает качество. Максимальна прочность черепка достигаетс при 10- 30 мас.% кокса в золе, запрессованной в сырец.

Подача подогретого до 160-280°С воздуха на процесс термической обработки низкосортных топлив приводит к образованию относительно крупных частиц зопы с пористой структурой. После измельчени зольного остатка частицы размером 0,5-2 мм имеют малый насыпной вес, поры частиц открыты. В процессе обжига это способствует интенсивному и полному выоранию углерода кокса в золе.

Образовавшийс после термической обработки газ направл етс на сжигание в обжиговый канал печи. Его относительно высока калорийность обеспечивает достижение высокой температуры горени (жаро- производительность) и позвол ет интенсифицировать процесс обжига.

С увеличением количества подаваемого воздуха на термическую обработку твердого топлива калорийность образовавшихс газов падает, снижаетс температура жа- ропроизводительности и интенсивность процесса обжига. Также увеличиваетс врем

5 обжига. Поэтому существует верхний предел количества подаваемого воздуха на 1 кг топлива. Уменьщение количества подаваемого воздуха на термическую обработку увеличивает количество углерода в золе и приводит к по влению невыделившихс лету0 чих веществ, что приводит к потер м топлива в процессе обжига керамических изделий , увеличению времени обжига и снижению качества керамики в начальной стадии нагрева изделий.

5 Таким образом, количество подаваемого воздуха на процесс термической обработки топлива определ ет не только интенсификацию процесса обжига изделий и сжигание топлива в обжиговом канале, но и способствует максимальному использованию все0 го топлива и повышению качества керамических изделий.

Количество подаваемого воздуха зависит и от калорийности исходного бурого угл , сланцев или другого твердого низкокалорийного топлива, что характеризуетс низ5 шей теплотой сгорани топлив, учитывающей влажность и зольность топлива. Поэтому от калорийности топлива зависит калорийность полученного газа, интенсивность процесса обжига и температура жаропроизводитель- ности.

Целесообразность выбора интервалов

параметров процесса показана в табл. 1-4.

В табл. 1 показано вли ние содержани

углерода кокса в золе, запрессованной в

сырец, на топливные затраты, интенсив5 ность процесса обжига (врем обжига), прочность керамического издели (кирпича) и морозостойкость. Показатели даны при сжигании подмосковного бурого угл влажностью 13%, калорийностью 14000 кДж/ /кг. Количество воздуха, подаваемого на

0 термическую обработку угл , составл ло 1,4 (0,1-10 ), температура воздуха 200°С. Обжигу при 950°С подвергалс глин ный кирпич, в который запрес.- совывалс весь зольный остаток (3,7 мас.%), содержащий различное количество углерода.

5

Как видно из табл. 1, введение золы в глин ную массу с различным содержанием углерода приводит к увеличению прочности и морозостойкости. При содержании более 10 мас.% углерода существенно возрастает прочность кирпича и морозостойкость . При повышении содержани углерода в золе более 30 мас.% прочность кирпича и морозостойкость снижаютс . Поэтому нецелесообразно вводить золу с содержанием углерода менее 10 и более 30 мас.%. По сравнению с прототипом расход топлива снижаетс с 250 кг у.т. на 1000 шт. до 150 кг у.т. на 1000 шт., т.е. на 40%. Врем обжига суш,ественно уменьшаетс с увеличением углерода в золе (при 30 мас.% почти на 25%).

1 кДж низшей теплоты сгорани нецелесообразно .

Пример 1. Дл обжига кирпича сжигали подмосковный бурый уголь влажностью 13%

с и калорийностью QM 14000 кДж/кг. Исходное топливо подвергали предварительной термической обработке при подаче воздуха с температурой 200°С в количестве 0, на 1 кДж низшей теплоты сгорани или 0,84 нм на 1 кг топлива. При

0 этом полученный зольный остаток, содер- жаш.ий 30 мас.% кокса вводили в шихту и сжигали в сырце, а полученный горючий газ подавали в обжиговый канал на сжитермическую обработку топлива, на степень выгорани углерода, содержащегос в золе, прочность керамической массы и врем обжига. Количество углерода в золе

гание. Процесс обжига осуществл ли в теВ табл. 2 показано вли ние подогрева . чение 26 ч. Выдержка при максимальной воздуха, подаваемого на предварительную температуре нагрева 960°С составл ла 2 ч.

Затраты топлива в пересчете на 1000 шт. усл. кирпичей составл ли 154 кг у.т. Прочность кирпича 20,7 МПа, что более чем в 2 раза выше прочности образцов, обожженсоставл ло 20 мас.%. Количество воздуха, 20 ных без введени в шихту зольных топ- подаваемого на термообработку, 1,4 нм /кг ливных остатков. При этом морозостойкость (0,110 ). Глин ный кирпич обжи- выше в 1,6 раза и составл ет 40 циклов, гали при 950°С, использу подмосковный

бурый уголь влажностью 13%, калорийно-Ярижер 2. Сжигалс подмосковный бурый

уголь влажностью 32% и калорийностью 2 QH 10400 кДж/кг. Исходное топливо подвергали термической обработке при подаче воздуха с температурой 200°С в костью 14000 кДж/кг.

Как видно из табл. 2, при температуре воздуха менее 160°С степень выгорани углерода снижаетс с 97 (при 160°С) до 79% (при 100°С), при больших температуличестве 0,13-10 н.м на 1 кДж низшей теплоты сгорани или 1,35 нм на 1 кг топрах она повышаетс , а затем существенно Q лива. Полученный .зольный остаток, соснижаетс при температурах более 280°С. Прочность кирпича при использовании добавки золы, полученной в процессе термообработки угл с температурой воздуха от 100 до 150°С, сначала снижаетс , затем

держащий 10 мас.% кокса , вводили в шихту и сжигали в приготовленном кирпиче-сырце в процессе обжига. Полученный горючий газ подавали в обжиговый канал на сжигание. Обжиг кир- возрастает в интервале 16-280°С и снова проводили в течение 32 ч, максималь- понижаетс . Это говорит о нецелесообраз-„а температура нагрева 950°С. Затраты топлива в пересчете на 1000 шт. усл. кирпичей составл ли 195 кг. у.т. Прочность кирпича 15,2 МПа, что в 1,7 раза выше прочности образцов, обожженных без введени в шихту зольного остатка. Морозостойкость при этом выше в 1,6 раза и составл ла 40 циклов.

ности снижени температуры воздуха менее 160°С и повышении более 280°С. Врем обжига с увеличением температуры воздуха , подаваемого на термическую обработку топлива, снижаетс .

В табл. 3 показано вли ние количества подаваемого воздуха на прочность кирпича, врем обжига и затраты тЬплива. Данные приведены при сжигании подмосковного бурого угл влажностью 32%, калорийностью

Пример 3. Сжигали подмосковный бурый уголь влажностью 13% и калорийностью

10400 кДж/кг (низша теплота сгорани ) Q 14000 кДж/кг. Исходное топливо под- при обжиге глин ного кирпича. Температу- вергали предварительной термической обра воздуха 200°С.,работке прИ подаче воздуха в количестве Как видно из табл. 3, при снижении по-1,4 нм на 1 кг топлива, что составл ло даваемого количества воздуха на 1 кДж низ- 0,1-10 нм на 1 кДж низшей теплоты сго- шей теплоты сгорани топлива менее 0,06 « рани . Температура воздуха 160°С. Получен- х10 нм прочность кирпича существенно ный зольный остаток, содержащий 18,8 мас% ухудшаетс . Возрастают затраты топлива и кокса, вводили в шихту дл приготовлени

кирпича и сжигали в сырце. Полученный горючий газ подавали в обжиговый канал. Обжиг кирпича проводили в течение 29 ч,

прочность изделий, возрастают затраты топ- 55 максимальна температура обжига 940°С. лива, несколько увеличиваетс врем об-Затраты топлива составл ли 154 кг. у.т. на

1000 шт. кирпичей. Прочность кирпича 17,6 МПа, что в 1,65 раза выше прочности

значительно увеличиваетс врем обжига. При превышении количества подаваемого воздуха более 0,1310 снижаетс

жига. Поэтому подавать воздух в количестве менее 0,06-10 и более 0,13-10 нм на

и калорийностью QM 14000 кДж/кг. Исходное топливо подвергали предварительной термической обработке при подаче воздуха с температурой 200°С в количестве 0, на 1 кДж низшей теплоты сгорани или 0,84 нм на 1 кг топлива. При

этом полученный зольный остаток, содер- жаш.ий 30 мас.% кокса вводили в шихту и сжигали в сырце, а полученный горючий газ подавали в обжиговый канал на сжиуголь влажностью 32% и калорийностью QH 10400 кДж/кг. Исходное топливо подвергали термической обработке при подаче воздуха с температурой 200°С в количестве 0,13-10 н.м на 1 кДж низшей теплоты сгорани или 1,35 нм на 1 кг топПример 3. Сжигали подмосковный бурый уголь влажностью 13% и калорийностью

Q 14000 кДж/кг. Исходное топливо под- вергали предварительной термической обработке прИ подаче воздуха в количестве 1,4 нм на 1 кг топлива, что составл ло 0,1-10 нм на 1 кДж низшей теплоты сго- рани . Температура воздуха 160°С. Получен- ный зольный остаток, содержащий 18,8 мас% кокса, вводили в шихту дл приготовлени

образцов, обожженных без введени в шихту зольных остатков. При этом морозостойкость выше в 1,5 раза и составл ла 35 циклов.

Пример 4. Сжигали подмосковный бурый уголь влажностью 13% и калорийностью Q 14000 кДж/кг. Исходное топливо подвергали предварительной термической обработке при подаче воздуха в количестве 1,4 нм на 1 кг топлива, что составл ло 0,1-10 нм на 1 кДж низшей теплоты сгорани . Температура воздуха 280°С. Полученный зольный остаток, содержащий 21,5 мас% кокса, вводили в шихту дл приготовлени кирпича и сжигали в сырце. Полученный горючий газ подавали в обжиговый

мальна температура обжига 960°С. Затраты топлива составл ли 160 кг у.т. на 1000 шт. усл. кирпичей. Прочность кирпича составл ла 180 МПа, что в 1,85 раза выше прочности образцов, обожженных без введени в шихту зольного остатка. Морозостойкость в 1,4 раза выше и составл ла 32 цикла.

Результаты приведенных примеров сведены в табл. 4.

Как видно из приведенных данных, 10 предлагаемый способ сжигани твердого топлива при обжиге стеновых керамических изделий позвол ет снизить расход топлива с 240-250 до 150-160 кг у.т. на 1000 шт. усл. кирпича, сократить

раза по сравнению с издели ми из шихты без добавки золы.

Claims

Формула изобретени

, ,. врем обжига до 26-28 ч и повысить меканал . Обжиг кирпича проводили в течение ханическую прочность кирпича в 1,65-2,0

27 ч, максимальна температура обжига

950°С. Затраты топлива составл ли 153 кг

у.т. /1000 шт. кирпичей. Прочность кирпича

17,8 МПа, что в 1,7 раза выше прочности

образцов, обожженных без введени в 20

Способ сжигани твердого топлива при обжиге стеновых керамических изделий, включающий предварительную его тер.мооб- работку, введение твердого остатка в щихту с последующим сжиганием в сырце и подачу

12,5% и калорийностью QH 9340 кДж/кг. 25 полученного горючего газа в обжиговый каСланцы подвергали предварительной терми- Нал печи на сжигание, отличающийс тем,

что, с целью снижени расхода топлива, интенсификации процесса обжига и повышени качества изделий, исходное топливо подвергают термической обработке при пошихту зольных остатков. При этом морозостойкость выше в 1,5 раза и составл ла 35 смен.

Пример 5. Сжигали сланцы влажностью

ческой обработке при подаче воздуха в количестве 0,11-10 нм на 1 кДж низшей

теплоты сгорани , т.е. 1,03 топлива. Температура воздуха 220°С. Полученный зольный остаток, содержащий 25% кокса, вводили в шихту дл приготовлени кирпича и сжигали в сырце. Полученный горючий газ подавали в обжиговый канал. Обжиг проводили в течение 30 ч, макси30

даче воздуха с температурой 160-280°С

нмна

в количестве 0,06-10 - -0,13-10 1 кДж низшей теплоты сгорани топлива до получени зольного остатка, содержащего 10-30 мас.%. кокса.

Изменение прочности кирпича , МПа

Изменение морозостойкости кирпича, циклы

Затраты топлива в пересчете на тыс.штук условных кирпичей, кг.у.т.

Врем обжига, ч

9,110,811,715,518,416,213,510,6

2528304040403530

160153152150145130159155

3635343028262625

мальна температура обжига 960°С. Затраты топлива составл ли 160 кг у.т. на 1000 шт. усл. кирпичей. Прочность кирпича составл ла 180 МПа, что в 1,85 раза выше прочности образцов, обожженных без введени в шихту зольного остатка. Морозостойкость в 1,4 раза выше и составл ла 32 цикла.

Результаты приведенных примеров сведены в табл. 4.

Как видно из приведенных данных, 0 предлагаемый способ сжигани твердого топлива при обжиге стеновых керамических изделий позвол ет снизить расход топлива с 240-250 до 150-160 кг у.т. на 1000 шт. усл. кирпича, сократить

врем обжига до 26-28 ч и повысить мераза по сравнению с издели ми из шихты без добавки золы.

Формула изобретени

что, с целью снижени расхода топлива, интенсификации процесса обжига и повышени качества изделий, исходное топливо подвергают термической обработке при по0

даче воздуха с температурой 160-280°С

нмна

в количестве 0,06-10 - -0,13-10 1 кДж низшей теплоты сгорани топлива до получени зольного остатка, содержащего 10-30 мас.%. кокса.

Таблица 1

ПоказателиТемпература воздуха, подаваемого на термообработку топлива, С

100 1 160 I 200 |270 280 Г310

Изменение степени выгорани .углерода, %79,0 97,0 98,5 99,7 98,5 79,0

Изменение прочности кирпича , МПа12,9 16,1 18,4 18,0 17,0 14,8

Врем обжига, ч36 29 28 28 27 32

Таблица 3

ПоказателиОбъем воздуха, подаваемого на 1 кДж низшей

температуры сгорани топлива, нм -Ю

0,05| 0,06 I 0,08 I 0,1 0,12 0,13 0,14

Содержание кокса в золе, % 10 10 10 10 10 10 10

Изменение прочности кирпича , МПа11,7 15,3 15,7 15,5 15,4 15,2 11,2

Затраты топлива, кг у.т.

на 1000 шт. усл. кирпича 220 205 203 201 198 195 210

Врем обжига, ч30 28 29 27 26 28 32

Таблица 4 Показатели-Пример

..rz..LJ

Повьшение прочности кирпича, отн. ед.

Врем обжига, ч

Расход топлива, кг у.т. на 1000 шт. усл. кирп.

Таблица 2

1,7 32

195

1,65 1,7 1,85 29 27 30

154 153 160