книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

с л о е м , являющимся одной из разновидностей

кипя­

щ его слоя .

О собенность конструкции

печи

(рис.

3 2 )

за ­

клю чается в том,

что в ее

камерах

отсутств ую т

перфорированные

решетки для подачи

ожижающего

аген та, а создание взвешенного

фонтанирующего

сло я обеспечивается конической формой

к а м е р -

реакторов с пережимами. Этими пережимами

печь

разделяется на камеры подогрева, обжига и

о х ­

лаждения; переход

фракционированного

зернис­

того (или гранулированного м атериала)

происхо­

дит путем пульсирующего перетока через

шайбы

из верхней камеры в нижнюю.

Несмотря на то, что движение м атериала

в

по­

добных установках с фонтанирующим с ло ем

пред­

ставляет ообой устойчивый колебательны й

процесс,

поддержание в них стабильного аэродинамического

теплового режима при высокотемпературном

обжи­

г е спекающ егося материала представляет

ряд

труд­

ностей, и эти

печи н е нашли еще

практического

применения в

цементной промышленности.

в кипящем слое

Основным условием осущ ествления

процесса

вспучивания является выделение газообразной

фа­

зы - агента вспучивания, при температурах,

о б ес ­

печивающих величину вязкости материала,

необхо­

яние,

В зависимости

о т состава

сырья

(хим ического,

минералогического, гранулом етрического)

процесс

вспучивания протекает при различных

температурах

и продолжительности нагрева и обусловлен

выде­

лением

в период пиропластического состояния ма­

териала различной газообразной фазы. На

вспу­

чивание сырья влияет характер внешней

среды .

Вспучивание глинистых пород

(глин,

суглинков,

аргиллитов, глинистых сланцев) связано в

основ­

ном с

развитием

окислительно-восстановительных

процессов при нагреве указанных пород.

Вспучивание некоторых разновидностей

крем­

нистых

пород (трепелов, диатомитов)

вызывается

также

реакциями

окисления

и восстановления окис­

лов ж елеза, протекающими в

примеси

глинистого

териала или даже его частичное агрегирование при­

водит ю нарушению гидродинамического

режима

процесса или даже к полному прекращению

его .

Такое строгое регламентирование

температурного

режима данного процесса представляет

допол­

нительные трудности в связи е его

эндотермичес­

Для выявления возможности и

целесообразности

использования кипящего слоя для

термической

о б ­

работки при получении пористых

заполнителей,

а

также для подбора технологдаеских параметров

во

ВН И И СТРО М Е был выполнен комплекс

теоретичес­

ких и экспериментальных работ,

часть

которы х

описана в предыдущих главах.

Проведенные еще 1 9 5 8 - 1 9 5 9

г г . опыты

по

вспучиванию отдельны х разновидностей

глинис­

осущ ествимость процесса получения

вспученных

мелкозернистых материалов обж игом в

кипящем

слое

[2 2 , 8 0 ] . Было

установлено,

что

из кипящего

слоя

выходит только

полностью вспученный

про­

дукт,

не содержащий необожженного материала.

Удлинение времени обжига в кипящем сло е

по

сравнению со взвешенным состоянием мож ет

ока­

зать

положительное влияние на прочность

порис­

того

песка, например

перлитового,

применяемого в

перлито- и керамзитоперлитобетоне.

С

учетом быстро

развивающегося

производства

керамзита особое внимание было уделено

иссле­

дованию различного глинистого сы рья для

получе­

ния керамзитового песка, большую потребность

в

котором ощущает производство

керамзитобетона.

В озм ож ность осущ ествления ступенчатого

прин­

ципа

термообработки

с предварительной

тепловой

подготовкой сырцовой крошки и последующим

ско­

ростны м обж игом, обеспечивающими

максимальную

вспучиваем ость сырья, является одной из

пред­

посылок к применению кипящего слоя для

термо­

обработки, сопровождающейся вспучиванием

сырцо­

вого

материала,

б) Характеристика сырьевых материалов

Д ля разработки технологических

параметров

вспучивания в кипящем слое было изучено

боль­

шое количество различных пород. М ногие

и з

них

уже

использую тся для получения гравия (щ ебн я) при

обжиге во вращающихся

печах (керам зит,

перлит,

трепел, шунгитовые

сланцы)

или шахтных

печах

( перлитовый п есо к ,),

так

что

одной

из

основных за ­

дач было выявление особенностей вспучивания

их

в виде мелких фракций в кипящем сло е,

В

табл. 1 4 приведен

перечень

изученных

пород

и их

химический состав ,

а на рис.

3 3

показаны

щены результаты

м инералогического

и

грануло­

метрического анализов исследованных проб

сырья,

а также приведена характеристика

вспучиваемости

этих пород, полученная в р езульта те

предваритель­

ных испытаний сырья в неподвижном слое в

лабо­

раторной печи в

виде гранул (щ ебня)

разм ером

1 5 м м и в виде

песчаной фракции с

разм ером

зе ­

рен 0 ,6- 1,2 мм .

В соответствии с разработанной проф. С .П .О нац -

ким классификацией глин по вспучиваемости

£66 ]

все глинистые породы, из которых при

вспучивании

в чистом виде получается . керамзитовый гравий

с

объемной м ассой

0 ,2 - 0 ,5 г/см ,

рассматриваются

как высоковспучивающиеся. К этой группе

глинис­

тых пород м о гу т

быть отнесены

многие

из

глин,

1 2 4

Рис.

33. Термограммы

изученных пород

1

-

батракская

гли­

на; 2

-

кряжская

гли­

на; 3 - серовская гли­

на; 4

-

лианозовская

глина;

5 -

парсуковская

глина;

6 -

смышлнев­

ская

глина;

7 -

бого­

зеленый;

8 -

бого­

польский перлит

темно­

зеленый;

9 -

мухор-

талинский

перлит свет­

ло-зеленый; 10 -

му-

хор-талинекий перлит

темно-зеленый;

1 1 -

Продолжение

табл. 14

Порода, размещение

Sro2

2 3

Ti

о г

^ г °з

FeO

СаО

MgO

so

3

AL .O

-

1

2

- 3

4

5

6

7

8

9

Кремнистая

Шадринский трепел, Курганская

60,3

6,11

0.73

обл.

16,85

0,44

0,8

2,22

1,66

Алексеевская опока, Мордов­

3,12

0,36

ская АССР

82,08

6,32

0,44

1

1,07

Следы

Вулканическая

Арагацкий : перлит, Армянс­

0,68

0,88

кая ССР

74,26

12,96

0 , 1

0,12

Богопольский перлит, При­

0,83

0,43

0,85

0,34

_

морский край

71,86

12,85

0,2

Мухор-Талинский перлит,

71,58-

13,91-

0,24-

0,55-

0,36-

1,4-

0,3 2-

0,09-

Бурятская АССР

-69,3

-14,06 -0,22

-0,67

-0,29

-1

-0,23

-0,08

Шунгитовая

8,4-14 1-3

1,3-4,8.2,7-4,8

Нигоэерский сланец, Карель-

46-51

13-18

0,1-0,3

ская АССР