Как открыть мини-завод по производству гипса

Назначение завода по

Оборудование для производства строительного гипса предназначено для получения вяжущего удовлетворяющего требованиям ГОСТ 125 -79: Вяжущие гипсовые. Технические условия.

Тепловым агрегатом при производстве строительного гипса на нашей установке является котёл гипсоварочный ТОС165.

В зависимости от предела прочности на сжатие готового продукта в котле гипсоварочном может быть получен гипс строительный следующих марок: Г-4, Г-5, Г-6, Г-7.

Регулируя технологические параметры варки гипса можно получить гипс быстротвердеющий с индексом А начало схватывания не ранее 2 мин, конец не позднее 15 мин, н нормальнотвердеющий Б начало схватывания не ранее 6 мин, конец не позднее 30 мин.

В зависимости от степени помола может быть получен гипс среднего помола с остатком на сите 0,2 мм не более 14 % и тонкого помола с остатком на сите 0,2 мм не более 2%.

При получении продукта с тонким помолом менее 2 % производительность оборудования уменьшается.

Производительность завода по производству строительного гипса при среднем помоле 5-8 % остатка на сите 0,2 составляет 8 т/час.

Оборудование завода по производству строительного гипса размещается на технологической этажерке внутри неотапливаемого производственного помещения.

При строительстве нового завода по производству гипсового вяжущего в качестве ограждающий конструкций производственного корпуса используют сендвич-панели.

Размеры в плане производственной этажерки могут отличаться в зависимости от технического задания заказчика и имеющихся свободных площадей. Стандартными являются габаритные размеры в плане 4,5 х 30 м и 9.0 х 18 м. Максимальная высота оборудования внутри производственного помещения 16 м.

За габариты производственного укрытия, как правило, выносят оборудования участка дробления и транспортировки гипсового камня и силосный банки предназначенные для хранения и томления готового гипсового вяжущего.

Требования к исходному материалу - гипсоввому камню

Происходит с использованием гипсового камня удовлетворяющий требованиям ГОСТ4013-82 1 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 95 % и гипсовый камень 2 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 90 %. Качественное вяжущее в гипсоварочном котле марки не менее Г4 может быть получено с использованием гипсового камня 3 сорта с содержанием СaSO4 х 2H2O не менее 80 % на твёрдом гипсовом камне.

Для получения гипсового вяжущего в гипсоварочном котле используется гипсовый камень фракции 60 - 300 мм. Камень крупной фракции является наиболее чистым без включений инородного материала. В мелком щебне фракции 0- 60 мм включений не гипсовой породы больше, что понижает при варке гипса свойства готового гипсового вяжущего.

Технология производства строительного гипса

Технология производство строительного гипса с котлом гипсвоарочным ТОС165 состоит из трёх основных технологических переделов: 1- Дробления гипсового камня, 2-Сушка и помол гипсовой щебёнки, 3-Варка строительного гипса в гипсоварочном котле ТОС165.

Дробление гипсового камня

Дробление гипсового камня фракции 60 - 300 мм происходит в щёковой дробилке.

Камень загружается в приёмный бункер дробилки фронтальным или грейферным погрузчиком с накопительного склада.

Для бесперебойной работы гипсового производства на складе должен хранится 15 суточный запас сырья.

Подача гипсового камня в щёковую дробилку осуществляется качающимся питателем.

Размер фракции гипсовой щебенки после дробилки регулируется размером выходной щели дробилки. После дробилки гипсовая щебенка поступает на дальнейшую переработку в отделение помола и сушка по ленточному транспортёру.

Отделение дробления как правило находится за пределами закрытого производственного помещения, в котором осуществляется сушка, помол и варка гипса.

Измельчённый материал пройдя железоотделитель подаётся в молотковоую аксиальную мельницу.

Молотковая аксиальная мельница предназначена для тонкого помола гипсового щебня средней твёрдости с одновременной его подсушкой. Подача материала в мельницу осуществляется качающимся питателем из расходного бункера.

Размолотый и подсушенный в мельнице гипсовый порошок в потоке горячих газов поступает в систему пылегазоочистки. Молотковые аксиальные мельницы относятся к группе быстроходных молотковых размольных машин. Подача щебня в мельницу осуществляется по направлению вращения ротора. В результате ударов бил щебень измельчается в порошок. Тонкость помола материала зависит от скорости подачи, объёма вентилирующего агента и от угла установки лопаток встроенного сепаратора. В качестве теплоносителя и вентилирующего агента используются отходящие дымовые газы гипсоварочного котла.

Температура дымовых газов при входе в мельницу, в зависимости от выбранного теплового режима обжига гипса в котле, может колебаться от 250 до 500 0 С.

Измельчённый, высушенный и отсепарированный до остатка не более 5- 8 % на сите № 02 гипсопорошок выносится в пылевоздушном потоке в систему пылеосаждения. В качестве первой ступени очистки используются циклоны, в качестве второй ступени очистки двухсекционные рукавные фильтры ТОС 3.8. Для устранения зависания материала в бункере циклона устанавливаются пневмоударные устройства. Циклон и фильтр рукавный теплоизолируются.

Регенерация рукавного фильтра осуществляется с помощью обратной продувки рукавов сжатым воздухом при отключении системой автоматики одной из секций. В качестве ткани для рукавов используется ткань типа «Метаарамид». Ткань выдерживает рабочую температуру до 230 0С. В случае незапланированного повышения температуры отходящего теплоносителя выше указанной температуры, в автоматическом режиме открывается установленная перед фильтром заслонка разбавления и наружный воздух поступает в систему аспирации. Сжатый воздух подаётся с температурой превышающей температуру точки росы не менее чем на 5-10 0 С.

В качестве тягового агрегата используется дымосос Дн.

Уловленный циклонами и фильтрами рукавными порошок конвейерами винтовыми системой транспортёров поступает в теплоизолированный бункер сырьевой мучки. Для устранения подсосов в циклонах и фильтрах рукавных применяются затворы шлюзовые.

Варка строительного гипса- дегидратация гипсового порошка происходит в котле гипсоварочном топочными газами с температурой 600-950 0 С, подаваемыми по наружным каналам созданным футеровкой котла и жаровыми трубам. Теплоносителем в этих проходах служат продукты сгорания газообразного топлива в примыкающей к футеровке топочной камере.

Теплоноситель, пройдя каналы в футеровке котла и жаровые трубы с температурой 250-500 0 С, не соприкасаясь с материалом, выносятся из котла. Гипс в варочном котле непосредственно не соприкасается с газами, его температура составляет 121-160 0 С. Процесс обжига гипса сопровождается интенсивным выделением кристаллизационной воды. В этот период наблюдается кипение гипсового порошка.

Гипсоварочный котёл представляет собой вертикальный стальной барабан, оборудованный мешалкой и закрытый сверху крышкой, снабжённый патрубками для загрузки порошка и отвода смеси пара с частицами гипса.

Длительность пребывания материала регулируется режимом загрузки и выгрузки в зависимости от требуемой температуры материала внутри котла. Подача материала в котёл осуществляется винтовым конвейером из бункера сырьевой мучки. Регулирование производительности по загрузке осуществляется изменением числа оборотов конвейера винтового. В непрерывном режиме загрузка сырого гипса осуществляется непрерывно выше уровня материала в котле через патрубок установленный на крышке котла. Вертикальный разгрузочный жёлоб, помещённый внутри котла, в нижней части открыт.

Разгрузка материала происходит непрерывно методом перелива с верхней части разгрузочного жёлоба. Для улучшения транспортировки гипса с нижней части разгрузочного жёлоба наверх, в нижнюю часть подают сжатый воздух давлением 2 атм

Разряжение в дымовых каналах котла создаётся за счёт дымососа, который одновременно является тяговым агрегатом мельницы молотковой аксиальной. Пары воды и частицы гипса образованные при гидратации гипса в котле, а также избыточная пылевоздушная смесь бункера томления удаляется из котла. Полученный в гипсоварочном котле полуводный гипс выгружается в бункер томления.

Автоматизированная система управления

Автоматизированная система управления производством строительного гипса обеспечивает работу всех элементов технологического оборудования в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах для обеспечения технологического процесса производства строительного гипса.

Система представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, совместно выполняющих задачу по управлению технологическим процессом.

Архитектура системы

Система управления может быть условно разделена на три уровня:

Нижний (полевой) уровень представлен датчиками и исполнительными механизмами. В качестве датчиков в системе присутствуют датчики температуры, давления, сигнализаторы уровня, приборы контроля тока двигателя, индуктивные датчики, концевые сигнализаторы положения и дополнительные контакты, сигнализирующие о состоянии и режиме работы двигателей.

Исполнительными механизмами системы являются двигатели с контакторами для прямого пуска, двигатели с переменной частотой вращения, управляемые частотно-регулируемыми приводами, электромеханические позиционеры для управления дроссельными заслонками дымососов и переключателем направления подачи гипса в силоса.

На среднем уровне система представлена программируемым логическим контроллером (ПЛК) с модулями ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов. ПЛК отвечает за прием сигналов от датчиков и выдачу управляющих сигналов на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной в него программой.

На верхнем уровне система представлена устройством человеко-машинного интерфейса. Это компьютер, соединенный с контроллером промышленной сетью, и с установленным на нем специализированным программным обеспечением.

Контроллерное оборудование, коммутационная и пускорегулирующая аппаратура поставляются смонтированными в шкафы промышленного назначения. КИП поставляется отдельно в заводской упаковке.

Вся пускорегулирующая аппаратура, автоматы защиты, контакторы и ЧРП производства Siemens.

Программируемый логический контроллер

В качестве ПЛК в системе применен контроллер Siemens Simatic S7 300 с набором дискретных и аналоговых входов и выходов, в количестве, достаточном для подключения всех датчиков и исполнительных механизмов, и с резервом, определяемым на этапе проектирования.

Контроллер должен быть смонтирован в шкаф, который должен быть установлен в щитовой комнате с температурным режимом 0-50 оС.

Краткое описание заложенных в контроллер алгоритмов будет рассмотрено ниже.

Человеко-машинный интерфейс

В качестве системы человеко-машинного интерфейса применена операторская станция (ОС) с установленной операционной системой Microsoft Windows XP и SCADA-системой Siemens Simatic WinCC. Данная станция связана с ПЛК промышленной сетью MPI для получений информации о протекании технологического процесса.

Основными функциями ОС являются:

• Отображение состояния технологического процесса и оборудования в виде мнемосхем, таблиц, трендов и сообщений на маниторе компьютера.
• Предоставление оператору возможности для настройки технологических режимов работы установки.
• Ручное управление некоторыми элементами установки.
• Показ и архивирование аварийных и служебных сообщений.
• Хранение исторических данных о процессе с возможностью их просмотра.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра технологии строительных материалов изделий и конструкций

Курсовая работа

на тему: «Завод по производству строительного гипса 300 тыс.тонн в год »

Выполнил: студент группы Б 231

Гатилов С.В.

Проверил: профессор

Шмитько Е.И.

Воронеж 2017

Введение

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые после затворения водой образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов с течением времени затвердевать, то есть переходить из пластичного тестообразного состояния в твёрдое камневидное.

Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основного свойства затвердевать и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на две основные группы: воздушные и гидравлические. Для правильного выбора тех или иных вяжущих в конкретных целях необходимо изучить их состав и свойства, уметь определять их качество и делать заключение об их соответствии техническим требованиям.

Вяжущие вещества - основа современного строительства.

Гипсовые вяжущие вещества наиболее эффективны в технико- экономическом отношении, особенно по удельным затратам сырья, топлива, электроэнергии и труда на единицу продукта. Неограниченны и запасы исходного природного сырья, а также побочных гипсосодержащих материалов, образующихся на предприятиях химической промышленности.

Гипсовые вяжущие разделяют на: строительный гипс, состоящий из в-модификации полугидрата; формовочный гипс того же состава с повышенными техническими свойствами; технический (высокопрочный) гипс, состоящий из б-полуводного гипса.

Гипсовые вяжущие применяют главным образом для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, элементов заполнения междуэтажных и чердачных перекрытий зданий, вентиляционных коробов и других деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60%. Из гипса изготовляют разнообразные архитектурные, огнезащитные, звукопоглощающие и тому подобные изделия. Из в- гипса выполняют стеновые камни, панели и блоки, используемые при возведении наружных стен малоэтажных домов, а также зданий хозяйственного назначения. При этом необходимо защищать наружные гипсовые конструкции от увлажнения.

1. Характеристика района строительства

В данном курсовом проекте для строительства завода по производству строительного гипса выбран город Новомосковск Тульской области. Поскольку в Новомосковском городском округе находится самое крупное в Европе месторождение каменного гипса и в области хорошо развиты: металлургия, машиностроение, химическая промышленность и промышленность строительных материалов строительство такого завода экономически целесообразно. Гипсовый камень будет доставляться автомобильным и железнодорожным транспортом. Это наиболее экономичный способ. Рядом с городом проходят автомагистрали М4 E 115 «Дон», Р132 Калуга -- Тула -- Михайлов -- Рязань, Тула -- Новомосковск, железнодорожные магистрали Москва -- Донбасс и Сызрань -- Вязьма, которые связывают Новомосковск со многими крупными городами и другими регионами страны.

1.1 Характеристика выпускаемой продукции

Гипсовое вяжущее в-модификации полуводного гипса называют строительным гипсом. По ГОСТ 125-79 и ГОСТ 23789-79 он характеризуется по прочности при сжатии образцов марками от Г-2 до Г-25.

Свойства всех разновидностей гипсовых вяжущих, а также методы их определения регламентируются ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и ГОСТ 23789-79 « Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».

Истинная плотность строительного гипса колеблется в пределах 2,6-2,75 г/см3. Насыпная плотность в рыхлом состоянии обычно составляет 800-1300, в уплотненном- 1250-1450 кг/м3 .

Выпускаемое вяжущее имеет истинную плотность 2,6 г/см3, насыпная плотность 1300 кг/м3, тонкость помола до остатка на сите №02 не более 10%.

Затвердевший гипс представляет собой твердое тело с высокой пористостью, достигающей 40-60% и более (с увеличением воды затворения пористость гипсового изделия возрастает, а прочность уменьшается).

Строительный гипс является быстросхватывающимся вяжущим. По ГОСТ 125-79 в зависимости от сроков схватывания различают три вида гипсовых вяжущих, классифицируемых следующим образом:

Начало схватывания Конец схватывания

не ранее, мин не позднее, мин

Быстротвердеющий 2 15

Нормальнотвердеющий 6 30

Медленнотвердеющий 20 не нормируется

Быстрое схватывание полуводного гипса является в большинстве случаев положительным его свойством, позволяющим быстро извлекать изделия из форм. Однако, в ряде случаев быстрое схватывание нежелательно. Для регулирования сроков схватывания в гипс при затворении вводят различные добавки .

По ГОСТ 125-79 гипсовые вяжущие в зависимости от предела прочности при изгибе и сжатии разделяют на марки Г-2 - Г-25. Прочность гипсовых вяжущих определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 23789-79. Зависимость прочности гипса и гипсовых изделий от влагосодержания является их существенным недостатком .

Марка выпускаемого нами строительного гипса Г-10, Г-13.

Гипсовые вяжущие в затвердевшем состоянии, а также изделия из них проявляют большие пластические деформации, особенно при длительном действии изгибающих нагрузок. Эти деформации относительно невелики, если изделие полностью высушено. Значительная подверженность затвердевшего гипса к деформациям ползучести в сильной степени ограничивает возможности его применения в конструкциях, работающих на изгиб.

Изделия из в-полуводного гипса характеризуются большой долговечностью при службе их в воздушно-сухой среде.

Гипсовые изделия огнестойки. Они прогреваются относительно медленно и разрушаются лишь после 6-8ч нагрева, т.е. при такой продолжительности пожара, которая маловероятна. Поэтому гипсовые изделия рекомендуются в качестве огнезащитных покрытий .

1.2 Характеристика сырьевых материалов

Исходными материалами для производства вяжущих веществ служат различные горные породы и некоторые побочные продукты ряда отраслей промышленности.

Для производства гипсовых вяжущих используются гипсовые породы, состоящие в основном из двуводного гипса CaSO4 2H2O. Для этой же цели применяют и фосфогипс, являющийся отходом производства фосфорных удобрений.

Природный двуводный гипс - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция CaSO4 2H2O.

Гипсовые породы содержат обычно некоторое количество примесей глины, песка, известняка, битуминозных веществ и других. Химический состав гипса Новомосковского месторождения Тульской области приведен в табл.1.

Таблица 1- Химический состав природного гипса Новомосковского месторождения

Чистый гипс белого цвета, примеси придают ему различные оттенки: оксиды железа окрашивают его в желтовато- бурые цвета, органические примеси - в серые и т.д. Небольшое количество примесей, равномерно распределенных в гипсе, заметно не ухудшает качество вяжущих. Вредное влияние оказывают крупные включения.

По ГОСТ 4013-82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95% двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90% в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70% в сырье 3- и 4-го сортов. В гипсовых породах Новомосковского месторождения содержится до 1-10% примесей .

Средняя плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 2,2-2,4 г/см3.

Насыпная плотность гипсового щебня 1200-1400 кг/м3, влажность колеблется в значительных пределах 3-5%. Содержание воды в различных партиях гипсового камня неодинаково и зависит от его физических свойств, относительной влажности воздуха, времени года и условий хранения .

В качестве исходных материалов для производства гипсовых вяжущих веществ рационально использование побочных продуктов (отходов) химической промышленности - фосфогипса, борогипса, фторогипса. В виде фосфогипса, борогипса, фторогипса и т.д. на соответствующих предприятиях их получают в большом количестве и почти полностью направляют в отвалы. Отвалы занимают значительные площади земельных угодий. Особенно нежелателен сброс отходов в отвалы из-за вреда, наносимого окружающей среде. Причиной этого является, в частности, наличие в отходах вредных примесей (серная, фосфорная кислоты, фтористые соединения в количестве 1-2,5%).

Фосфогипс образуется при переработке природных апатитовых и фосфоритовых пород в удобрение, борогипс и фторогипс- при производстве борной кислоты и фтористых соединений.

Все отходы в основном состоят из двуводного, полуводного гипса, ангидрита, общее содержание которых колеблется в пределах 80-98% по массе .

При производстве строительного гипса на нашем заводе будем использовать в качестве исходного материала гипсовый камень, доставляемый из Новомосковского месторождения, с исходной крупностью кусков 500мм.

1.3 Выбор и обоснование общей технологии производства вяжущего

Основным компонентом строительного гипса является двуводный гипсовый камень, который добывается в карьере с помощью экскаватора и доставляется на завод автомобильным и железнодорожным транспортом. В нашем случае это самый выгодный с точки зрения экономических затрат способ доставки сырья. Куски гипсового камня крупностью 500мм и влажностью 4% разгружаются в приемный бункер, откуда поступают на склад закрытого типа. Из сырьевого бункера гипсовый камень направляют в дробильно-сортировочный цех, где он проходит дробление, а потом сортировку.

Дробление осуществляется в щековой дробилке, так как это довольно крупный материал средней прочности. Принимаем многостадийное дробление, а именно, в две стадии, так как на практике чаще всего используется двустадийное дробление, как более экономичный по сравнению с многостадийной однолинейной схемой. Затем полученный гипс грохочением разделяем на фракции и отправляем в следующий цех для обжига.

Обжиг является основной технологической операцией в производстве вяжущих материалов.

При обжиге протекает эндотермическая реакция

CaSO4·2H2O= CaSO4·0,5H2O+1,5H2O

с поглощением 588кДж теплоты на 1кг полугидрата.

Основные способы производства строительного гипса, применяемые в настоящее время, можно разделить на следующие три группы, характеризующиеся: предварительной сушкой и измельчением сырья в порошок с последующей дегидратацией гипса (обжиг гипса в гипсоварочных котлах); совмещением операций сушки, помола и обжига двуводного гипса; обжигом гипса в виде кусков различных размеров в шахтных, вращающихся, камерных и других печах. В результате обжига содержащийся в гипсовом камне двуводный сернокислый кальций превращается в полуводный .

Гипсоварочные котлы широко применяются для тепловой обработки тонкоизмельченного гипсового камня.

В котле гипс обжигают следующим образом. Продолжительность процесса варки зависит от размеров котла, температуры, влажности и частичной дегидратации поступающего в него гипса. Продолжительность процесса варки колеблется от 1 до 3 ч, при этом температура варки 140оС. Гипс в варочных котлах интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества. Гипсоварочные котлы имеют объем 2,5-15м3; мощность электродвигателей привода котла 2,8-20кВт.

Недостатком гипсоварочных котлов является периодичность работы, что ограничивает их производительность, затрудняет автоматизацию производственных процессов .

В настоящее время во вращающихся печах обжигают гипс в кусках.

Вращающимися печами для обжига строительного гипса служат барабаны.

Сушильный барабан представляет собой сварной стальной цилиндр, вращающийся на опорных роликах. Барабан устанавливают с наклоном к горизонту 3-50 и приводят во вращение электродвигателем. Если направление движения горячих газов и материалов в печи совпадает, то барабан работает по принципу прямотока, если направление не совпадает - по принципу противотока. Вторая схема отличается пониженным расходом топлива.

На обжиг в сушильный барабан обычно поступает гипсовый щебень 10-20 и 20-35мм. Фракции 10-20 и 20-35мм обжигают раздельно. Обжиг ведется при температуре 1600С. Фракция 0-10мм является отходом производства, если ее содержание не более 5%. Если же ее содержание больше 5%, то можно создать безотходное производство, отправив щебень этой фракции в гипсоварочный котел и обжигая при температуре 140оС.

Обожженная гипсовая крупка поступает в расходные бункера шаровой мельницы или направляется в бункер выдерживания. Крупку размалывают до остатка на сите № 02 не более 10-12%. Измельчают чаще всего в одно- или двухкамерных шаровых мельницах.

Гипс хранят обычно в круглых силосах, куда он доставляется пневмотранспортом.

Технологические процессы производства гипса с обжигом его во вращающихся печах непрерывные, и поэтому легко осуществить их автоматическое управление. Этот способ получения гипса очень экономичен. Расход топлива колеблется в пределах 45-50кг, электроэнергии-15-20кВт·ч на 1 т.

Строительный гипс, получаемый обжигом во вращающихся печах, отличается пониженной водопотребностью (48-55%) при получении теста нормальной густоты по сравнению с гипсом из варочных котлов (60-65%), что обусловлено отчасти применением для размола шаровых мельниц, придающих частичкам таблитчатую форму. Кроме того, при помоле гипса в мельницах при 120-130оС происходят дегидратация остатков гипса и выравнивание его модификационного состава. Этот способ производства гипса применяют в значительных масштабах в отечественной и зарубежной практике .

1.4 Определение режима работы предприятия

В производстве строительного гипса в качестве основного компонента используется природный двуводный гипсовый камень.

в-гипс получают путем обжига гипсового камня, предварительно молотого и сортированного, во вращающихся печах при температуре 1600С, в гипсоварочных котлах при температуре 1400С.

В связи с тем, что сушильные барабаны - это непрерывно действующие агрегаты, следует предусмотреть трехсменный режим работы.

При непрерывном режиме работы годовой фонд времени предприятия рассчитывается по формуле:

Тф.пр.=(365-n)·3·8=(365-15) ·3·8=8400 ч/год

где n- число дней на капитальный ремонт (принимается равным 15дней).

Таблица 2- Производственная программа предприятия по выпуску вяжущего вещества

Потребность в сырьевом материале по нормам технологического проектирования из условия удельного расхода 1,25т/т товарного гипса, т.е.

36·1,25=45 т/час

1.5 Расчет грузопотоков

Таблица 3-расчет грузопотоков при производстве строительного гипса

Функциональная схема производства строительного гипса

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.6 проектирование складов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции

Склады проектируются на основании норм технологического проектирования, с учетом величины грузопотоков и принятых условий организации работы технологической линии. Сырье поступает в производственные цеха с заводских сырьевых складов. Выбор типов складов определяется технологическими и технико-экономическими показателями. В основном применяют склады закрытого типа, что обеспечивает стабильность качественных характеристик хранимого материала. При правильной работе склада обеспечивается быстрая разгрузка прибывающего транспорта, бесперебойная подача сырья в производство, наименьшая стоимость транспортных операций.

Величина складов должна быть минимально необходимой, что увеличивает использование оборотных фондов предприятия. Согласно норм запаса материала на складах сырьевых материалов запас на складе составляет:

текущий - 2 суток,

страховой - 1 сутки.

Для готовой продукции:

текущий - 2 суток

страховой -

На основании этих данных текущий объем хранящихся на складе сырьевых материалов рассчитывается по формуле:

Vматер.=Qсут. 3

где Qсут. - суточный расход материала, м3;

3 - общий запас материала на складе, сут.

Таким образом, объем гипсового камня, хранящегося на складе:

Vгипс.=2193,85 3=6582 м3.

Объем склада для рассчитанного объема сырьевых материалов вычисляется по формуле:

Vскл.=Vматер./К,

где К - коэффициент использования объема склада (К =0,8)

Объем склада гипсового камня

Vскл.=6582/0,8=8227,5 м3

Ширина (в) склада назначается исходя из принятой его высоты с учетом угла естественного откоса хранимого материала.

Длина склада определяется по формуле:

Lскл.= Vскл./Fскл,

где Fскл. - часть поперечного сечения склада, заполненная материалом

(определяется путем эскизного представления).

Lскл.=8227,5/90=91,4 м

Примем длину склада 96 м.

1.7 Расчет складов готовой продукции

Строительный гипс хранится на складе силосного типа. Запас на складе делается на четверо суток.

Объем силосного склада :

Vсил.=А 4/365 К г,

где Vсил.- объем силосных складов,

К - коэффициент использования объема склада, К=0,9;

4 - общий запас материала на складе, сут.

А- производительность завода, т/год;

г - средняя объемная масса гипса, загружаемого в силосы.

Vсил.=700000 4/365 0,9 1,3=655,6 м3;

Количество банок - 12 штук, тогда объем одной банки

V1=Vсил/12 = 655,6/12 = 54,63 м3

Высота банки:

где d - диаметр банки, d=8м;

h = 4 54,63/3,14 82 = 1,08м.

2. Формирование исходных данных для расчёта

Исходные данные для расчёта аппарата представлены в таблице 7.

Таблица 7- Исходные данные для расчёта сушильного барабана, высушиваемый материал - гипсовый камень

2.1 Материальный баланс процессов сушки и дегидратации

Производительность сушильного барабана по гипсовому камню:

Пг.к. =П/100-Вх.св ·100, (1)

где П - производительность сушильного барабана по в-полугидрату, кг/ч;

Вх.св. - удаляемая химически связанная вода (1,5Н2О) по реакции дегидратации относительно двуводного гипса, %(масс.).

Пг.к. = 66331 ·100 = 78740,5 кг/ч

Для 4-х барабанов П=16625 кг/ч, Пг.к.=19735,3 кг/ч

Количество испаряемой химически связанной воды:

Wх.св. = Пг.к.-П (2)

Wх.св.=19735,3-16625=3110,3 кг/ч

Количество испаряемой химически несвязанной воды

Wн.св =Пг.к. щн, (3)

где щн-влажность поступающего гипсового камня, %.

Wн.св =19735,3. 5 =986,77 кг/ч

Общее количество испаряемой воды:

W=Wх.св. +Wн.св. , (4)

W=3110,3+986,77=4097,07 кг/ч

2.2 Расчёт процесса горения топлива и параметров продуктов горения на входе в сушилку

В большинстве сушильных аппаратов в качестве сушильного агента используется смесь атмосферного воздуха и дымовых газов, получаемая сжиганием топлива в собственном топочном устройстве. Такую смесь в технической и справочной литературе называют продуктами сгорания топлива.

Сначала, исходя из состава природного газа и стехиометрических соотношений реакций горения каждой горючей составляющей газа, рассчитывается количество продуктов горения (СО2 и Н2О) и количество кислорода (О2), требуемого для горения. Этот расчёт представлен в таблице 8.

Таблица 8- Расчёт горения природного газа (выполнен на 100 мі газа)

Определение действительной температуры горения газа при б = 1,0:

tд = Qнр·з + СТ·tT + б·Vт.в.·Сво·tво, (5)

VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2

где Qнр - высшая теплота сгорания топлива, Qнр = 37385 кДж/мі;

з - КПД топки, принимается 0,88 - 0,9;

tT - температура топлива, поступающего на горение, tT = 10°С;

СТ - удельная теплоёмкость топлива при tT, СТ = 1,56 кДж/мі·К;

Vт.в. - теоретический объём воздуха (при б = 1,0), Vт.в. = 8,86 мі;

tво - температура воздуха, поступающего на горение, tво = 10°С;

Сво - удельная теплоёмкость воздуха при tво, Сво = 1,29 кДж/мі·К;

VCO2, VH2O, VN2 - объёмы газов в составе дымовых газов, образовавшиеся от сгорания 1 мі горючего газа, VCO2 = 1,06 мі, VH2O = 2,11 мі, VN2 = 7,8 мі;

СCO2, CH2O, CN2 - удельные теплоёмкости составляющих дымовых газов, их значения определяются соответственно температуре горения топлива.

Так как при выборе значений удельной теплоёмкости tд не известна, то условно назначим температуру в пределах 1500 - 2000°С, и вычислим приближённое значение tд. Примем tд = 1800°С, тогда СCO2 = 2,40 кДж/мі·К, CH2O = 1,92 кДж/мі·К, CN2 = 1,47 кДж/мі·К.

tд = 37385·0,9 + 1,56·10 + 1·8,86·1,29·10 = 1864°С.

1,06·2,4 + 2,11·1,92 + 7,8·1,47

При tд = 1864°С: СCO2 = 2,18 кДж/мі·К, CH2O = 1,7 кДж/мі·К, CN2 = 1,38 кДж/мі·К.

Общий коэффициент избытка воздуха (б) определяют как:

б=бг+ бд, (6)

где бг- коэффициент избытка воздуха на горение;

бд - дополнительный коэффициент избытка воздуха (на понижение

температуры дымовых газов.

Дополнительный коэффициент избытка воздуха рассчитывается из уравнения теплового баланса:

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2) tд- (VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2) t1 ,(7)

бд= VТВ CВ1·tВ1+ Vт.в.·сво·xво· t1 CH2O /сH2O - Vт.в.·Сво·tво

где V - объём сухих продуктов горения, образовавшихся из 1 мі газа при б = 1,0;

С - удельная теплоёмкость сухих продуктов горения, кДж/мі·К;

t1 - температура продуктов горения на входе в сушилку, t1 = 900°С;

Св1 - удельная теплоёмкость воздуха при температуре t1, Св1 =1,38 кДж/мі·К;

хво - влагосодержание воздуха, поступающего на горение, хво = 0,005 кг/кг;

сво - плотность воздуха, поступающего на горение, сво = 1,29 кг/мі;

ro - теплота парообразования, при t = 0°С ro = 2481 кДж/кг;

CH2O - удельная теплоёмкость паров воды при t1, CH2O = 1,7 кДж/мі·К;

сH2O - плотность паров воды при нормальных условиях, сH2O = 0,803 кг/мі.

С учётом принятых обозначений:

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2) tд=(1,06 2,4+2,11 1,92+7,8 1,47) 1864=33666,08

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2) t1= (1,06·2,18+ 2,11·1,7+ 7,8·1,38) 900=14995,62

VТВ CВ1·tВ1= 8,86 1,7·900=13555,8

Vт.в.·сво·xво· t1 CH2O /сH2O= 8,86.·1,29 ·0,005· 1,7 10 /0,803=1,21

Vт.в.·Сво·tво= 8,86.·1,29 10=114,29

бд= (33666,08-14995,62)/ (13555,8-114,29+1,21)=1,39,

б=1,00+1,39=2,39

где Gn - масса паров воды в продуктах сгорания,

G - масса сухих газов;

х1 = 178,36 = 0,061 кг/кг.

Энтальпию газов на входе в сушилку в кДж/кг можно определить по формуле:

I1 = Qнр·з + СТ·tT + б·Vт.в.·Сво·tво, (9)

где б - общий коэффициент избытка воздуха;

Vт.в. - теоретический расход воздуха на сжигание 1 мі газа (при б = 1,0), мі/мі;

G - масса сухих продуктов горения, кг/мі.

I1 = 37385·0,9 + 1,56·10 + 2,39·8,86·1,29·10 = 1152 кДж/кг.

2.3 Представление процесса сушки на I-x диаграмме, определение параметров горения на выходе из сушилки, определение расходов сушильного агента и топлива

Построение графика процесса сушки начинается с построения точки А, соответствующей параметрам исходного воздуха to=100С и цо=65%. Затем определяется положение точки В (t1=9000С, х1=0,061 кг/кг, I1=1152 кДж/кг), соответствующей расчетным значениям параметров продуктов горения I1и х1 и температуре t1.

Точка С соответствует пересечению линии I1 = const и t2= const. Точке С соответствует х2Т=0,36кг/кг. Это значение будем использовать для определения расхода сушильного агента, но предварительно по (4) определим производительность сушильного барабана по влаге (W):

W=4097,07 кг/ч

Расход сушильного агента L, проходящего через сушильный аппарат, в теоретическом процессе сушки равен:

L=W/ (х2Т-х1)

или L=4097,07/ (0,36-0,061)=19899,67м3/ч.

Для построения на I-х-диаграмме практического процесса сушки необходимо определить величину снижения (потери) энтальпии (Iп) продуктов горения на выходе из сушилки, которую можно представить как

Iп= qn+ (qm+ qx.p.)/L , (10)

где qm - расход теплоты на нагрев материала, кДж/кг;

qn - потери теплоты в окружающую среду через стенки и наружную

теплоизоляцию сушильного барабана, кДж/кг;

qx.p-расход теплоты на химическую реакцию дегидратации двуводного гипса.

В свою очередь

qm=Пг.к. (tм2 - tм1)·См+Wп(tсм - tм1)·Св, (11)

где См- удельная теплоемкость высушиваемого материала, кДж/(кг0С);

Wп- производительность сушилки по влаге при условии полного высушивания материала:

Wп= Пг.к. щн/100, (12)

tсм -средняя температура материала в сушилке, ее можно определить как

tсм= tм1+2/3(tм2 - tм1).

Получаем

Wп= 19735,3. 5/100=5950 кг/ч;

tсм= 10+2/3(80 - 10)=570С;

qm= 19735,3. (80 - 10)·0,9+5950(57 - 10)·4,19=8668733,5 кДж/ч.

qn=0,07·I1=0,07·1152=80,64 кДж/кг;

qx.p=Пг.к.·Qх.р. , (13)

где Qх.р-эндоэффект химической реакции (Qх.р=580,7 кДж/кг).

qx.p=19735,3.·580,7=11460288,71 кДж/кг

Величина потери энтальпии:

Iп= 80,64+ (8668733,5+ 11460288,71)/19899,67 =1092,17 кДж/кг

Вернемся к I-х-диаграмме и отложим от т.С вертикально вниз величину Iп в масштабе оси координат. Получим т.D. Эту точку соединим с исходной т.В, на пересечении с t2=1600С, х2=0,184 кг/кг.

Действительный расход влажных продуктов горения, уходящих из сушильного аппарата в расчете на сухие газы будет равен:

по массе - L=W/х2-х, (14)

по объему - Vc=L/ссух,

где ссух- плотность сухих продуктов горения (табл.).

Для рассматриваемого случая расход составит:

L=4097,07/ 0,184-0,061=33309,5 кг/ч

Vc=33309,5/ 1,198=27804,26 м3/ч

Расход природного газа в топке составит:

В=I1 L/QHP·ЮT , (15)

где ЮT - к.п.д. топки, можно принять ЮT = 0,9.

Для рассматриваемого примера

В=1152 33309,5 /37385·0,9 = 1140,5м3/ч.

Удельный расход топлива относительно удаленной из материи влаги:

Вудw = В/W = 1140,5/4097,07=0,278 м3/ч=278 м3/т.

Количество воздуха, необходимого для горения топлива:

Vвг=VТВ.·В. (16)

В нашем случае

Vвг=8,86.·1140,5=10104,83 м3/ч.

Количество воздуха, необходимого для разбавления дымовых газов:

Vвр=(б-1)· VТВ·В. (17)

В нашем случае: Vвр=(2,39-1)· 8,86·11405,83=14045,71 м3/ч.

Общее количество воздуха:

Vв= Vвг+Vвр, (18)

В нашем случае: Vв= 10104,83+14045,71=24150,54 м3/ч

Количество паров воды в отходящих из сушилки газах:

VН2Ообщ=VН2Опг·В+W/0,803 (19)

VН2Опг -объем паров воды в продуктах сгорания при расчетном (б=2,39) значении

коэффициента избытка воздуха, м3/м3 ,

Получаем: VН2Ообщ=2,2212·1140,5+4097,07/0,803=7635,48 м3/ч

Объем выходящих из сушилки влажных продуктов горения:

Lвл=L+ VН2Ообщ. (20)

В нашем случае: Lвл=33309,5+ 7635,48=40944,98 м3/ч.

Объемное соотношение сухих газов (у1) и паров воды (у2):

у1=L/Lвл; у2= VН2Ообщ/Lвл. (21)

В нашем случае:

у1=33309,5 / 40944,98=0,814;

у2= 7635,48 / 40944,98=0,186.

Плотность (при нормальных условиях) смеси влажных газов:

свл= у1 ссух +у2 спв, (22)

где ссух - плотность сухих продуктов горения, кг/м3;

спв - плотность паров воды, кг/м3.

В нашем случае: свл= 0,814 1,198+0,186 0,803=1,125 кг/м3 .

Плотность влажных продуктов горения при температуре t1:

сt1= свл 273/(273+ t1). (23)

В нашем случае: сt1= 1,125 273/(273+ 900)=0,262 кг/м3 .

Фактический объем входящих в сушилку при t1 влажных газов (Vвл):

Vвл1= Lвл свл /сt1. (24)

В нашем случае: Vвл1= 40944,98 1,125 /0,262=143027,4 м3/ч

На выходе из сушилки при t2=1600С

сt2= 1,125 273/(273+ 160)=0,709 кг/м3 .

Vвл2= 40944,98 1,125 /0,709=28854 м3/ч = 8,2 м3/с.

2.4 Определение параметров сушильного аппарата

2.4.1 Определение интенсивности процесса сушки и объёма сушильного барабана

Объём сушильного пространства Vб складывается из объёма Vn , необходимого для прогрева влажного материала до температуры мокрого термометра, при которой начинается интенсивное испарение влаги, и объёма Vс, требуемого для испарения влаги:

Vб = Vn + Vс. (25)

Основная доля приходится на объём Vс.

Для вычисления объёма сушильного пространства применима формула:

Vс = W" , (26) вщ·Дх"ср

где W" - производительность сушилки по влаге, W" = W/3600=1,138 кг/с;

произведение (вщ·Дх"ср) служит мерой интенсивности процесса испарения; в него вошли:

вщ - коэффициент объёмной влагоотдачи, с-1;

Дх"ср - средняя движущая сила прцесса массотдачи, кг/мі.

Коэффициент объёмной влагоотдачи вщ может быть вычислен по эмпирическому уравнению:

вщ = 1,6·10-2·(wср·сср)0,9·n0,7·в0,54·Ро, (27)

С·сср·(Ро - Рср)

где wср - средняя скорость сушильного агента (её принимают не более 2-3 м/с /5/);

сср - средняя плотность сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кг/мі;

n - частота вращения барабана, обычно не превышает 8 мин-1;

в - степень заполнения объёма барабана высушиваемым материалом, принимается по приложению 8 /5/: для подъёмно-лопастных перевалочных устройств в = 12%;

Ро - давление, при котором осуществляется сушка, Ро = 105 Па;

С - удельная теплоемкость сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кДж/мі·К; С = 1,32 кДж/мі·К;

Рср - среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане, Па.

Среднюю плотность сушильного агента сср определяют при средней температуре газов:

tср = t1 + t2 = 900°С + 160°С = 530°С;

Соответственно: сср = М. То = со. То, (28)

22,4 То + tср То + tср

где со = масса продуктов горения = 3123,8 = 1,26 кг/м3;

объем продуктов горения 2477,03

сср = 1,26 273 = 0,43 кг/мі.

Среднее парциальное давление водяных паров определяется как:

Рср = Р1 + Р2, (29)

где Р1 - парциальное давление водяных паров в газе на входе в сушилку, Па;

Р2 - парциальное давление водяных паров в газе на выходе из сушилки, Па;.

Значения Р1 и Р2 определяются по I-х диаграмме соответственно для точек по формулам:

Р1 = (х1/18)·105 и Р2 = (х2/18)·105 , (30)

1/Мд.г. + х1/18 1/Мд.г. + х2/18

где Мд.г. - средняя молярная масса дымовых газов:

Мд.г. = 22,4·сд.г. = 22,4·1,26=28,22 кг/моль;

Р1 = (0,061/18)·105 = 0,0875·105 Па;

1/28,22 + 0,061/18

Р2 = (0,184/18)·105 = 0,22·105 Па;

1/28,22 + 0,184/18

Рср = 0,0875·105 Па + 0,22·105 Па = 0,154·105 Па.

Удельную теплоемкость продуктов горения при средней температуре можно определить как

С=уСО2·ССО2+ уН2О·СН2О+ уО2·СО2+ уN2·СN2 , (31)

Таким образом,

С=0,045·2+ 0,0897·1,33+ 0,1161·1,4+ 0,7517·1,33=1,3673 кДж/м3.

вщ = 1,6·10-2·(3·0,43 кг/мі)0,9·(3)0,7·100,54·105 = 0,3022 с-1.

1,37·0,43 кг/мі·(105 - 0,15·105)

Движущую силу массопередачи можно определить из уравнения:

Дх"ср = Дх"н - Дх"к, (32)

2,3 ?n(Дх"н/Дх"к)

где Дх"н = х1* - х1 - движущая сила в начале процесса сушки, кг/кг;

Дх"к = х2* - х2 - движущая сила в конце процесса сушки, кг/кг;

х1*, х2* - равновесные содержания влаги на входе в сушилку и на выходе из неё, кг/кг; их значения определяются по I-х диаграмме соответственно точкам пересечения линий tмт1 (температура мокрого термометра для начального состояния) и ц = 100%, tмт2 и ц = 100%;

х1*= 0,44; х2* = 0,21;

Дх"н = 0,44 - 0,061 = 0,379;

Дх"к = 0,21 - 0,184 = 0,026;

Дх"ср = 0,379 - 0,026 = 0,132 кг/мі.

2,31?n(0,278/0,016)

Окончательно:

Vс = 1,138 = 66,1 мі.

Объём барабана Vn, необходимый для прогрева влажного материала, можно определить из следующего уравнения теплопередачи:

где Qn - количество теплоты, необходимое на нагрев материала до температуры

Кх - объёмный коэффициент теплоотдачи, кВт/міК;

Дtср - средняя разность температур, °С.

Расход теплоты можно определить из уравнения теплового баланса:

Qn = М2·См·(tмт - tм1) + W·Свд·(tмт1 - tм1), (34)

где М2 - масса выходящего из сушилки материала, М2 = 4,62 кг/ч;

См - удельная теплоёмкость материала, См = 0,92 кДж/кг·К;

tм1 - температура материала на входе в сушилку, tм1 = 10°С;

tмт - средняя температура “мокрого” термометра:

tмт = tмт1 + tмт2, (35)

соответственно tмт1 и tмт2 - температура “мокрого” термометра в начале и в конце сушилки,

tмт1 = 78°С, tмт2 = 70°С,

tмт = 78 + 70 = 74°С;

Свд - удельная теплоёмкость воды, Свд = 4,19 кДж/кг·К.

Qn = 4,62 ·0,92 ·(74°С - 10°С) + 0,25·4,19 ·(74°С - 10°С) =333,71 кДж/с

Объёмный коэффициент теплопередачи можно определить из следующего уравнения:

Кх = 16(wср·сср)0,9·n0,7·в0,54; (36)

Кх = 16(3·0,43)0,9·(3)0,7·100,54 = 0,151 кВт/мі·К.

Среднюю разность температур можно определить как:

Дtср = (t1 - tм1) + (t2 - tм2), (37)

где t1 и t2 - температура сушильного агента на входе и на выходе из сушилки;

tм1 и tм2 - температура материала на входе и на выходе из сушилки;

Дtср = (900°С - 10°С) + (160°С - 80°С) = 485°С.

Объем барабана, необходимого для подогрева влажного материала:

Vn = 333,7 = 4,6 мі.

Общий объем барабана

Vб = Vn + Vс = 4,6 + 66,1 = 70,7 мі.

2.4.2 Определение геометрических размеров барабана и выбор серийной марки оборудования

Для определения внутреннего диаметра барабанной сушилки (Дб) пользуютсяследующей формулой:

Дб = 0,0188· L·Vвг. ,

где L - часовой расход сухого теплоносителя, кг/ч;

Vвг - объём влажных газов в конце барабана на 1 кг содержащихся в них сухих газов, мі/кг, его можно рассчитать как:

Vвг = x2/сH2O + 1/сср,

где сH2O и сср - плотности паров воды и сухого теплоносителя при средней температуре газов в барабане tср; сср = 1,198 кг/мі; сH2O = 0,803 кг/мі;

Vв.г. = 0,184 + 1 = 1,06 мі/кг;

в - степень заполнения объёма материалом в долях, в = 0,12;

w - скорость сушильного агента в конце барабана (2-3 м/с).

Дб = 0,0188· 33309,5·1,06 = 2,17 м.

Длину барабана (Lб), м, определяют через объём: Vб = рДбІ·Lб или

Lб = 4 · 70,7 = 19,13 м.

Определение угла б" наклона барабана к горизонту:

б" = 30·Lб + 0,007w . 180 ,

где ф - время пребывания материала в барабане, с;

ф = 3600·М + фх.р.

где М - количество высушиваемого материала, находящегося в барабане, кг; его можно вычислить как М = Vб·в·см, где см - плотность материала (насыпная), кг/мі;

М = 70,7 · 0,1·1300 кг/мі = 9191кг;

М2 - масса выходящего из сушилки материала, кг/ч, М2 = 16625 кг/ч;

W - количество испаряемой воды, W = 4097,07 кг/ч;

фх.р.-время на химическую реакцию, фх.р.=0,7 ф;

ф = 3600·9191 = 1970 +0,07 1970=2108 с

16625 + (4097,07 /2)

б" = 30·19,13 + 0,007·3 . 180 = 3,81°.

2,17·3·2108 3,14

Частота вращения барабана n, мин-1, определяется по формуле:

n = к·Lб·60 ,

где к - коэффициент, равный к? 0,4.

n = 0,4·19,13·60 = 4,386 мин-1.

2108·2,17·tg 3,81°

В соответствии с полученными габаритными размерами и техническими характеристиками сушильного барабана был подобран сушильный барабан заводской марки, технические характеристики которого представлены в таблице 9 (табл. 23 /4/).

Таблица 9. Технические характеристики сушильного барабана СМЦ-428.2

2.4.4 Выбор и расчёт вспомогательных устройств

К вспомогательным устройствам относятся топочные устройства, в том числе газодутьевые вентиляторы, горелки для газообразного топлива, пылеосадительные циклоны и тяговые устройства.

В разрабатываемом проекте расчёту и выбору подлежат циклоны и вентиляторы.

2.4.4.1 Выбор и расчёт циклонов и фильтров

Главной эксплуатационной характеристикой циклона является его производительность по газу V, мі/с. именно по этой характеристике производят первоначальный выбор типа циклона. Выбор и расчёт циклона должен осуществляться комплексно, с учётом входных характеристик (производительности, нагрузки по пыли) сопрягаемого с ним фильтра. Поэтому целесообразно вначале подобрать фильтр /4/.

Фильтр - это аппарат тонкой очистки. В небольших производствах используются в основном матерчатые рукавные фильтры, степень очистки в которых достигает 99,9%. Поэтому дальнейший подбор фильтра будет касаться только рукавных фильтров типа ФВ.

Выбор рукавного фильтра производится по его производительности, которая не должна быть ниже показателя объёмного расхода газа, выходящего из сушильного барабана.

В нашем случае,согласно приведенным в п.6.4.5. расчетам:

Vвл2=28854 м3/ч=8,2 м3/с.

По приложению 6/4/ подбираются два фильтра типа ФВ-90 с производительностью 4,5 м3/с, величиной фильтрующей поверхности 90 м2 , технические характеристики которых представлены в таблице 10.

Таблица 10. Технические характеристики фильтра типа ФВ-90.

Затем рассчитывается допустимая пылевая нагрузка на фильтр /13/:

Пн = Пуд·Sф,

где Пуд - удельная пылевая нагрузка на фильтр (не превышает 1 кг/мІ·ч);

Sф - общая площадь фильтрующей поверхности;

Пн = 1 ·90 = 90 кг/ч.

Максимально допустимое содержание (по массе) пыли в газах, выходящих из циклона и поступающих в фильтр, составляет /4/:

Gвхф = 90 = 0,0062 кг/мі = 6,2 г/мі.

На эту величину и следует ориентироваться при выборе и расчёте циклонов.

Первоначальную марку циклона подбирают по производительности, которая не должна быть ниже количества влажных газов, выходящих из сушильного барабана.

По производительности Vвл2 = 4,2 мі/с можно выбрать первоначально группу из шести циклонов типа ЦН (приложение 7/4/) диаметром 700 мм.

Далее следует определить содержание пыли в продуктах горения, выходящих из сушильного барабана, и оценить степень очистки газов в циклоне выбранного диаметра. Если полученное значение Gвых окажется выше полученного выше Gвхр, то следует проверить на эту характеристику другой, меньшего диаметра, циклон и т.д.

Gвхц = 45 - 80 г/мі.

Принятое значение следует распределить по фракциям, выполняя все расчёты в форме таблицы 11.

Исходя из определения парциального пофракционного коэффициента очистки как

зФi = GулФi ·100,

где GвхФi - содержание пыли i-той фракции на входе в циклон, г/мі;

GулФi - количество улавливаемой в циклоне пыли,

определяется пофракционное количество улавливаемой пыли:

GулФi = зФi·GвхФi .

Таким образом, окончательное значение Gвых будет равно:

Gвых = Gвх + ?GулФi,

где n - число выделенных фракций.

Таблица 11- Материальный баланс процесса пылеочистки в циклоне типа ЦН, D = 700 мм.

Коэффициент очистки всего потока:

з = Gвх - Gвых ·100 = 80 - 4,76 ·100 = 94,05%.

Так как в прил.9/4/ парциальные коэффициенты очистки приведены для циклона с диаметром 600 мм, то полученный результат по Ю необходимо уточнить с помощью диаграммы в прил.10 /4/.

Уточненное значение коэффициента очистки Ю"=92%

Полученный результат удовлетворяет условию Gвых? Gвхф, или

4,76 г/мі ? 6,2 г/мі, и, следовательно, циклон и фильтр выбраны верно.

2.4.4.2 Выбор тяговых устройств

Расчётными характеристиками при выборе вентиляторов являются:

– производительность;

– создаваемое давление (или напор).

Производительность должна соответствовать значению Vвл2= 28854 мі/ч.

Общий напор вентилятора ДР должен превышать гидравлическое сопротивление всех вспомогательных устройств (ДРву), которое можно определить как:

ДРву = ДРц + ДРф + ДРс,

где ДРц - гидравлическое сопротивление циклона, Па;

ДРц = о·ссмеси·wцІ,

где о - коэффициент гидравлического сопротивления, для циклонов марки ЦН-15:

ссмеси - плотность сухих продуктов горения, принимается по табл. 8,

ссмеси=0,71 кг/мі;

wц - условная (фиктивная) скорость газа в циклоне (отнесённая ко всему сечению), её можно определить как:

wц = V"влфакт·4,

где D - диаметр циклона, D = 700 мм = 0,7 м;

V"вл- расход газа, приходящийся на один циклон,

V"влфакт = 8,2 = 1,37 мі/с;

wц = 1,37·4 = 3,56 м/с.

Таким образом, для одного циклона:

ДР1ц = 90·0,71·(3,56)І = 404,9 Па,

а для шести циклонов: ДР6ц = 6·404,9 Па = 1620 Па.

ДРф - гидравлическое сопротивление фильтра, Па, для одного фильтра марки ФВ-45, согласно таблице 10, ДР1ф = 800 Па, а для двух фильтров: ДР2ф = 2·800 Па= = 1600 Па.

ДРс - гидравлическое сопротивление в сети, Па, его можно принять ориентировочно как 5% от (ДР6ц + ДР2ф), т.е.:

ДРс = 0,05·(1600 + 1620) = 161 Па.

Окончательно получим:

ДРву = 1620 + 1600 + 161 = 3381 Па.

С учётом характеристик Vвлфакт = 28854 мі/ч и ДРву = 3381 Па, согласно приложению 11 /3/, приняты два дымососа серии Д-0,7-37 типоразмера Д-12, технические характеристики которых представлены в таблице 12.

Таблица 12. Технические характеристики дымососа серии Д-0,7-37 типоразмера Д-12.

3. обоснование и выбор оборудования, расчет его потребности

Расчет количества (n) требуемого технологического оборудования производится на основании сопоставления грузопотока на определенном технологическом переделе с паспортной производительностью принятого оборудования и определяется по формуле:

n=Г/П, шт, (2)

где Г - значение грузопотока, т/ч

П - паспортная производительность единицы оборудования, т/ч.

3.1 Выбор и расчет основного технологического оборудования

В производстве строительного гипса применяются следующие виды технологического оборудования: оборудование для дробления материала; оборудование для сортировки материала; оборудование для помола материала; оборудование для обжига материала; оборудование для дозирования и транспортировки материала; вспомогательное оборудование; грузоподъемное оборудование.

3.2 Выбор и расчет оборудования узла первич...

Подобные документы

Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значения для народного хозяйства. Обжиг гипса во вращающихся печах. Совмещенный помол, обжиг гипса. Годовой расход сырья (гипсового камня). Склады силосного типа для хранения порошкообразных материалов.

курсовая работа , добавлен 13.05.2011


История и перспективы развития Аракчинского гипсового завода. Описание общезаводского хозяйства. Физико-химические основы технологического процесса. Технологии и оборудование для производства гипса, техника безопасности, перспективы развития производства.

отчет по практике , добавлен 16.04.2011


Производство гипсовых вяжущих с использованием в качестве сырья только фосфогипса. Расчет основного технологического и транспортного оборудования. Правила техники безопасности (варка гипса в гипсоварочных котлах). Определение производительности завода.

курсовая работа , добавлен 06.02.2011


Расчет производительности предприятия, потребности в сырьевых материалах. Выбор количества технологического оборудования. Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции. Разработка технологии производства товарного бетона, контроль качества.

курсовая работа , добавлен 25.07.2012


Выбор способа и технологическая схема производства пуццоланового портландцемента. Характеристика и определение потребности сырья. Выбор основного технологического и транспортного оборудования. Контроль технологического процесса и качества продукции.

курсовая работа , добавлен 26.10.2011


Технологические схемы механизированного производства хлебобулочных изделий. Расчет оборудования, наиболее подходящего по техническим характеристикам для производства горчичного и столичного хлеба. Схема технохимического контроля процесса производства.

дипломная работа , добавлен 21.06.2015


Общее описание и этапы технологического процесса производства необходимой детали, подбор и обоснование используемого оборудования и материалов. Расчет и назначение припусков. Расчет режимов резания и нормирование операций, оснащение производства.

курсовая работа , добавлен 30.12.2014


Обоснование ассортимента и способа производства сыра. Разработка схемы технологического процесса переработки сырья. Подбор и расчет технологического оборудования. Компоновочное решение производственного корпуса. Нормализация и пастеризация молока.

курсовая работа , добавлен 19.11.2014


Анализ основных методов организации производства, особенности и сущность поточной и штучной технологии производства. Экономическое обоснование и выбор метода организации производства громкоговорителя. Техническая организация контроля качества продукции.

курсовая работа , добавлен 29.03.2013


Древесноволокнистые плиты: разновидности и марки изделий, характеристика исходных сырьевых материалов, способы производства, технологические операции. Подбор основного и вспомогательного оборудования. Методы контроля производственного процесса, продукции.

Поиск инвестора для строительства гипсового комбината в Московской области на основе производства высокопрочного гипса из отвального фосфогипса.

Ищу инвестора для строительства гипсового комбината в Московской области.
В основе - производство высокопрочного гипса из отвального фосфогипса.
На базе полученного гипса (будет продаваться как сырье для сухих строительных смесей) предлагается строительство линейки популярных гипсосодержащих строительных материалов (сухие смеси, пазогребневые плиты и т.п.)
Основное преимущество - дешевый гипс - сырье для строительных материалов с повышенными потребительскими характеристиками.
НИОКР проведен, получены образцы, разработано ТЭО.
Проект идет по темам: переработка отходов, нанотехнологии, экология, программа "доступное жилье".
Долевое участие, 50/50, обсуждается.
На этапе до полного возврата вложенных средств - 90/10 в пользу инвестора.
Рентабельность производства - 136%

14.08.2017 Московская область 280 000 000

Инвестиционный проект по развитию предприятия по переработке гипсового камня и производству гипсокартона, ПГП,строительных смесей в Алтайском крае.

Проект по развитию предприятия по переработке гипсового камня и производству:

• гипсокартона,
• строительных смесей.

1. В данном регионе нет аналогичных предприятий;
2. В регионе имеються значительные запасы сырья;
3. Экологически чистые параметры сырья;
4. Транспортная доступность;
5. Доступная стоимость;
6. Показатель качества не ниже аналогов;
7. Оптимальные схемы реализации.

• Западная Сибирь,
• Соседние регионы РФ,
• Казахстан.

15.02.2017 Алтайский край 2 000 000 000

Инвестиционный проект по созданию линии по изготовлению стальных профилей для монтажа гипсокартона в Алтайском крае.

Создание линии по изготовлению стальных профилей для монтажа гипсокартона в Алтайском крае.

Закрытие потребности:

• строительных компаний,
• частных застройщиков,
• индивидуальных строительных бригад,
• торговых строительных сетей.

Конкурентные преимущества проекта:
В регионе нет аналогичного производства, в настоящее время весь продукт привозной.

География реализации продукции/проектов по строительству:

• Сибирский федеральный округ,
• Казахстан.

Краткая справка о состоянии отрасли на региональном уровне:
Ежегодный прирост 15-20%.

Доля экономически активного населения в регионе:
58%.

06.11.2015 Республика Алтай 3 000 000

Модернизация оборудования Хабезского гипсового завода и расширение ассортимента продукции на основе гипсового вяжущего на территории Хабезского района Карачаево-Черкесской Республики.

Модернизация оборудования гипсового завода.

Цели проекта:
Завершение технического перевооружения Хабезского гипсового завода, увеличение выпуска существующей и начало производства новой продукции.

Приобретение:

• линии кальцинации гипса
• линии по производству гипсокартона, производственной мощностью 20 млн. кв.м/год,
• линии по производству ПГП. производственной мощностью 450 кв.м./год,
• линии по производству сухих строительных смесей — 90 тыс. тонн/год.

Какую потребность потенциальных потребителей удовлетворяет проект:
обеспечение строительных организаций, населения КЧР и СКФО в целом новым видом строительных материалов по доступной цене

Конкурентные преимущества проекта:

• создание порядка 140 рабочих мест, а также стимулирование появления дополнительных рабочих мест в смежных отраслях
• выпуск качественной инновационной продукции, популярность которой в мире растет,
• аналогичного производства в КЧР не имеется
• получены все необходимые лицензии, выполнена ПСД;
• выкуплено право собственности на землю;
• наличие сырьевой базы;
• выбраны и ведутся переговоры с поставщиками оборудования и транспортных средств;
• наличие трудового потенциала;
• ведутся переговоры с кредитной организацией

Введение

Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значения для народного хозяйства. Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние. Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими.

Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства.

Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности.

Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).

Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества получаемые искусственно – путем обжига. Первым из них был – строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 413-463К.

Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-200 0 С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые вяжущие быстро схватываются и твердеют; состоят они главным образом из полуводного гипса, полученного тепловой обработкой гипсового камня при t 383-453 0 С. К ним относятся строительный (алебастр) формовочный высокопрочный (технический) и медицинский гипс, а также гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов.

Высокообжиговые медленно схватываются и твердеют, состоят преимущественно из безводного сульфата кальция, полученного обжигом при температуре 873-1173К. К ним относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих- гипс) и отделочный гипсовый цемент.

По разнообразии. Объектов применение одно из первых мест среди вяжущих занимает гипс. Применение гипсовых материалов и изделий способствует экономии топлива, цемента, снижению трудоемкости и стоимости строительства. Гипс применяется в качестве штукатурного материала, для изготовления орнаментальных украшений и при отделке зданий. Кроме того, используют для изготовления гипсобетонных прокатных перегородок и перегородочных плит.

К сожалению, производство и применение гипсовых изделий в строительной промышленности Кыргызстана по сравнению с другими странами – дальнего и ближнего зарубежья находится еще в самом зачаточном состоянии. В Кыргызстане имеется колоссальный запас гипсового камня, но они почти не используются в промышленности строительных материалов.

Номенклатура

Гипсовые вяжущие (ГОСТ 125-79, СТСЭВ 826-77) получают термической обработкой гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция. Применяют для изготовления строительных изделий всех видов и при производстве строительных работ.

Марку гипсовых вяжущих от Г-2 до Г-25 характеризуют, по прочности при сжатии соответствующих марок меняется в пределах 2….25МПа, а при изгибе 1,2….8МПА.

В зависимости от сроков схватывания различают вяжущие быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (В), с началом схватывания соответственно не ранее 2, 6 и 20 мин и концом не позднее 15, 30.

В зависимости от степени помола различают вяжущие грубого (I), среднего (II), тонкого помола (III) с максимальным остатком на сите с размером ячеек 02 мм, соответственно не более 23,14 и 2%.

Марки гипса Г-2….Г-7, всех сроков твердения и степеней помола предназначены для изготовления гипсовых строительных изделий всех видов.

Обоснование способа производства

Обжиг гипса во вращающихся печах . Вращающиеся печи, применяемые для обжига гипса, представляют собой наклонный металлический барабан, по которому медленно передвигается предварительно раздробленный гипсовый камень. Гипс обжигается топочными газами, образующимися при сжигании различных видов топлива (твердого, жидкого и газообразного) в топочных устройствах при печах.

Наибольшее распространение получили печи типа сушильных барабанов, в которых обогрев производится газами, проходящими внутри барабана. Могут применяться печи и с обогревом топочными газами наружной поверхности барабана, а также печи, в которых топочные газы сначала омываются барабан снаружи, а затем проходят через его внутреннюю полость. В печах с непосредственным обогревом материала между топкой и рабочей полостью барабана часто помещают смесительную камеру, в которой температура выходящих из топки газов понижается за счет смешения с холодным воздухом. Скорость движения газов в барабане составляет 1-2м/с, при большей скорости значительно увеличивается унос мелких частиц гипса. За барабаном устанавливаются обеспыливающие устройства и дымосос.

Ту часть барабана, в которой наиболее интенсивно протекает дегидратация, иногда расширяют, вследствие чего в этой зоне печи замедляется движение, как газового потока, так и материала, обладающего большой подвижностью, особенно в период «кипения». Для замедления диафрагмы. В рабочей полости барабана укреплены приспособление для перемещения гипса в процессе обжига, что обеспечивает равномерную его дегидратацию. Перемещение устройства создаются также большую поверхность соприкосновения обжигаемого материала с горячим газовым потоком. Отсутствие перемешивающих устройств ухудшают условия дегидратации.

Обжиг гипс во вращающихся печах может производиться по методу прямотока и противотока. По первому методу гипсовый камень подвергают воздействию высоких температур в начале обжига, а по второму - в конце обжига. Температура входящих в печь газов при прямотоке 1223-1273К, а при противотоке-1023-1073К. температура выходящих из печи газов при прямотоке 443-493К, а при противотоке-373-383К. При прямоточном методе материал не пережигается, но повышается расход топлива, так как в зоне максимальных температур протекают лишь подготовительные процессы- подогрев и сушка материала, дегидратация же происходит в зоне более низких температур. Предпочтительнее применять вращающиеся печи, работающие по принципу противотока.

Выходящий из печи горячий материал целесообразно направлять в бункера томления или подвергать горячему помолу. Последний особенно эффективно улучшает свойства гипса, так как быстрее происходит выравнивание минерального состава конечного продукта за счет дегидратации оставшегося двугидрата и связывания освобождающейся воды растворимым ангидритом.

Для получения строительного гипса высоко качества во вращающихся барабанах следует обжигать дробленный гипсовый камень с однородным размером частиц. В противном случае происходит неравномерный обжиг материала: мелкие зерна пережигаются вплоть до образования нерастворимого ангидрита, а внутренняя часть крупных зерен остается в виде неразложившегося двугидрата. В практических условиях загружают в печь материал с размером зерен до 0,035м, а зерна размером менее 0,01м отсеивают. Пылевидные частицы образуются в печах вследствие истирания материала при движении в процессе дегидратации, особенно при обжиге более мягких пород гипсового камня. Эти частицы уносятся потоком газов и быстрее проходят через печь, однако часть из них успевает все же полностью дегидратироваться. Желательно обжигать раздельно фракции 0,01-0,2 и 0,02-0,035м. Отсеянную фракцию с размером зерен менее 0,01м можно использовать после дополнительного помола для производства строительного гипса и варочных котлах или для получения сыромолотого гипса, применяемого для гипсования солонцовых почв. Длина применяемых для обжига гипса вращающихся печей 8-14м, диаметр 1,6 и 2,2м; производительность их соответственно 5-15т/ч; угол наклона барабанов 3-5 0 ; число оборотов 2-5об/мин; расход условного топлива 45-60кг на 1т готового продукта.

Вращающиеся печи являются непрерывно действующими установками, обусловливающими компактную технологическую схему. Во вращающихся печах обжигается дробленый гипсовый камень более крупных размеров, чем в варочных котлах, где он хуже перемешивается. Тем не менее, во вращающихся печах при тщательной подготовке материала, правильно подобранных оптимальных условиях обжига и последующего помола обожженного продукта практически можно получить строительный гипс высокого качества. На рис. 1 представлена технологическая схема производства строительного гипса с обжигом во вращающихся печах.

Совмещенный помол и обжиг гипса. Двойная термическая обработка (сушка и варка) даже при совмещении процесса сушки и помола усложняет производственный процесс. В мельнице наряду с помолом и сушкой гипс в некоторой степени дегидратируется. Однако содержание гидратной воды остается еще высоким, вследствие чего требуется доваривать гипс в варочном котле для полного превращения его в полугидрат. Известны схемы производства строительного гипса, при которых окончательная дегидратация гипса до полугидрата производится в самом помольном аппарате. В этом случае температура поступающих в мельницу дымовых газов должна быть более высокой 873-1073К, чем просто при совместной сушке и помоле. Температура же отходящих из установки газов 382-423К. расход условного топлива 40-50кг на 1т строительного гипса. Установки для обжига в процессе помола отличаются компактностью.

Технологические схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются друг от друга главным образом помольными аппаратами (шахтные, шаровые, аэробильные мельницы), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других-с возвратом в мельницу части газов после пылеосадительных аппаратов. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но уменьшает расход топлива.

В установку по совмещенному помолу и обжигу (где обжиг, по существу, происходит во взвешенном состоянии) вследствие повышенной температуры и быстрого обжига наблюдается появление в тонких фракциях и поверхностных слоях крупных частиц растворимого ангидрита, а в центральных слоях этих частиц двуводный гипс остается недегидратированным. Конечный продукт быстро схватывается, в результате чего требуется вводить замедлители.

Характеристика сырья

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный ангидрит (СаSO 4) в основном природный гипс (СаSО 2 *2Н 2 О), а также гипсосодержащие отходы химической промышленности.

Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% СаО, 46,51% SO 3 и 20,93% Н 2 О. это минерал белого цвета, обычно содержащий некоторе количество примесей глины, известняка. Двуводный гипса является мягкими минералом твердость его по шкале Мооса равна. Плотность составляет 2200-2400кг/м 3 .

Примеси известняка являются балластом в производстве строительного гипса, так как последний обжигаются при температуре ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Влажность гипсового камня составляет 3-5% и более.

Природный ангидрит - горная порода осадочного происхождения, состоящая из СаSО 4 . Под действием грунтовых пород вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс, поэтому обычно содержит 5-10% и более двуводного гипса.

Ангидрит порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность 2,9-3,1г/см 3 . чистый ангидрит белого цвета, но в зависимости от содержания в ней примесей имеет различные оттенки.

Отходы химических производств – это дополнительный источник сырья для производства гипсовых вяжущих и рационально используют в качестве побочных продуктов химической промышленности – фосфогипса, борогипса, фторогипса и др.

Кыргызстан богата месторождениями самых разнообразных строительных материалов. Среди них имеется месторождения гипсовых камней таких как Ак-Белекское, Джергаланское, Караванское, Боомское.

Возьмем месторождение гипсового камня Боомское (Сулу-Терекское)- это местность находится в 4км севернее пос. Красный Мост в Чуйском районе. Исследовано партий КГУ в 1954г. предварительно изучено геологическим институтом Академии Наук Кыргызской республики 1984г.

Гипсоносный горизонт приурочен нижнетретичным красноцветным отложением. Общая протяжность 1100м, мощность 40-50м. падение северо-западное под углом 25-40 0 . гипс в глинах присутствует в виде цементирующего примеси, маломощных (5-10см) прожилков, линзочек и отдельных желваков размером 15-20см. Суммарное содержание гипса в породе не превышает 30-40%. В верхней части горизонта залегает пласт белого и красноватого гипса, загрязненным глинистым материалом. Пласт прослежен на протяжении 150м при мощности 3-5м.

Объемный вес необожженного гипса 1,27, обожженного гипса 1,165. нормальная густота 75%. Сроки схватывания: начало через 6мин, конец через 8мин. время текучести 5мин. предел прочности при растяжении в возрасте 7 дней – 3,85кг/см 2 . гипсоносные глины непригодны как сырье для строительных целей и получения удобрения. Отдельные обогащенные гипсами участки таких глин могут использоваться для производства низкосортного гипса и ганжа. В пласте штуфной пробы содержание СаSО 4 *2Н 2 О достигает 91%.

Технологический расчет

Число рабочих дней в году рассчитывается по формуле:

С р =365-(В+П) дней

где С р -число рабочих дней в году;

365-количесвто дней в году;

В-число выходных дней при пятидневной рабочей неделе;

П - праздничные дни.

С р =365-(В+П)=251 дней

Расчетный фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяют по формуле:

Для дробильного отделения: В р =251*2*8*0,92=3694,72

Для обжига: В р =365*3*8*0,92=8059,2

Для помола: В р =365*3*8*0,92=8059,2

Для склада: В р =365*3*8*0,92=8059,2

Режим работы цеха или завода

Для получения 1т строительного гипса потребуется гипсового камня:

С учетом минеральных примесей, влажности и технологических потерь расход камня составит:

А=1,18*100/(100-4)*(100-2)=1,25т

где (100-W) – коэффициент, учитывающий влажность камня;

(100-р) – коэффициент, учитывающий технологические потери.

Годовой расход сырья (гипсового камня)

П с =П г *А, т/год

Где П с - годовой расход сырья (гипсового камня);

А-расход сырья с учетом примесей, влажности и технических потерь;

П г - годовая производительность завода по готовой продукции (по заданию).

П с =100000*1,25=125000 т/год

Суточный расход сырья (гипсового камня):

П год =125000 т/год

П сут. =125000/365=34246,6 т/сут

П см =34246,6/3=114,15 т/смену

П час. обжиг =125000/8760=14,26 т/час

Материальный баланс

Производительность

Производительность дробильного отделения:

П г. др. =125000 т/год

П сут. др. =125000/С р =125000/251=498 т/сут

П см. др. =П сут. /2=498/2=249 т/смену

П час =П г /В р =125000/4016=31,12 т/час

Производительность цеха обжига:

П г =100000 т/г

П сут =100000/С р =100000/365=273,9 т/сут

П см =П сут /3=273,9/3=91,3 т/смену

П час =П г /В р =100000/8760=11,41 т/час

Производительность помола:

П г =100000 т/год

П сут =П г /365=273,9 т/сут

П см =П сут /3=91,3 т/см

П час =П г /8760=100000/8760=11,41 т/час

Производительность цеха или завода

Расчет и подбор оборудования

Склады сырьевых материалов

Склады кусковых сырьевых материалов сооружается и эксплуатирует в соответствии с нормами хранения, а также с нормами технологического и строительного проектирования промышленных предприятий.

Расчет склада производится в следующей последовательности:

1. при выборе типа склада необходима увязка размеров склада и ее расположение с генеральным планом завода.

2. Размеры склада зависят от его типа и формы штабеля, а также схемы механизации. Площадь и емкость склада определяются по следующим формулам:

Где V n - потребная емкость склада (в м 3) для данного материала;

Н n - максимальная высота штабеля ориентировочно составляет 8-12м штабеля с учетом выбранной механизации, при схемах с механизмами, имеющими грейфер:

F=1945/0,87*11=203,23м 2 = 12 х18м,

V n =100000*1,25*7/365*0,9*1,38=1930м 3

Бункера сыпучих материалов

Бункером называется саморазгружающаяся емкость, предназначенная для приема и хранения сыпучего материала (известняка, гипса, активных минеральных добавок, шлака и т.д.). Глубина вертикальной части бункера не должна превышать его максимальный размер в плане более чем в полтора раза. Нижняя часть бункера выполняется в виде воронки, которая может быть квадратной, круглой или прямоугольной. Коэффициент заполнения бункера представляет собой отношение полезной емкости V к геометрической V 0 и выражается формулой , обычно .

Бункера предназначаются для хранения, дробления и помола сырьевых материалов в течение 2-5 часов непрерывной работы агрегата. Выходное отверстие бункера должно в 4-5 раз превышать максимальный размер куска материала. Минимальный размер выходного отверстие бункера принимается 800мм.

Расчет емкости бункера для хранения сырьевых материалов можно производить по следующей формуле:

где П - часовая производительность агрегата (дробилок, шаровых мельниц, сушилок и печей);

n - максимальное время хранения материала в бункере(2-5 часов);

Коэффициент заполнения бункера обычно равен 0,9;

Объемная масса материала, кг/м 3 .

Для щековой дробилки

Для молотковой дробилки

Для печи

Для мельницы

Склады силосного типа для хранения порошкообразных материалов

V ц =А ц *С н /365**К 3 ,

где А ц - производительность завода по гипсу, т/год;

С н - число суток нормативного запаса (10-15суок);

Средний объем вес гипса, загружаемого в силосы (1,2-1,45);

К 3 - коэффициент заполнения силосов из расчета недосыпа 2м до верхнего обреза, обычно составляет 0,9.

V ц =100000*13/365*1,45*0,9=2729,23

В итоге принимаем 2шт. силоса Ф-8, высотой – 25м.

Ведомость оборудования

Описание технологической схемы

Технологические схемы. Технологический процесс в цехах с вращающимися печами можно выразить следующей сокращенной схемой: дробление обжиг размол.

Ниже дается описание технологического процесса производства строительного гипса с применением двух вращающихся печей.

Гипсовый камень, доставляемый автомашиной, разгружается в приемный бункер, из которого пластинчатым питателем направляется в щековую дробилку. Гипсовый щебень из щековой дробилки направляется транспортером в бункер, расположенный над молотковой дробилкой. При переработке гипсового камня, не требующего дробления в щековой дробилке, имеется возможность его подать в бункер, минуя щековую дробилку.

Питание молотковой дробилки осуществляется ленточным питателем продукт дробления подается элеватором на инерционный грохот, которым разделяется на фракции 0-2 и 2-25мм. Фракция 0-2мм используется в качестве гипсового удобрения, а печью и частично на технологическую линию №2.

Две вращающиеся печи, работающие по прямотоку, равномерно питаются щебнем с помощью тарельчатых питателей. Время нахождения материала, в печи 45-50мин. В печь поступает продукты сгорания природного газа, разбавленные воздухом до 900-1100 0 С, которые выходят из печи, имея температуру 170-180 0 С.

Для очистки газов от пыли установлен циклон и электрофильтр. Тяга в системе топка – печь – циклон – электрофильтр создается дымососом.

Обожженный материал подается в емкости над двух - камерными шаровыми мельницами, для питания которых служит тарельчатые питатели. Готовое вяжущее транспортируется на склад пневмотранспортом с использованием насосов.

Контроль производства и качества выпускаемой продукции

Контроль производства гипсовых вяжущих разделяется на оперативный и технологический.

Оперативный контроль обеспечивает установленные технологические нормативы, заданный уровень качества готовой продукции на отдельных участках производства и установленные режимы работы оборудования. Этот контроль осуществляется в основном обслуживающим персоналом.

При обжиге гипса контролируют параметры режима и работу оборудования. За параметрами работ печей наблюдает обжигальщик гипса по показаниям контрольно – измерительных приборов. При обжиге кускового гипса обжига проверяют визуально по излому обожженного щебня. Окончательное заключение о качестве обжига дает лаборатория.

Технологический контроль имеет целью управления производством в целом, обеспечение заданного уровня качества продукции, а также совершенствовании технологии производства и выполняется заводской лабораторией. Она же контролирует свойства гипсовых вяжущих; сроки схватывания, марки, степень помола, нормальную густоту, объемное расширение, содержание примесей и гидратной воды.

В зависимости от качества строительный гипс разделяется на три сорта. Он должен соответствовать следующим требованиям:

тонкость помола (остаток на сите с сеткой №02), % по весу составляет не более: для первого сорта – 15, для второго – 20, для третьего -30.

предел прочности при сжатии образцов в возрасте 1,5г равен, кг/см 2: для первого сорта-53, для второго-45, для третьего-35

начало схватывания составляет не менее 4, а конец - не менее 6 и не более 30мин после начала затвердевания гипсового теста.

время от начало затвердевания гипсового теста до конца кристаллизации должно быть не менее 12 мин.

Добавка в гипс 5% извести улучшает основные свойства затвердевшего гипса (прочность, водо – морозостойкость, текучесть под нагрузкой) и ускоряет сушку. В качестве добавок можно использовать смесь декстрина и растворимого стекла при этом гипс приобретает повышенную водостойкость и прочность.

Строительный гипс отгружается без тары, навалом и транспортируется в закрытых автомашинах. При перевозке он должен быть защищен от увлажнения и загрязнения.

Гипс следует хранить, на закрытых сухих складах (в закромах), имеющих прочный настил и защищенных от увлажнения (пара, грунтовых вод и атмосферных осадков), а также от загрязнения пылью. Пол в складских помещениях должен быть поднять над уровнем земли не менее чем на 30см. Высота штабеля 2м.

Автоматизация производства и техника безопасности на гипсовых заводах

Современные предприятия гипсовой промышленности, как правило, высоко механизированы. Широкое применение на заводах транспортеров, элеваторов, шнеков, мелющих и других механизмов, образующих связанные транспортные системы значительной протяженности, вызывает необходимость соблюдения определенной последовательности включения и выключения отдельных механизмов. Это требует автоматизации производства.

При проектировании, строительстве и эксплуатации новых и реконструкции действующих предприятий по производству строительного гипса и других вяжущих следует руководствоваться «Санитарными нормами промышленных предприятий» и «Правилами по технике безопасности в гипсовой промышленности».

При производстве гипса и изделий из него неблагоприятные условия труда чаще всего обусловливаются повышенной конструкцией пыли и влаги в воздухе помещений, недостаточной тепловой изоляцией печей, варочных котлов, сушильных барабанов, а также выбиванием дымовых газов в помещение, что может привести к ожогам и отравлению, ненадежным ограждением вращающихся частей отдельных аппаратов и механизмов, лестниц, приямков и т.д.

Для борьбы с пылью необходимо все технологическое и транспортное оборудование, в котором образуется пыль, заключать в герметические сплошные металлические кожухи с плотно закрываемыми смотровыми и ремонтными люками, дверцами и другими отверстиями. В местах образования пыли и газов следует устраивать помимо общей вентиляции местную аспирацию для удаления пыли и газов непосредственно из точек их образования. Паропроводящие трубы из варочных котлов, сушильных барабанов и других агрегатов надо присоединять к пылеосадительной системе для улавливания пыли. Очищать дымовые газы и воздух следует в наиболее эффективных пылеосадительных устройствах, в частности в электрофильтрах, гарантирующих очистку газов от пыли не менее чем на 98%.

Общая и местная вентиляционные системы должны обеспечивать надлежащее санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений. Допустимая концентрация пыли и токсических газов в воздухе помещений не должна превышать (мг/м 3)

Для улучшения санитарных условий работы на гипсовых и других заводах вяжущих веществ особое значение имеют замена механического транспорта пневматическим, применение для очистки запыленного воздуха электрофильтров и герметизация пылящего оборудования.

Все вращающиеся части приводов и других механизмов следует надежно ограждать. На заводах должна быть звуковая или световая сигнализация, предупреждающая обслуживающий персонал о пуске того или иного оборудования, также о неполадках на отдельных технологических переделах, могущих вызвать аварии. Все токопроводящие части должны быть изолированы, а металлические части механизмов и аппаратов заземлены на случай повреждения изоляции.

Создание безопасных условий труда должно обеспечиваться также дальнейшим совершенствованием технологии, полной механизацией и автоматизацией всех производственных процессов.

На заводах вяжущих веществ, в том числе и гипсовых, применяют: автоматический контроль технологических параметров централизованное дистанционное управление электроприводами основных и вспомогательных механизмов, а также переключающими и регулирующими устройствами автоматическое регулирование работы отдельных технологических установок и линий.

В настоящее время при изготовлении полуводного гипса осуществляется автоматическое управление работой дробилок, заполнением бункеров гипсовым щебнем, шахтных и других мельниц для помола двуводного гипса, обжигом гипса в варочном котле или вращающейся печи и др.

Схема автоматизации работы периодически действующего варочного котла предусматривает автоматическое отключение винтовых конвейеров для подачи порошка двуводного гипса в котел в тот момент, когда в нем достигнут установленный верхний уровень материала. Это обеспечивается с помощью индикатора уровня соответствующих реле, воздействующих на подачу тока к электродвигателям. В дальнейшем, при достижении заданной температуры с включением соответствующих электродвигателей открываются выпускные затворы варочного котла, и продукт выпускается в бункер выдерживания. После выпуска гипса индикатор нижнего уровня включает соответствующее.

Гипсокартон

Гипсокартон - это строительно-отделочный материал, применяемый для облицовки стен, устройства межкомнатных перегородок, подвесных потолков, огнезащитных покрытий конструкций, а также для изготовления декоративных и звукопоглощающих изделий.

Торцевые кромки листов имеют прямоугольную форму и при устройстве шва с них необходимо снимать фаску (примерно на 1/3 толщины листа).

Условное обозначение гипсокартонных листов состоит из: буквенного обозначения вида листа; обозначения группы листа; обозначения типа продольных кромок листа; цифр, обозначающих номинальную длину, ширину и толщину листа в миллиметрах; обозначения стандарта.

Пример условного обозначения обычного гипсокартонного листа группы А, с утоненными кромками, длиной 2500 мм, шириной 1200 мм и толщиной 12,5 мм: ГКЛ-А-УК-2500×1200×12,5 ГОСТ 6266-97.

Прочность

Оценка прочности гипсокартона при изгибе проводится по результатам испытаний нескольких образцов (3 продольных и 3 поперечных) от партии. Испытания проводятся на образцах шириной 400 мм, установленных на опорах с пролетом L = 40×S, где S - толщина листа. Результаты испытаний (среднее арифметическое) должны соответствовать данным таблицы.

Прочность листов, выпускаемых, превышает минимально допустимые значения. Например, для листов толщиной 12,5 мм разрушающая нагрузка для продольных образцов иногда составляет 730 Н.

минеральный вяжущий гипс обжиг

Масса обычного листа, размерами 2500×1200×12,5 мм (3 м²) составляет около 29 кг.

Пожарно-технические характеристики

Гипсокартонные листы ГКЛ, ГКЛВ, ГКЛО, ГКЛВО относятся к группе горючести Г1 (по ГОСТ 30244), к группе воспламеняемости В3 (по ГОСТ 30402), к группе дымообразующей способности Д1 (по ГОСТ 12.1.044), к группе токсичности Т1 (по ГОСТ 12.1.044).

Транспортировка и хранение.

Транспортируют гипсокартон всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта, в пакетированном виде. Пакет формируется из листов одной группы, типа и размера, уложенных плашмя на поддоны или прокладки, изготавливаемые из дерева или гипсокартонных полос и других материалов, как правило, с обвязкой стальной или синтетической лентой и упаковкой в термоусадочную полиэтиленовую пленку.

Транспортировка и хранение гипсокартона требует соблюдения некоторых правил:

· габариты транспортного пакета (с поддоном или прокладками) не должны превышать 4100×1300×800 мм, масса - не более 3000 кг;

· штабель, сформированный из пакетов, при хранении должен быть не выше 3,5 метров;

· при перевозке транспортных пакетов в открытых железнодорожных и автомобильных транспортных средствах пакеты должны быть защищены от увлажнения;

· при погрузочно-разгрузочных, транспортно-складских и других работах не допускаются удары по листам;

хранить ГКЛ следует в закрытом сухом помещении с сухим или нормальным влажностным режимом раздельно по видам и размерам.

Производство и состав.

Технологический процесс изготовления гипсокартона включает формирование на конвейере непрерывной плоской полосы с сечением заданной формы (требуемой толщины и типа боковых кромок), шириной 1200 мм, состоящей из двух слоев специального картона с прослойкой из гипсового теста с армирующими добавками, при этом боковые кромки полосы завальцовываются краями картона (лицевого слоя). После "схватывания" гипса, происходит резка полосы на отдельные листы, а также сушка, маркировка штабелирование и упаковка готовой продукции.

Для формирования сердечника применяется гипс, который обладает в качестве стройматериала исключительными физическими и техническими свойствами. Материалы на основе гипса обладают способностью дышать, то есть поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающую среду при недостатке. Гипс - это негорючий, огнестойкий материал, он не содержит токсичных компонентов и имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи, его производство и использование не оказывает вредного влияния на окружающую среду. Для достижения необходимых показателей гипсового сердечника, характеризующих его прочность, плотность и т. д., в него добавляются специальные компоненты, повышающие его эксплуатационные свойства.

Другим важнейшим компонентом гипсокартона является облицовочный картон, сцепление которого с сердечником обеспечивается за счет применения клеящих добавок. Картон играет роль армирующей оболочки, и наряду с этим является прекрасной основой для нанесения любого отделочного материала (штукатурка, обои, краска, керамическая плитка и др.). По своим физическим и гигиеническим свойствам картон идеально подходит для жилого помещения.

Описание материала.

Гипсокартон - это композитный материал в виде листов, длина которых 2,5-4,8м, ширина 1,2-1,3м и толщина 8-24мм. Гипсокартон производится из строительного гипса, а гипсовый сердечник оклеен с двух сторон специальным картоном. Из общей массы листа примерно 93% составляет двуводный гипс, 6% - на картон, и последний 1% массы образован за счет влаги, крахмала и органического поверхностно-активного вещества. По своим физическим и гигиеническим свойствам гипсокартон идеально подходит для жилых помещений. Он экологически чист, не содержит токсических компонентов и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, что подтверждают гигиенические и радиационные сертификаты. Гипсокартон - энергосберегающий материал, обладающий еще и хорошими звукоизоляционными свойствами. Негорючий и огнестойкий. Кроме того, гипсокартон “дышит”, то есть поглощает влагу при ее избытке в воздухе и отдает ее, если воздух слишком сухой. Это очень важное, можно сказать неоценимое качества материала, применяемого внутри помещения. Плюс - он имеет кислотность, аналогичную кислотности человеческой кожи. Последние два свойства позволяют гипсокартону регулировать микроклимат помещений естественным путем и в значительной степени способствовать созданию гармоничной атмосферы. Гипсокартон имеет малый вес. При его использовании исключаются неудобные “мокрые” процессы, создающие на объекте некомфортные условия, значительно возрастает производительность труда.

Панели гипсобетонные для перегородок

Технические требования.

1.1 Панели следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам и технологической документации, утвержденным в установленном порядке.

1.2 Основные параметры и размеры

1.3 Панели подразделяют в зависимости от конструктивного решения на типы:

1.4 ПГ-без проемов;

1.5 ПГП- с премами;

1.6 ПГВ- с вырезами.

1.7 Форма и размеры панелей должны соответствовать указанным в рабочих чертежах.

1.8 Панели должны иметь отверстия для пропуска инженерных коммуникаций, замоноличенные трубки, каналы, штрабы или пазы для скрытой электропроводки, гнезда и закладные цилиндры для ответительных коробок, выключателей и штепсельных розеток, если это предусмотрена проектом конкретного здания.

1.9 Условные обозначения панелей – по ГОСТ23009. марка панели состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами.

Список литературы

1. Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев «Химическая технология вяжущих материалов». - Москва ВШ 1980 г.

2. А.В. Волженский, А.В. Ферронская «Гипсовые вяжущие и изделия». - Москва 1974 г.

3. А.В. Волженский «Минеральные вяжущие вещества». - Москва 1986 г.

4. М.Я. Сапожников, Н.Е. Дроздов Справочник по оборудованию вводов строительных материалов. - Москва 1970 г.

Курсовой проект
защищен с оценкой _________
Руководитель проекта
_______ Е. Ю. Иванова

Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Вяжущие вещества» на тему
«Цех по производству строительного гипса с одновременным обжигом и помолом сырья»
Выполнил:
студент П. Л. Смирнова

Руководитель
Е. Ю. Иванова

Пермь 2009

Содержание
Введение 2
1 Обоснование целесообразности строительства проектируемого производства. Номенклатура выпускаемой продукции. 3
2 Технологическая часть 4
2.1 Расчет и обоснование мощности и режима предприятия 4
2.2 Характеристика сырьевых материалов. Расчет материального баланса 5
2.3 Выбор технологической схемы производства 6
2.4 Технико – экономически показатели 13
2.5 Расчет технико-экономических показателей 14
2.6 Контроль производства и качества готовой продукции 15
2.7 Мероприятия по охране труда и экологии производства 17
Список литературы 21

Введение

Обоснование целесообразности строительства проектируемого производства. Номенклатура выпускаемой продукции.

Технологическая часть

Расчет и обоснование мощности и режима предприятия

Характеристика сырьевых материалов. Расчет материального баланса

В таблице 1 приведены расходы сырья на каждом этапе производства:
Таблица 1 - Расход сырья

Таблица 2 – Режим работы цехов

2.3 Выбор технологической схемы производства

Расчет и подбор основного технологического оборудования

Определяем ёмкость складов и силосов. Определение ёмкости и размеров силосов зависит от принятого режима работы предприятия и необходимых нормативных запасов сырья и продукции.
Объем склада запаса сырья рассчитывается по формуле:

Псут – суточная производительность, т;
z – нормы общего запаса в сутки.
Минимальный объем склада летом:

Минимальный объем склада зимой:

Высота склада, h = 12 м, площадь склада, S = 800 м 2 .
Реальный объем склада V = h S=12 800=9600 м 3 .
Объём силосного склада рассчитывается по формуле:
, где
Пгод – годовая производительность, кг;
Сн – число нормативных суток запаса (для гипса – 15-30 дней);
kз – коэффициент заполнения силоса (принимаем равным 0,9).

Для складирования принимаем 3 силоса:
1 – диаметр 6 м, высота 21,5 м, ёмкость 500 м 3 ;
2 – диаметр 6 м, высота 21,5 м, ёмкость 500 м 3 ;
3 – диаметр 6 м, высота 31,2 м, ёмкость 750 м 3 ;
Емкость расходных бункеров рассчитывается на четырехчасовую производительность аппаратов, перед которыми они установлены. Объем бункера определяется по формуле:
V бун = П ап? T/(? нас? К нап),
где П ап – производительность оборудования, т/ч;
Т = 4 ч;
? нас – насыпная плотность материала, т/м 3 ;
К нап = 0,9 – коэффициент наполнения бункера.
Рассчитаем емкость расходных бункеров:
- кускового гипсового камня:
V бун = 8,7 ? 4/(1, 35 ? 0,9) = 28,6 м 3 .
- перед дробилками:
V бун = 27 ? 4/(1,35 ? 0,9) = 88,9 м 3 .
- перед мельницей:
V бун = 8,6 ? 4/(1,35 ? 0,9) = 28,3 м 3 .

Технико – экономически показатели

2.5 Расчет технико-экономических показателей

Количество ИТР и служащих:
25*10/100=3 человека

Определяем коэффициент k c:

Трудоёмкость определяется:
, где Гч – годовое кол-во человека-часов; Пгод – год. производительность

Производительность труда определяется:
, где kc – списочный состав

Контроль производства и качества готовой продукции

Мероприятия по охране труда и экологии производства

Список литературы

Балдин В.П. Производство гипсовых вяжущих материалов. – М.: Высшая школа, 1988. – 167 с.
http://www.diamond-nn.ru/rus/i nformation/?ArticleId=105
Булычёв Г. Г. Смешанные гипсы. - М.: Высшая школа, 1952. - 231 с.
Овчаренко Г. И. Гипсовые вяжущие вещества. – Издательство: АлтГТУ, 1995. – 29 с.
Силенок С. Г. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Машиностроение, 1990. – 415 с.
Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. – М.: Стройиздат, 1986. – 464 с.
Вихтер Я.И. Производство гипсовых вяжущих. – М.: Стройиздат, 1974. – 336 с.
Горбовец Н. В. Производство гипса. – М.: Высшая школа, 1981. – 176 с.