Патент на изобретение №2285676
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области производства портландцементного клинкера сухим, полусухим, мокрым и комбинированным способом. Энергосберегающий способ производства портландцементного клинкера включает спекание во вращающейся печи при температуре 1380-1450°С технологической смеси известняка и глинистого материала – осадка очистных сооружений – полей орошения станций аэрации влажностью от 8,0 до 90% при весовом соотношении известняка к указанному осадку от 1:0,4 до 1:1,3. Технический результат – экономия известняка, топлива и энергии при производстве клинкера, удешевление производства портландцемента, решение экологических проблем регионов за счет утилизации осадков очистных сооружений в широком диапазоне влажности. 5 табл.
Изобретение, заявленное в качестве патента, относится к области промышленного производства портландцементного клинкера сухим, полусухим, мокрым и комбинированным способами при утилизации промышленных отходов-осадков очистных сооружений (1-11). Известные способы производства портландцементного клинкера осуществляют спеканием смеси известняка и глин в примерном соотношении 3:1 соответственно во вращающихся печах при температуре 1380-1450°С. Образующийся после спекания клинкер измельчают, а затем смешивают в разных пропорциях с измельченными шлаками, золой, пуццоланами, гипсом и рядом других добавок. Производство цементного клинкера в Европе в некоторых случаях осуществляют спеканием известняка с предварительно высушенными при температуре 85°С осадками очистных сооружений. Перечисленные выше способы производства цементного клинкера обладают существенными недостатками, связанными, прежде всего, с высоким расходом теплоносителей. Самым экономичным из них является сухой способ производства цементного клинкера. На производство одного килограмма клинкера сухим способом, по данным (5), расходуют 3218 кДж тепла. Используемый ЗАО “Дакт-Инжиниринг” способ производства цементного клинкера с применением известняка и высушенного осадка очистных сооружений, который обладает теплотворной способностью в 11 тысяч кДж на килограмм осадка, в связи с этим кажется безальтернативным, поскольку позволяет существенно снизить расход топлива на его производство. Однако применение высушенного осадка и является существенным недостатком этого способа, поскольку для его осуществления необходимо удалить воду из влажных осадков. Для удаления воды из осадка влажностью в 71,0%, из которого можно произвести одну тонну цементного клинкера, необходимо затратить 4826157 кДж тепла, что существенно выше расхода тепла (3762000 кДж), необходимого для получения одной тонны клинкера классическим способом. Таким образом, вместе с затратами на сооружение и эксплуатацию завода по сушке осадка резко снижается экономическая эффективность способа производства портландцемента с применением высушенного осадка. Предлагаемое изобретение устраняет отмеченные выше недостатки способов производства портландцемента и по экономической эффективности уравнивает между собой все принятые в мировой практике способы производства портландцементного клинкера. Технический результат изобретения достигается тем, что энергосберегающий способ производства портландцементного клинкера, включающий спекание во вращающейся печи при температуре 1380-1450°С технологической смеси известняка и глинистого материала – осадка очистных сооружений – полей орошения станций аэрации влажностью от 8,0 до 90% (влажного осадка) при весовом соотношении известняка к указанному осадку от 1:0,4 до 1:1,3. Парадоксальность предлагаемого способа состоит в том, что все энергетические затраты на производство портландцемента компенсируются энергетическими возможностями органических веществ, входящих в состав осадка. Энергетическая способность органических веществ, входящих с состав осадка очистных сооружений, составляющих около 50.0% массы сухого вещества, достигает 11-19 тыс. кДж на килограмм осадка. Это обстоятельство позволяет без затрат на сушку осадка снизить расход топлива на производство портландцементного клинкера и сделать альтернативными все принятые в мировой практике способы его производства. Осадки станций аэрации представляют собой мелкодисперсный (около 200 мкм) глинообразный продукт темного цвета общей влажностью до 90.0%. Осадки с полей орошения различных регионов обладают влажностью, которая изменяется в пределах от 8.0 до 97.0%. Влага осадка представлена водой, связанной с белком микроорганизмов осадка (около 50.0%) и не связанной водой (около 20.0%), распределенной в свободном от сухого остатка осадка объеме. Типичный химический состав компонентов сырьевой смеси, который может быть использован для производства цементного клинкера с применением осадка станций аэрации, приведен в Таблице 1. В Таблице 1 приведены и расчетные величины, необходимые для определения состава технологической смеси. В Таблице 2 приведены расчетные нормы сырьевых компонентов технологической сырьевой смеси, необходимых для производства одной тонны цементного клинкера из известняка и суглинка, известняка и осадка станций аэрации. Из данных таблиц видно, что на производство одной тонны цементного клинкера с применением осадка станций аэрации известняка требуется на 179 кг меньше, чем при производстве одной тонны клинкера из известняка и суглинка классическим сухим способом. Из данных Таблицы 2 видно также, что для производства одной тонны цементного клинкера из технологической смеси необходимо удалить 1976 кг воды. Предложенным способом воду из технологической смеси удаляют ее нагреванием теплом, которое выделяется при сгорании органических веществ осадка, теплотворную способность которых оценивают в 11000-18750 кДж/кг. Как видно из Таблицы 3, этого количества тепла достаточно для удаления воды из технологической смеси и сокращения расхода теплоносителя, необходимого для спекания смеси в клинкер. Сопоставление результатов, приведенных в Таблице 3, с известными литературными данными (5) дано в Таблице 4. Анализ данных Таблицы 4 показывает, что производство портландцементного клинкера с применением осадка станций аэрации снижает расход энергии, необходимой для спекания технологической смеси, за счет выделения в систему тепла осадка от сгорания органических веществ. Несмотря на высокую влажность технологической массы, превышающую влажность технологической смеси, используемой при мокром способе производства портландцементного клинкера (30.0-40.0%), потребление энергии на производство клинкера ниже, чем в производстве его сухим способом. Экспертная оценка физико-технических и механических свойств портландцементного клинкера, получаемого из технологической смеси известняка и влажного осадка станций аэрации, приведена в Таблице 5. Результаты экспертной оценки наглядно показывают возможность получения высококачественного цементного клинкера предложенным способом. Внедрение процесса в промышленное производство портландцементного клинкера позволит решить экологические проблемы регионов и получить строительный материал, отвечающий ГОСТ 23464-79. Реальная экономия тепла на предприятии мощностью 730000 тонн портландцементного клинкера может составить за счет экономии топлива до 730 тыс. Гкал в год. Приведенные в заявке расчеты и результаты испытаний образцов цементного клинкера, полученного прокаливанием технологической смеси известняка и влажного осадка станций аэрации, позволяют четко сформулировать формулу изобретения.
Формула изобретения
Энергосберегающий способ производства портландцементного клинкера, включающий спекание во вращающейся печи при температуре 1380-1450°С технологической смеси известняка и глинистого материала – осадка очистных сооружений – полей орошения станций аэрации влажностью от 8,0 до 90% при весовом соотношении известняка к указанному осадку от 1:0,4 до 1:1,3.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 12.04.2007
Извещение опубликовано: 20.07.2008 БИ: 20/2008
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
