По курсу «Современные проблемы химической технологии вяжущих веществ»

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

По курсу «Современные проблемы химической технологии вяжущих веществ»

1. Современное состояние цементной промышленности России

Цемент является одним из видов продукции, определяющих технический и экономический потенциал страны, поэтому его производство развивается в мире ускоренными темпами и в настоящее время превысило 3 млрд.т в год.

Для КНР характерно производство цемента в массовом порядке, то есть много мелких кустарных производств, но в последнее время строятся новые современные мощные цементные заводы с производительностью 3-4 млн.т/г.

В Индии, как и в Китае развитие цементной промышленности идет по пути сокращения кустарного производства и строительства современных заводов с новейшей технологией.

США в течение многих лет, начиная с 1978 года устойчиво развивается и в настоящее время занимает 3 место в мире.

Япония. В этой стране насчитывается 22 фирмы, в состав которых входят 58 заводов

Южная Корея. Только за последнее десятилетие из страны, находящейся в последней десятке стран, выпускающих считанное количество цемента, превратилась в ведущую страну и занимает 5 место в мире по объему производства Ц.

2. Основные проблемы цементной технологии

Одной из важнейших проблем для большинства цементных предприятий является высокая энерго-, материало- и трудоемкость производства цемента.

Таким образом, для успешного развития цементной промышленности необходимо решение четырех проблем:

- снижение энергозатрат на производство цемента,

- ресурсосбережение,

- повышение качества цемента расширение выпуска эффективных видов цемента,

- улучшение экологии окружающей среды и обеспечение экологической безопасности производства цемента

3. Основные расходные статьи теплового баланса при мокром способе производства

Наименование Статьи	Удельный расход
тепла, кДж/кг	топлива, кг усл.топ/т	%
клинкерообразование	1700-1900	58-65	34-22
испарение воды	1900-3100	65-106	37-38
потери с отходящими газами	700-2000	24-68	14-24
Потери в окружающую среду при охлаждении клинкера	200-400	7-14	4-5
итого	500-8400	171-287

 

4.Влияние различных факторов на расход тепла при обжиге клинкера

На расход тепла при обжиге клинкера оказывает влияние ряд факторов: влажность шлама, степень теплообмена, параметры процесса обжига, скорость движения материала печи, рациональное сжигание топлива, состояние футеровки печи, образование и выделение пыли.

5. Пути снижения влажности шлама

Цементные сырьевые шламы — полидисперсные и полиминеральные системы, в которых твердая фаза представлена частицами известняка, кварца, глины и других материалов, а жидкая — водой. Размер частиц твердой фазы колеблется в широких пределах — от 1 до 100 мкм.

Крупные фракции представлены обычно кварцем, известняком, полевым шпатом, а мелкие — глинистыми минералами, диоксидом кремния, оксидами железа, алюминия и некоторыми другими соединениями. Сырьевые шламы могут рассматриваться как полуколлоидные системы, в которых частицы коллоидно-дисперсной фазы (мицеллы-ассоциаты), образованные скоплением молекул или ионов растворенного в дисперсионной среде вещества, находятся в равновесии с окружающим раствором.

Влажность шлама в значительной степени обусловлено природой сырьевых компонентов. Известняковый компонент мало влияет на влажность шлама. В большей степени на этот показатель влияет глинистый компонент. Все глины представляют собой мелко дисперсный материал и его влияние на влажность шлама обусловлено их водопотребностью.

В водной среде глинистая частица может диссоциировать по типу кислоты, приобретая отрицательный заряд, поэтому ее можно рассматривать как очень слабую кислоту, способную к катионному обмену. Соответственно это обусловливает такие характеристики шлама, как структурная прочность, обозначаемая Р_m и вязкость ή.

6. Теплообмен во вращающейся печи

При навеске свободно висящих цепей к корпусу печи крепится один конец, а другой остается свободным. При навеске гирляндами цепь одним концом подшивается к одному кольцу корпуса печи, а другим – к другому кольцу. Точки подвеса смещены по окружности, в результате при вращении печи поднимается один конец раньше, чем другой. Это обстоятельство способствует продвижению материала.

Состояние цепной завесы является одним из основных факторов, определяющих расход топлива при обжиге клинкера. Установлено, что уменьшение сечения цепей с 20 до 12 мм (то есть износ цепей) вдвое уменьшает массу цепной завесы.

В качестве минерализаторов обычно применяют соли фтористоводородной кислоты, кременефтористые соединения, сернокислый и хлористый кальций. Эффективны в этом отношении цинк, медь, кобальт и другие тяжелые металлы.

Действие минерализаторов в процессе обжига сырьевой смеси объясняется следующими факторами:

В присутствии минерализаторов жидкая фаза в клинкере появляется при более низкой температуре, чем без минерализатора. В связи с этим кристаллизация клинкерных минералов происходит быстрее и при более низкой температуре.

2. Минерализатор снижает вязкость жидкой фазы и тем самым ускоряет процесс минералообразования.

Двухпоточная технология

Р-обжиг

Радиационная технология

17. Составы сырьевых смесей и оптимальные режимы обжига клинкеров для особобыстротвердеющих цементов

18. Энергосберегающая двухпоточная технология производства клинкера

19. Энергосберегающая технология производства сульфатированных клинкеров

20. Особенности технологии низкотемпературного (солевого) синтеза клинкера

21. Снижение теплоэнергозатрат при «Р-обжиге» цементного клинкера

22. Влияние коэффициента избытка воздуха (a) на общий расход топлива при обжиге клинкера

коэффициент избытка воздуха, обозначаемый буквой α. Увеличение α с 1,1 до 1,8 повышает расход тепла на 130 ккал/кг.

Однако снижении избытка воздуха менее 1,05 может сопровождаться не полнотой сжигания топлива. В составе отходящих газов появляется СО, что свидетельствует о восстановительном характере газовой среды в печи. В этом случае кроме перерасхода топлива снижается качество клинкера.

23. Роль обмазки в зоне спекания и ее влияние на общий расход топлива при производстве цементного клинкера

24. Способы использования альтернативного топлива для замены природного

Типы топливных отходов	Калорийность, кДж/кг
Дерево	приблизительно 16
Бумага, картон	3 – 16
Текстиль	до 40
Пластмасса	17 – 40
Фракции процесса (PDF)	14 – 25
Резина/шины	26-30
Промышленные осадки	8 – 14
Городские осадки сточных вод	12 – 16
Животные пищевые отходы и жиры	14 – 18, 27 – 32
Животные пищевые отходы (животные остатки)	14 – 21,5
Отходы угля/углерода	20 – 30
Сельскохозяйственные отходы	12 – 16
Твердые отходы (пропитанные древесные опилки)	14 – 28

 

25. Влияние топливосодержащих добавок в составе портландцементных сырьевых смесей на процессы минералообразования

26. Способы повышения коэффициента полезного действия (КПД) холодильников вращающихся печей

Для снижения потерь тепла в горячем конце печи, необходимо обеспечить высокий коэффициент полезного действия (КПД) холодильника, хорошую теплоизоляцию корпуса печи, малую величину коэффициента избытка воздуха, снижение подсосов воздуха и рациональное сжигание топлива. Повышение КПД холодильника достигается оптимизацией его работы: максимальным использованием тепла охлаждаемого клинкера и количества вторичного воздуха, резким охлаждением клинкера до 100⁰С, чтобы повысить его размолоспособность, предотвратить пылевыделение из холодильника и транспортеров, увеличить срок службы колосников.

Сущность высокой эффективности экономии топлива при охлаждении клинкера заключается в том, что часть теплоты топлива заменяется теплотой горячего вторичного воздуха, при этом значительно повышается теплообмен в печи. На практике это приводит к уменьшению температуры отходящих газов, улучшению образования обмазки печи в зоне спекания и снижению температуры корпуса печи. Совершенствование конструкции холодильника в основном направлено на обеспечение рационального аэродинамического режима, что приводит к улучшению теплотехнических параметров работы печи. При этом предусматривается: 1) максимальная продувка воздуха через горячую камеру холодильника, 2) обеспечение необходимого разрежения в головке печи, 3) предотвращение выброса пыли на клинкерный транспортер.

27. Современные энергосберегающие схемы помола цемента

28. Влияние поверхностно-активных веществ на расход электроэнергии при помоле цемента

29. Классификация отходов, применяемых в цементном производстве

Обычно анализ влияния на процесс клинкерообразования сопоставляют с составом применяемых промышленных отходов. Наиболее эффективными из них являются те, которые содержат соединения сильных кислот (фтор-, хлор-, серосодержащие отходы совместно с элементами повышенной кислотности (шлаки ферро- и силикомарганца, марганцовые руды, шлаки цветной металлургии). В целом характер влияния различных элементов и их композиций на процесс клинкерообразования соответствует их действию на структуру и свойства клинкерного расплава.

30. Проблемы использования отходов в технологии вяжущих материалов в нашей стране

31. Основные требования, предъявляемые к побочным продуктам и отходам других отраслей промышленности, используемым при производстве цемента

32. Применение отходов в качестве сырьевого компонента

33. Промышленные отходы, используемые в качестве корректирующего компонента сырьевой шихты.

34. Применение отходов в качестве минерализаторов

35. Виды и технологические свойстваотходов, используемых в качестве активной минеральной добавки к цементу

36. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности, используемые в цементном производстве

37. Золы-уноса и золошлаковые отходы, используемые в цементном производстве

38. Проблемы использования альтернативного топлива в цементном производстве

39. Отходы химической промышленности, используемые при производстве вяжущих материалов

40. Техногенные материалы металлургической промышленности, используемые вцементном производстве

41. Требования к шлакам черной металлургической промышленности для цементного производства

42. Виды и свойства шлаков цветной металлургии

43. Нефелиновый шлам как компонент сырьевой смеси. Условия образования, примерный состав, особенности применения

44. Возможности использования отходов переработки бокситов в цементном производстве

45. Возможности использования отходов городского хозяйства в строительной индустрии

46. Техногенные материалы, используемые в производстве гипсовых вяжущих

47. Экономическая эффективность использования отходов в производстве вяжущих материалов

48. Ресурсосбережение и пути его реализации в условиях цементного производства

49. Технологическая подготовка отходов, применяемых в производстве цемента

50. Способы использования собственных отходов в цементном производстве

 

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

по курсу «Современные проблемы химической технологии вяжущих веществ»

1. Современное состояние цементной промышленности России

Цемент является одним из видов продукции, определяющих технический и экономический потенциал страны, поэтому его производство развивается в мире ускоренными темпами и в настоящее время превысило 3 млрд.т в год.

Для КНР характерно производство цемента в массовом порядке, то есть много мелких кустарных производств, но в последнее время строятся новые современные мощные цементные заводы с производительностью 3-4 млн.т/г.