Способ изготовления легкого заполнителя

О П И С А Н И Е пи 734162ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцналисткческнкРеспублык(51)М. Кд, С 04 В 31 Ю 2 Ркударстеаниый комнтет СССР до делам каебретенкй н еткрытнйДата опубликования описания 18.05.80 В. Н. Образцов, В. В. Хрулев, В. АСнытников,(72) Авторы изобретения Т. А. Ускова и Г, В. Березина Опытный завод эольного гравия(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ 1Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству искусственных легких заполнителей для бетона, в. частности кспособу изготовления вспученного гравияиз золы теплоэлектростанций (ТЭС),Для изготовления вспученного зольного гравия используют золы уносы, накопленные в эолоотвалах, содержащие несгоревший уголь, в среднем 10-15%,1 О который препятствует процессам спекания и вспучивания при обжиге. Вспученный эольный гравий с низким объемным весом и.прочный можно получить при обжигееольного сырья, содержащего менее, 3% угля, Йля этого исходное сырье подвергают предварительной подготовке для сиижения содержания угля.Известен способ изготовЛания вспученного эольного гравия из эолы с содержанием остаточного угла более 3% путем измельчения эолы мокрым помолом, удаления угля. флотацией последующим обезвоживанием золы до остаточной влажности 15;ЮЪ,2гранулированием, суйкой н. обжигом гранул при 1150-1180 фС. Недостатком способа является его многостадийность, повышенная энергоемкость, что обуславливает его ограниченное прнменениеН),Известен способ изготовления зольного гравия, включающий гранулированне сырья, предварительйую термообработку. гранулнрованного сырья во вращающейся печи, при 500-1000 С, охлаждение гранул, последующее их нэмельченйе, повторное гранулированне, обжиг полученных гранул при 1150-2300 С в другой вра щающейся печи и охлаждение конечного поодуктаИ. Недостатком данного способа является продолжительность процесса изготовления эольного гравия иэ золы с повышенным содержанием несгоревшего угла, Так лабораторные испытании способа пл казали, что продолжительность предварн тельной термообработкв даже прн максимальной температуре 1000 С для сни-о15 з 7341жения содержания угля с 10-15% до 3%и менее составляет 110 мин. Такая продолжительность предварительной термообработки приводит к механическому истиранню и разрушению гранул до пылеобразного состояния. Кроме того, температурапредварительной термообработки (до1000 С) недостаточна для контактногоспекания частиц золы, так как температура начала плавления золы составляет 10оне менее 1100 С, что также приводитк разрушению гранул до пылеобразногосостояния.Другим недостатком данного способаявлются повышенные энергоэатраты,связанные с использованием двух вращающихя печей: для предварительнойтермообработки и для обжига, а такжес промежуточными операциями охлажде 130ния термоподготовленных гранул, их измельчения, повторного гранулирования иповторного нагрева гранул до температуры обжига,Наиболее близким по технической сущ 25ности и достигаемому эффекту к данно 4 уизобретению является способ изготовлениялегкогоЪаполнителя иэ зол с повышеннымсодержанием (до 19%) несгоревшегоугля путем термообработки сформирован 30ных гранул в среде твердого теплоносителя. при температуре, соответствующейверхнему пределу интервала вспучиванияматериала 1050-1200 С и охлажденияЯ, Обжиг в среде твердого тплоноси-теля при этих температурах требуетпродолжительной изотермической выдержки для выжигания угля. Так при использовании золы с остаточным содержаниемугля 18% его содержание в гранулах40в течение 15 мин обжига понижаетсятолько до уровня 14%, Следовательно,такой режим обжига не обеспечиваетвжит;ания угля до предельно допустимогосодержания - менее 3%,45Объемная насыпная масса заполнители колеблется от 500 до 800 кг/м,5Цель изобретения - интенсификаций процесса выжигания угля и снижение .дбьемной насыпной массы заполнится.1 ЭтоЯдостигается тем, что в способе изготовления легкого заполнителя из зол с повышенным содержанием несгоревшегоугля путем термообработки сформированйцх гранул в среде твердоо теВюноси 55таей и охлаждения, термообработкуЭгранулосуществляют путем нагрева ихсо скоростью 650-700 С мин до 1350о1400 С, выдержки при этой температу- о 62 4ре в течение 15-16 мин и последующегоснижения температуры до 1150-1180 Сосо скоростью 14-17 С/мин,Способ осуществляется следующимобраз омфОтформованные гранулы из мчогоуглистой золы с содержанием несгоревшего угля 10-15% поступают во вращающуюся прямоточную печь в зону предварительной термообработки совместнос твердым теплоносителем, например,с крупнозернистым кварцевым песком всоотношении 1;0,25 по весу, В зонепредварительной термообработки гранулыподвергаются действию газового потокас температурой 1450-1500 С, при этомгранлы нагреваются со скоростью 650700 С/мин от 20 С до 1350-1400 С,При температуре.1350-1400 С, превышающей температуру начала плавленияозолы, составляющей не менее 1100 С,происходит контактное спекание частицзолы сначала на поверхности гранул собразованием запекшейся, обезуглероженной, мелкопоризованной оболочки, котораяпредотвращает механическое истираниеи разрушение гранул во время пересыпания и поступательного движения во вращающейся печи,ОПри температуре 1350-1400 С гранулы выдерживают в печи в течение 1516 мин, За время иэотермической выдержки происходит интеНсивное выгораниеугля из рыхлой сердцевины гранул,Твердый теплоноситель улучшает теплообмен, способствует выгоранию угля,предотвращает контактное спекание гранул друг с другом и, замедляя нх прод-вижение вдоль печи, обеспечивает необходимое время предварительной термообработки и последующего обжига. Послесгорания угля до содержания 1-3%зольные гранулы размягчаются, приобретают пиропластическое состояние и затем,поступают в зону обжига, в которой спекаются и вспучиваются.Обжиг осуществЛяют при снижениитемпературы от 1350-1400 до 11501180 С со скоростью 14-17 С/мин. Пооокончании процесса вспучивания гранулыотделяются от твердого теплоносителя ипоступают на охлаждение.При подшихтовке отощающими добавками возможно переработать предложенным способом золы ТЭС с содерщайиемугля в золе до 20-30%.р и м е р . Пля осуществленияспособа изготовлениязольного гравия162 6Сравнительные качественные показатели заполнителя полученного по известному способу 11 и предлагаемому 1.21; 734 используется прямоточная вращающаясяпечь, оснащенная комбинированным горелочным устройством, Горелочное устройство включает короткофакельные пери.ферийные горелки (28 штук) и центральную длиннофакельную горелку типа ГВП,Загрузка гранулированного материала итугоплавкого компонента (кварцевогопеска крупностью 0,5-2,0 мм) производится в зону действия короткого факела, где создается интенсивный термоударпри температуре газовой среды 1450-.1500 С,Кварцевый песок, нагретый в зонетермоудара, играет в дальнейшем тепловом процессе роль твердого теплоносителяи совместно с гранулами поступает виэотермическую зону выжигания угля.Температура материала в этой зоне поддерживается на уровне 1350-1400 С сопомощью длинного факела центральнойгорелки.Повышение температуры материалаобеспечивается также за счет экзотерми 2ческого процесса выл орания угольныхчастиц,Относительная скорость продвижениякварцевого песка вдоль печи в 3-4 разаменьше гранул, поэтому, накапливаясьдо обьема обжигаемого материала, кварцевый песок резко замедляет поступательное движение гранул вдоль печи, чтопри повышенной температуре обеспечиваетнаиболее полное протекание физикехимических процессов окисления угольныхчастиц с последующей поризацией силикатного расплава,Содержание в зоне несгоревшего угля%Характеристика готового продукта опытного завода зольМого гравия . в г. Дзержинскемарка пробъемнойнасыпной 13,5 13,5 10 15 массе,кг/м5 700-800 450-500 прочностьпри сдавливании в цилиндре,кгс/см 42-56 22-34 остаточное содержаниеугля, %структурагравияПроизводительность печи по 7-8 0,3-0,6 плотная ЗО 35 Режимы обжигав среде твердого теплоносителя 1050-1100 С 40 Способ изготовления легкого заполнителя из зол с повышенным содержанием 45 несгоревшего угля путем термообработкисформованных гранул в среде твердого теплоносителя и охлаждения, о т л и - чающийся тем,что,сцелью интенсификации процесса выжигания угля и снижения объемной насыпной массы заполнителя, термообработку гранул осуществляют путем нагрева их со скоростью 650-700 С/мин. до темпераотуры 1350-1400 С, выдержки при этой температуре в течение 15-16 мин. и последующего снижения температуры до 1150-1180 С со скоростью 14 17 С/мин. 1350 Измерение температур со стороны загрузки и выгрузки печи производилось плетино-платинсродиевой тсрмопарой, а по длине печи - оптическим оадиационным прибором ОППИРСкорость нагрева материала в зоне термоудара, С /мин 677оПродолжительность изотермической выдержки в зоне выжиганич угля, мин 16 Температура материала в зоне выжигания,ОСПродолжительность пребывания материалав зоне вспучивания, мин 12 Температурный градиент спада температур материала в зоне вспучивания на7 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРа 514794, кл. С 04. В 31/20,1976, 734162 8 2. Авторское свидетельство СССР% 896734, кл. С 04 В 31/20, 1971 3. Пржецлявский В, А, и др. Получение пористых заполнителей в кипяшем слое теплоносителя, сб. трудов ВНИИстромф,1973, вип. 27/55, с, 82-87.Заказ 1097/31 . Тираж 671 Подпв:иое ЦНИИПИ Гбсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Промтная, 4