Энергоэффективные технологии производства извести

Виктор Бильдюкевич Энергосберегающая технология производства извести из рыхлого мела // Архитектура и строительство25.06.2007

Известь также является одним из самых энергозатратных продуктов. В балансе энергоресурсов в системе Минстройархитектуры на ее долю приходится 10,7 % общего объема потребления.

Для производства извести в Беларуси существуют большие запасы мела, характеризующегося достаточно высоким содержанием СаСО₃, но имеющего высокую карьерную влажность и весьма низкую прочность. К сожалению, камнеподобным сухим карбонатным сырьем, которое можно было бы обжигать на кальциевую известь в высокоэкономичных шахтных печах, республика не располагает.

Действующая технология производства извести предопределена рыхлостью и влажностью сырья. Обжиг его производится во вращающихся печах так называемым “мокрым” способом, который имеет два весьма существенных недостатка:

– высокий удельный расход топлива на единицу продукции;

– качество выпускаемой извести, имеющей малую, не превышающую 75 % активность, низкое.

В то же время по химическому составу сырье хорошее. Содержание в нем карбоната кальция дает возможность получить известь первого сорта активностью 90 % и более. Однако из-за несовершенства технологии ведущие известковые заводы страны в Волковыске и Гродно выпускают более 90 % извести третьего сорта.

На сегодняшний день в стране затрачивается 280–320 кг условного топлива на производство 1 т извести 2–3-го сорта. Это в два раза больше, чем при обжиге сухого прочного кускового известняка в современных шахтных печах. Для отечественного сырья с влажностью от 25 до 30 % технически достижимый удельный расход условного топлива составляет 180–200 кг на 1 т извести второго сорта. Как видно, в реальности энергозатраты в 1,5–2,0 раза выше.

Дело в том, что в принятом у нас “мокром” способе к влажному природному сырью в процессе производства добавляют воду, которую затем нужно испарять, затрачивая дополнительное топливо. При выпуске 1 т извести во вращающейся печи из мелового шлама влажностью 44% приходится испарять до 1,3 т воды: 600 кг природной влаги сырья и 700 кг добавленной при роспуске мела в меловой шлам. Только на это дополнительно уходит 30% топлива.

Кроме того, высокий удельный расход тепла при обжиге минерального сырья во вращающейся печи вызван тем, что обжигаемый материал занимает лишь 10 % объема и сечения печи, что не способствует интенсивному теплообмену из-за плохого контакта греющего газа с материалом. В результате расход топлива возрастает, а уровень декарбонизации сырья низкий.

К тому же для вращающихся печей из-за отсутствия тепловой изоляции характерен высокий (18–20 %) выход тепла в окружающую среду – в 2–3 раза больший по сравнению с печами других конструкций. Во вращающихся печах происходит также дополнительное измельчение материала, это вызывает повышенный пылевынос из печи и снижает экономичность. Что касается производства порошковой извести, то после обжига мела во вращающихся печах полученную комовую известь размалывают в энергоемких шаровых мельницах, в которых до 40 % энергии уходит на внутреннее трение и нагрев размалываемого материала.

Таким образом, существующая технология, которой более 40 лет, и ее техническое обеспечение устарели по двум основным критериям – качеству выпускаемой продукции и удельному расходу энергоносителей. Это и явилось толчком к созданию новой, свободной от этих недостатков технологии производства извести.

“Сухой” способ производства извести на вращающихся печах.

В Беларуси имеется девять вращающихся печей для обжига извести “мокрым” способом из мелового карбонатного сырья:

– 5 печей 3,6х110 м, ОАО “Красносельскстройматериалы”;

– 2 печи 3,6х92–100 м, ОАО “Гродненский КСМ”;

– 1 печь 3,6х1210 м, ОАО “Любанский КСМ” (на консервации);

– 1 печь 3,2х80 м, ОАО “Забудова”.

В процессе работы над энергосберегающей технологией специалистами УП «НИИСМ» проработаны и просчитаны все возможные варианты перевода действующих вращающихся печей с “мокрого” способа на “сухой”, при котором исходное природное сырье недоувлажняется до жидкотекущего состояния и соответственно не требует дополнительных энергозатрат для испарения добавленной воды.

Проработаны различные варианты перевода печей на “сухой” способ путем:

1) удлинения печей до 150 м с начинкой их необходимыми встроенными теплообменными устройствами;

2) строительства за печами дополнительных наружных теплообменных устройств;

3) превращения длинных печей в двухбарабанные с разным числом оборотов и начинкой их “холодной” части встроенными теплообменными устройствами;

4) достройки к действующим печам шахтных сушилок­дробилок;

5) начинки печей высокоэффективными встроенными теплообменными устройствами.

Специалистами УП «НИИСМ» было установлено, что наиболее оптимальным вариантом является перевод печей 3,6х110 м на “сухой” способ путем обустройства их высокоэффективными встроенными теплообменниками.

В настоящее время по “сухой” технологии работает вращающаяся печь 3,6х110 м на Белорусском цементном заводе в г. Климовичи. Экономия топлива составляет 15 %, завод устойчиво производит известь с более высокой активностью і80 % по сравнению с заводами, работающими по “мокрому” способу.