способ регулирования процесса получения цементного клинкера

Формула изобретения

Способ регулирования процесса получения цементного клинкера, включающий помол исходных компонентов, последующий обжиг сырьевой смеси, определение энергетического показателя и его стабилизацию, отличающийся тем, что в качестве энергетического показателя используют эксергию каждого исходного компонента и их смесей, при этом определяют ее значение перед помолом, устанавливают равными соотношение абсолютного значения эксергии этих компонентов для их расходных значений и соотношение степени их термической диссоциации, при отклонении эксергии компонента или смеси после помола от устанавленного значения стабилизацию ведут путем изменения количества исходных компонентов или путем изменения времени помола до достижения равенства установленных соотношений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства цемента и может быть использовано в строительной промышленности, а также в горнообогатительной и металлургической областях промышленности.

Известен способ регулирования процесса получения цементного клинкера, включающего помол, обжиг и введение добавки, количество которого изменяют /1/.

Недостатком этого способа является пониженная управляемость химическим и минералогическим составом клинкера.

Наиболее близким по технической сущности является способ регулирования процесса получения цементного клинкера, включающий измерение и изменение химического состава исходных материалов, времени помола /2/.

Недостатком этого способа является то, что при регулировании процесса обжига не учитывается влияние на эксергетический КПД процесса изменения химических свойств и состава цементной сырьевой смеси.

Задачей изобретения является снижение удельных энергозатрат при получении цементного клинкера.

Задача решается тем, что в способе регулирования процесса получения цементного клинкера, включающем помол исходных компонентов, последующий обжиг сырьевой смеси, определение энергетического показателя используют эксергию каждого исходного компонента и их смесей, при этом определяют ее значение перед помолом, устанавливают равными соотношение абсолютного значения эксергии этих компонентов для их расходных значений и соотношение степени термической диссоциации, при отклонении эксергии компонента или смеси после помола от установленного значения или путем изменения в обратной зависимости времени помола до достижения равенства установленных соотношений.

Суть способа основана на том, что главным критерием эффективности функционирования технологической системы является энергетический показатель, обобщенным параметром которого служит эксергетический показатель.

При эксергией потока вещества понимается максимальная способность данного потока к совершению работы, рассчитываемая с учетом взаимодействия с окружающей средой. Известно, что эксергия системы останется неизменной только при обратном проведении всех процессов, протекающих как внутри нее, так и при взаимодействии с окружающей средой. Это основное свойство эксергии позволяет использовать ее как меру обратимости процессов, имеющих место в системе механотермической обработки цементных сырьевых материалов.

Способ осуществляется следующим образом: готовят сырьевую смесь, определяют по физико-химическим свойствам и механическим характеристикам компонентов эксергию каждого исходного компонента и их смеси, рассчитывают характеристики сырьевой смеси, например КН и т.п. Затем определяют степень их термической диссоциации и в соответствии с этим значением готовят сырьевую смесь таким образом, чтобы абсолютное значение эксергии компонентов для их расходных значений равнялось бы этому значению. Сырьевую смесь подают на помол и измеряют эксергию компонентов и смеси, в случае несоблюдения этого равенства регулируют процесс или количеством, исходных компонентов, или временем их помола до достижения этого равенства.

Пример 1. Основными исходными материалами для получения цементного клинкера являются карбонатные (известняк, мел и др.) и алюмосиликатные (глина, сланцы и др.) компоненты. Расчетным путем перед помолом определяют эксергию этих компонентов и их смесей, при этом соотношение карбонатного и глинистого компонента равно 0,8: 0,2. Эксергия известняка составляет 150 кДж/кг. Эксергия глины составляет 300 кДж/кг.

Далее определяют традиционным путем (с использованием ДТА) степень термической диссоциации, которая характеризуется, например, температурой и для выбранного известняка составляет 1000^oC, а для глины 500^oC.

На основании этих данных абсолютное значение расходных потоков этих компонентов составляет

для известняка 0,8150=120 ед.

для глины 0,2300=60 ед.

Отсюда это соотношение составляет 120:60=2 и равно соотношению температур диссоциации 1000:500=2. Если свойства глины, например, в процессе помола изменились, т.е. ее эксергия составила 225 кДж/кг, то для выдерживания соотношения необходимо изменить соотношения изовестнякового и глинистого компонента, которое составит уже 0,75:0,25, тогда абсолютное значение измененных расходных потоков будет для известняка 0,75150=112,5, а для глины 0,25225= 56,25, т.е. соотношение термической диссоциации 112,5:56,15=2 сохраняется.

Пример 2. Расчетным путем перед помолом определяют эксергию исходных компонентов смеси известняка и глины, которая составляет для известняка 150 кг/кДж для глины 300 кДж/кг, их соотношение равно 0,8:0,2. Абсолютное значение эксергии расходных потоков этих компонентов составляет

для известняка 0,8150=120 ед.

для глины 0,2300= 60 ед.

При этом эксергия данной шихты составляет 120^oC+60= 180 ед. Измеряют эксергию полученной после помола смеси. Она составляет 186 ед. Время помола при этом 20 мин.

Далее в процессе помола при измерении выходного значения смеси ее эксергия стала 182 кДж/кг, значит, время помола надо увеличить до 30 мин, чтобы достигнуть заданного значения 186 кДж/ч.

Используя эксергетический показатель, можно снижать энергетические затраты для получения цементного клинкера.