Энергосберегающая скоростная технология производства высококачественной порошковой извести

Строительство и успешное освоение “сухого” способа производства цемента из рыхлого и влажного мела и мергеля на Белорусском цементном заводе в Костюковичах навело на мысль, что пора и выпуск извести поставить на принципиально новую основу. Сырье Белорусского цементного завода аналогично сырью известковых заводов Республики Беларусь.

Идея состоит в том, чтобы от медленных, вялых процессов тепломассообмена при производстве извести во вращающихся печах и энергоемкого помола в шаровых мельницах перейти к скоростным процессам тепломассообмена при сушке и обжиге на известь тонкомолотого карбонатного сырья во взвешенном состоянии (в газовой суспензии).

Для ее реализации использован как собственный опыт, приобретенный на Белорусском цементном заводе, так и мировая практика: цементные заводы “Хэлм” (Польша), “Себряки” (Россия) и др.

Концепция принципиально новой технологии состоит в следующем.

1. Для производства извести используется сырье (мел) природной (карьерной) влажности. В отличие от применяемой ныне технологии воду к сырью дополнительно не добавляют. Сырье заготавливают в сухое время года в открытый или закрытый мелозапасник с целью снижения его влажности и усреднения химсостава.

2. Усредненное сырье проходит сушку, выделение камней и тонкий помол в сушилке­дробилке F.L.Smidth, работающей на отходящих газах от скорост­ного обжигового агрегата. Тонкомолотый сухой мел выделяется из газового потока в циклоне­осадителе, гомогенизируется в силосе сырьевой муки и подается в скоростной обжиговый агрегат, где обжигается на высокоактивную тонкопорошковую известь. Таким образом, высушивается и обжигается на известь не карбонатное сырье с размером кусков 20–40 мм, а тонкий порошок, диаметр частиц которого составляет доли миллиметра. Это ускоряет процессы сушки и обжига на 2–3 порядка, т.е. в 100–1000 раз.

Отходящие газы из сушильнообжигового агрегата после циклона­осадителя дымососом направляются в рукавный фильтр для окончательной очистки.

3. Скоростной обжиговый агрегат имеет ступень нагрева сырьевой муки в циклонном теплообменнике, реактор­декарбонизатор, циклоносадитель извести и многоступенчатый циклонный холодильник. В реакторе при температуре 950 °С за счет вводимого в него топлива происходит скоростной обжиг нагретой сырьевой муки в горячем воздухе из холодильника – происходит диссоциация СаСО₃ на СаО и СО₂.

4. Полученная в реакторедекарбонизаторе известь оседает в циклоне первой ступени (циклоне­осадителе) и попадает в холодильник циклонного типа, где охлаждается до 40 °С.

5. Колоссально развитая поверхность тонкомолотого сырья кроме скоротечности тепломассообмена снижает до минимума перепад температуры между газовой фазой и материалом, что исключает пережог извести и потребность футеровки реактора огнеупорами особо высокой огнеупорности. Температура в реакторе не выше 950 °С, имеет место беспламенное горение топлива. Реактор может работать на пылевидном твердом топливе. Производится известь “мягкого”обжига.

6. Вследствие скоростного характера процессов тепломассообмена и химических реакций, малой инерционности достигаются точная регулировка температурного и гидравлического режимов, получение извести высокого качества и возможность полной автоматизации технологии и ее компьютеризации.

Степень декарбонизации сырья обеспечивается на уровне 99,0 % и более вместо 85–90 % при обжиге извести во вращающихся печах.

7. Технология становится полностью химической, все тепловые и химические процессы проходят в герметичных установках. Тем самым достигаются высокий уровень защиты окружающей среды и хорошие условия для обслуживающего персонала.

Производство полностью безотходное.

8. Минимальное количество испаряемой влаги, низкая температура отходящих газов, низкие потери тепла в окружающую среду благодаря герметичности и хорошей теплоизоляции неподвижных реакторов и теплообменников позволяют получить минимальный расход топлива на единицу продукции: в пределах 200 кг у.т. на одну тонну извести второго сорта вместо 320–340 кг по традиционной технологии. При использовании для сушки мела отходящего от газотурбоэлектрогенератора тепла удельный расход топлива снижается до 140–145 кг на 1 т.

9. В связи с тем, что осуществляется помол исходного тонкодисперсного от природы сырья, а не обожженной комовой извести, как по традиционной технологии, исчезает необходимость применения энергоемких шаровых мельниц, в которых 40 % энергии затрачивается на внутреннее трение материала в процессе помола. Это снижает расход электроэнергии.

10. Готовый продукт представляет собой тонкомолотую высокореакционноспособную известь, применение которой позволит упростить технологию на силикатных заводах, так как отпадает необходимость помола.

По состоянию на 01.01.2007 г. разработан регламент и основные технические решения перевода с “мокрого” на “сухой” способ известкового завода ОАО “Красносельскстройматериалы”. Внедрение данной технологии планируется в ОАО “Красносельскстройматериалы” в 2009 г.

Строительство и освоение первой установки скоростного обжига извести откроет также перспективу использования доломита, запасы которого в Беларуси очень большие, для производства различных вяжущих материалов – магнезиальной извести, каустического доломита, цемента. Кроме того, вполне реализуема возможность поставки комплектного оборудования для производства порошковой извести в другие страны, поскольку в мире аналогов предлагаемой установке по выпуску кальциевой извести пока нет.