Топливо в цементной промышленности

В зависимости от агрегатного состояния различают твердое, жидкое и газообразное топливо. Все три вида топлива находят применение в цементной промышленности. К твердому топливу относятся каменный и бурый уголь, торф, древесина и кокс.’ Каменный и бурый уголь применяется в цементных вращающих­ся печах и сушилках, а кокс — в шахтных печах. Наиболее рас­пространенным в цементной промышленности видом жидкого топлива является нефть различных сортов, а газообразного — природный газ. Применение технических газов ограничено.

На цементном заводе топливо расходуется для выполнения следующих операций:

При сухом способе производства—83% на эксплуатацию пе­чей, около 14% на сушку сырьевых смесей, около 3% на сушку угля;

При мокром способе производства — 96% на эксплуатацию печей, около 4% на сушку угля.

В последнем десятилетии прошлого столетия в американской цементной промышленности для сжигания во вращающихся пе­чах впервые была применена угольная пыль. За период с 1900 по 1910 г. Эдисон усовершенствовал способ сжигания угольной пыли, что позволило значительно увеличить производительность печей. Пылеугольные форсунки совершенствовались опытным путем; теоретическое понимание процесса горения в основном

Скорее следовало за практическими достижениями в этой обла­сти, нежели предшествовало им.

Одно время при производстве цемента почти везде применял­ся только уголь, что вызывало большие затраты на заработную’ плату. На современном уровне развития уголь в значительной степени вытеснен нефтью и природным газом. Однако в связи с нынешним нефтяным кризисом применение угля в качестве топ­лива в цементной промышленности ФРГ возросло с 2% в 1973 г. до 6% В 1975 г. [142а].

Капитальные вложения в угольные шахты примерно в 20 раз выше, чем при добыче эквивалентного количества нефти и при­родного газа. Эксплуатационные расходы при использовании природного газа, кроме того, в 3—5 раз меньше, чем при приме­нении нефти. Доставка природного газа не требует специальных транспортных средств, а стоимость газопроводов составляет лишь небольшую часть стоимости железных дорог, необходи­мых для доставки угля. Капитальные затраты на газопроводы окупаются в среднем за 3—5 лет. Однако при использовании газопроводов цементная промышленность полностью зависит только от одного поставщика.

Стоимость отделения для подготовки угля на цементном за­воде приближается к 15—20% стоимости всего оборудования. Применение природного газа значительно выгоднее, так как не требует оборудования для его подготовки и хранения.

Подготовка 1 т угля и помол до 8—10% остатка на сите 0,09 мм связаны со следующими энергозатратами, кВт-ч: суш­ка— 2,0, помол — 25,0, обеспыливание— 1,5, транспортировка и прочее—5,0, потери трансформаторной подстанции — 2,5; ито­го 36 кВт-ч.

Несмотря на зависимость от теплоты сгорания угля, можно в среднем принять, что отношение клинкер: уголь равно 4:1. Таким образом, дополнительный расход энергии по сравнению с природным газом составляет 36/4 = 9 кВт-ч на 1 т клинкера.

При переводе цементных заводов с угля на природный газ возможно снижение стоимости производства цемента примерно на 8—10%. Одновременно выработка цемента на одного рабо­чего возрастает на 6—8%.

Поскольку при сжигании природного газа и нефти практиче — ‘ ски не образуется зола, проще приготовить подходящую сырье­вую смесь. Неоднородности химического состава смеси, связан­ные с колебаниями зольности угля-, полностью исключаются, что повышает качество цемента.

В табл. 19.1 приведены данные о расходе трех видов топли­ва при производстве цемента в США при мокром и сухом техно­логических процессах.

В табл. 19.2 приведены данные о расходе различных видов топлива на единицу массы цемента, произведенного в США в 1975 г.

Таблица 19.1. Расход топлива в зависимости от способа производства цемента (США, 1975 г.)

Способ производства

Показатель

Мокрый

Сухой

Смешан­ный

Всего

Число цементных заводов Производительность, 1000 кор. т Доля, % Расход топлива: уголь, 1000 кор. т нефть1, 1000 кор. т природный газ, млрд. м3

98 36413 56,4

4215 972 3,0

64 25 179 39,0

3182 294 1,2

6

2947 4,6

171 17

0,3

168 64 539 100,0

7568 1283 4,5

1 Плотность нефти принята равной 62,43 фунта/куб. фут.

Таблица 19.2. Средний расход топлива на единицу массы цемента, произведенного в США в 1975 г.

Внд топлива

Расход топлива на 1 кор. т1

Расход тепла, ккал/кг

Уголь

471 фунт

1550

Нефть

372 фунта

1632

Природный газ

6365 куб. футов

1817

1 1 кор. т = 2000 фунтов = 907 кг.

В СССР около 60% выпускаемого клинкера обжигается с использованием природного газа, что соответствует годовому расходу газа 8 млрд. м3. Обжиг остальной части клинкера про­изводится примерно поровну на нефти и на угле [174а].

В ФРГ при производстве цемента в 1975 г. топливо расходо­валось следующим образом: из 33 млн. т цемента, выпущенных за год, 72% обжигалось с использованием нефти, 22%—при­родного и промышленного газа (расход газа составил 769 млн. м3) и 6% — угля [142а].

Каменный уголь, применяемый в цементной промышленно­сти, должен иметь теплоту сгорания 6500—7000 ккал/кг, зольность 12—15%, содержание летучих компонентов 18—22%, влажность в естественном состоянии — не более 12%.

В некоторых восточноевропейских странах широко применя­ют для обжига клинкера бурый уголь. Этот уголь имеет следу­ющие характеристики: Я„ = 4800 ккал/кг, зольность 12%, содер­жание летучих компонентов 40—50%, тонкость помола — оста­ток 40% на сите 0,09 мм.

В ГДР успешно применяется топливная смесь, состоящая из 50—75% бурого угля и 50—25% каменного угля. В печах «Ле — поль» сжигается смесь из 40% бурого и 60% каменного угля.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *