Вспученный перлитовый песок

                                                    Реферат

          Курсовой проект состоит из  графической части, представленной  двумя листами формата А3 и  пояснительной записки, состоящей  из 30 листов, 5таблиц, и 1рисунка

 

Ключевые слова: Перлит, обсидиан, порода, гидрофобизация, карьер, печи,

Бункеры,

 

            Целью данного курсового проекта было рассчитать и запроектировать тип и необходимое количество установок для производства вспученного перлитового песка, начертить план и разрезы цеха с компоновкой оборудования. В работе рассмотрены различные технологии производства вспученного . Произведены все необходимые технологические расчеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Содержание

Введение…………………………………………………………….…………….3

1.1 Номенклатура, характеристика  изделия…………………………………….5

1.2 Состав сырьевой смеси…………………………………………………….…7

1.3 Выбор и обоснование  технологического способа производства…………9

1.4 Новое в производстве  изделия…………………………………………..….11

2.1 Режим работы предприятия…………………………………………………13

2.2 Расчет производительности  предприятия…………………………………14

2.4 Расчет потребности  предприятия в сырьевых материалах………………15

2.5 Выбор потребного количество  технологического оборудования…....…17

2.6 Расчет складов сырьевых  материалов…………………….……….………18

2.7 Заводская технология  производства…………………….…………………19.

3.Контроль производства  и качества выпускаемой продукции.…….………20

4. Безопасность технологического  процесса……………….…………………22.

5.Охрана окружающей среды на  предприятии………………..………………28

 

 

 

 

 

 

                           Введение

           Более полувека вспученный перлитовый песок используется в качестве утеплителя, как в чистом виде, так и в теплоизоляционных изделиях. Уникальные свойства вспученного перлита обусловили широкое применение этого материала в промышленности и строительстве.

           Легкий (50-250 кг/м3), негорючий, пористый песок-щебень сегодня используется для тепловой изоляции зданий, сооружений, оборудования. Он работает при температурах -200 +875°С. С его помощью решают вопросы огнезащиты, акустической изоляции, его используют в качестве наполнителей в легких бетонах, красках, линолеуме и др. Мировой уровень производства вспученного перлита достигает 20 млн. м3 в год. В 90-х годах ежегодный рост объемов производства этого материала в мире в среднем составил около 10%. Лидером в производстве вспученного перлита и продукции из него являются США. Там производится около 7 млн. м3 в год этого продукта. 70% вспученного перлита используется в строительстве. Для того чтобы представить величину этого объема, достаточно сказать, что в 2001 году Россия произвела и получила по экспорту всех теплоизоляционных материалов, включая перлит, около 8,5 млн. м3. На начало 90-х годов в Советском Союзе объем выпуска вспученного перлита составлял 2,0 млн. м3, причем 90% производилось в России. Сегодня годовой объем производства вспученного перлита в России не превышает 240тыс.м3.

          ПЕСОК ПЕРЛИТОВЫЙ ВСПУЧЕННЫЙ на сегодняшний день является одним из самых высокоэффективных утеплителей в мире, биологически стойкий, инертный, негорючий, легкий, сыпучий материал, получаемый высокотемпературным обжигом водосодержащего вулканического стекла -- перлита.

          Он применяется в чистом виде для теплоизоляционных засыпок, особенно в кислородных комплексах, при сифонной разливке стали, в виде штукатурок, растворов, перлитоцементных, пластоперлитовых и перлитостекольных изделий, а также активно применяется как фильтрующий элемент в пищевой промышленности.

           Штукатурные растворы, приготовленные из песка перлитового вспученного, наряду с улучшенной декоративной отделкой поверхности стен, увеличивают их теплозащитную способность, повышают комфортабельность внутренних помещений за счет высокой звукопоглощающей способности, увеличивают огнестойкость конструкций.

            Перлитовые штукатурные смеси применяются для улучшения теплотехнических, звукоизоляционных и акустических свойств ограждающих конструкций (стен, перегородок и перекрытий) жилых, общественных и производственных помещений, их подвалов, выполненных из кирпича, бетонных, железобетонных, керамзитобетонных и других конструкций. Твердение растворов происходит в естественных условиях.

            По сопротивлению теплопередачи слой перлитовой штукатурки толщиной 30 мм эквивалентен 15 см кирпичной кладки. Звукопоглощение штукатурки в 1,5 раза выше, чем у кирпича. Огнестойкость конструкций, защищенных перлитовой штукатуркой, в 2 раза выше, чем у конструкций с обычной штукатуркой.

          По статистическим данным: применение аналогичных штукатурных растворов в жилых и общественных зданиях в скандинавских и западно-европейских странах позволяет снизить затраты тепла на отопление в пересчете на газ до 1,2-1,5 м на 1 м стены в год, что эквивалентно 15 большим (50 л) газовым баллонам для зданий со 100 м стеновых ограждений.

 

1.Анализ существующих  технологий производства изделий

1.1 Номенклатура, характеристика изделия

        Вспученный  перлит представляет собой сыпучий  теплоизоляционный материал в  виде пористых зерен преимущественно  светлой окраски. 

         В зависимости от размера частиц  вспученный перлит классифицируют  на песок или щебень. Песок  имеет размеры частиц до 5 мм, щебень – от 5 до    20мм. Вспученный перлитовый песок в соответствии со стандартом по объемной массе имеет марки от 75 до 500 и теплопроводность в пределах 0,047-0,093 Вт/(мС0) .

         Вспученный перлитовый песок  характеризуется высокопористой  структурой. Поры имеют сферическую  и щелевидную форму. Размер  пор колеблется в пределах 0,5-10 мкм. Объем замкнутых пор составляет 13-25%  объема перлитового зерна.  Общая пористость перлитового  песка, включая межзерновые пустоты,  находится в пределах 90-98%.

        Перлитовый  песок, используемый для теплоизоляции,  имеет насыпную плотность в  пределах 80-120 кг/м3 , а применяемый в качестве заполнителя легких бетонов – 150-300 кг/м3 . Перлитовый песок следует рассматривать главным образом как полуфабрикат для изготовления из него теплоизоляционных изделий.

        Вспученный  перлит имеет высокоразвитую  пористую структуру и большую  открытую гидрофильную поверхность,  поэтому он характеризуется большим  водопоглощением и гигроскопичностью.  По способности поглощать влагу  в парообразном состоянии вспученный  перлит относится к числу материалов, активно сорбирующих влагу. Величина  равновесной сорбционной влажности  возрастает с уменьшением размера  частиц перлита.

        Водопоглощение  перлита очень велико: при размере  зерен более 2мм водопоглощение  достигает 30 % по объему, а для  зерен размером 0,25-0,5 мм возрастает до 60% .

        На  величину теплопроводности влияют  форма и гранулометрический состав  частиц, размеры и расположение  пор, температура и влажность  материала. Одним из основных  факторов, влияющих на теплопроводность  вспученного перлита, является  влажность. Теплопроводность при  влажности 10% увеличивается в  2 раза, а при 80% - 3-4 раза. Поэтому  повышение эффективности и расширение  областей применения вспученного  перлита связано прежде всего  с защитой его от попадания  воды. Наиболее эффективный способ  защиты материалов от увлажнения  – их гидрофобизация кремнийорганическими  соединениями, которые не изменяют  цвета и фактуры, не снижают  теплоизоляционных свойств и  прочно удерживаются на поверхности. 

         Вспученный перлитовый песок  благодаря открытой пористости  обладает значительным звукопоглощением. Широкие возможности для применения  в звукопоглощающих конструкциях  имеет вспученный перлит, связанный  различными вяжущими. Перлит широко  применяется для акустических  штукатурок и изготовления звукопоглощающих  плит и блоков.

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Состав сырьевой  смеси

        В  качестве сырья для производства  вспученного перлита применяются  различные вулканические водосодержащие  горные породы: перлиты, обсидианы,  витрофиры, липариты, туфоперлиты,  а в отдельных случаях плотные  пемзы и др.

        Месторождения  этих горных пород встречаются  в Сибири, на Дальнем Востоке,  в Армении, Азербайджане, в Казахстане, Украине и др. Большие запасы  сосредоточены на территории  Армении, которые ориентировочно  оцениваются в следующих размерах: перлиты 400 млн. м3, обсидианы около  200 млн. м3.

         Перспективными районами признаны  Закарпатье, Северный Кавказ, Закавказье, Приморский край, Бурятия, Таджикистан,  Иркутская и Читинская области.  Природный перлит представляет  собой кремнеземистое кислое  вулканическое стекло с включением  полевых шпатов, кварца, биотита  и других минералов. Его объемный  вес 1700-2290 кг/м3. Общее содержание  кремнезема в перлите доходит  до 76%. Химический состав перлитов, встречающихся в России, может  быть охарактеризован следующими  данными: SiO2 - 68,98-76,42%; Аl2O3 - 11,27-14,62; CaO+MgO - 0,62-5,12; Na2O+К2O - 3,1-10,56; Fe2O3+FeO - 0,45-3,8%; ППП  - 0,26-5,12. Связанной воды содержится  в пределах от 3 до 8%.

         Сырье подвергается испытанию  с целью оценки его качества  по следующим показателям: химический  состав - SiO2 должно быть 65-75%, Na2O+K2O - в  пределах от 3 до 8%; содержание кристаллических  вкраплений - не более 15% по весу; температура вспучивания не выше 1250°; коэффициент вспучивания  Кв не менее 3. Одним из основных  показателей качества сырья является  коэффициент вспучивания или  кратность вспучивании. Он определяется  по той же формуле, что и  коэффициент вспучивания глин.

         Практика заводского производства  вспученного перлита и результаты  лабораторных испытаний показали, что сырье, вспучивающееся при  более низкой температуре, характеризуется  более высоким коэффициентом  вспучивания.

 

1.3 Выбор и обоснование  технологического способа производства

         Технология производства вспученного  перлита включает дробление исходной  породы (до 1... 2 мм при производстве  песка и до 5... 10 мм при производстве  щебня) и сортировку. Перед обжигом  сырье в ряде случаев рекомендуется  подвергать предварительной термической  обработке в сушильном барабане  или малой вращающейся печи  при температуре 250... 450°С в  течение нескольких минут. При  этом удаляется свободная и  слабосвязанная вода, в дальнейшем  зерна породы могут при обжиге  выдержать более высокую температуру,  не растрескиваясь. Остаточной, трудноудаляемой  воды в зернах вполне достаточно  для бурного вспучивания при  температуре до 1250°С.

         Для получения вспученного перлита  используют вертикальные (шахтные)  и вращающиеся печи, а также  печи кипящего слоя. Выбор конструкции  печи определяется размером обжигаемых  зерен, требуемыми свойствами  заполнителя и запланированной  производительностью.

         Шахтная печь представляет собой  вертикальный футерованный изнутри  цилиндр с конической нижней  частью. Поток горячих газов от  сжигания топлива направляется  снизу вверх. Поскольку площадь  сечения конической части печи  с подъемом увеличивается, скорость  газового потока соответственно  уменьшается. Через загрузочные  отверстия в верхнюю цилиндрическую  часть печи подается дробленая  перлитовая порода и свободно  падает вниз, пока в конической  части не подхватывается восходящим  потоком горячих газов. Зерна  породы, витая в горячей газовой струе, вспучиваются. При этом парусность их резко увеличивается, и оии увлекаются газовым потоком вверх, выносятся из печи и затем осаждаются в циклонах.

          Технология производства вспученного  перлитового песка  во вращающихся печах. Легкие мелкие фракции песка вспучиваются в основном во взвешенном состоянии и уносятся из печи потоком отходящих газов (с последующим осаждением в циклонах). Более крупные фракции, не увлекаемые газовым потоком, вспучиваются на футеровке печи и выгружаются. Для ускорения нагрева материала используют принцип прямотока, т. е. факел горящего топлива и поток газов направляют не навстречу потоку обжигаемого материала (как при получении керамзита), а в том же направлении — по наклону печи.

          Для получения вспученного перлита  с зернами размером до 10 мм, в  основном крупного песка, обжиг  целесообразно производить в  двухзонных печах кипящего слоя.

          В своем проекте я выбрал  вращающуюся печь СМТ-179  так  как режим работы печи обеспечивает  быстрый прогрев материала при  кратковременном его пребывании  в зоне максимальной температуры.  Часть поступающего в печь  перлита вспучивается в факеле. Основная масса довспучивается  на футеровке и при вращении  барабана печи транспортируется  к камере выгрузки. Время пребывания  материала в печи 40-70 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

               1.4 Новое в производстве изделия

 

№ 321502, кл. С 04 В 20/10, 1969, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБИЗИРОВАННОГО ВСПУЧЕННОГО  ПЕРЛИТА

Изобретение относится к  строительным материалам, в частности  к способам изготовления гидрофобизированного вспученного перлита, используемого  в качестве заполнителя, адсорбента, технологического наполнителя в  строительной индустрии или в  химической промышленности. С целью  повышения химической устойчивости, улучшения гидрофобных свойств, а также снижения топливно-энергетических затрат способ включает нанесение жидкого  кремнийорганического гидрофобизатора  на вспученный материал во взвешенном состоянии непосредственно после  вспучивания до его охлаждения, механическое перемешивание, сушку в потоке дымового газа, полученного при вспучивании  перлита, и осаждение готового материала. Удельный расход тепла составляет 3464 кДж/кг на сушку и общий 10206 кДж/кг, химическая устойчивость равна 0,023. 1 ил., 1 табл.

Технологический процесс  осуществляют следующим образом.

Перлитовое сырье нагревают  до температуры вспучивания (s зависимости  от минералогического и химического  составов в пределах 850-1050 С) в печи 1 для вспучивания 1669887 А1 ного перлита, используемого в качестве заполнителя, адсорбента, технологического наполнителя  в строительной индустрии или  в химической промышленности, С целью  повышения химической устойчивости, улучшения гидрофобных свойств, а также снижения топливно-энергетических затрат способ включает нанесение жидкого  кремнийорганического гидрофобизатора  на вспученный материал во взвешенном состоянии непосредственно после  вспучивания до его охлаждения, механическое перемешивание, сушку в потоке дымового газа, полученного при вспучивании  перлита, и осаждение готового материала.            

 Удельный расход тепла составляет 3464 кДж/кг на сушку и общий 10206 кДж/ кг, химическая устойчивость равна 0,023, 1 ил, 1 табл.перлита, полученный материал собирают с помощью циклонов 2 в приемной емкости 3.

Из приемной емкости 3 вспученный материал непрерывно подают на обработку  его во взвешенном состоянии жидким кремнийорганическим гидрофобизатором, например алкилсиликонатами натрия или полиалкилгидридсилоксанами, из форсунки

 

4. Далее обработанный  перлит после перемешивания в  винтовом конвейере 5 подают в  трубопровод 6 дымового газа, высушивают в сушке 7(обычно при 1500 - 2500 С) и улавливают в осадительной камере 8 в виде готового гидрофобизированного материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  2. Технологическая часть

                2.1 Режим работы предприятия

 

                                                                                                           Таблица№ 1

№

Наименование цеха

Кол-во раб. дней в году

Кол-во смен в сутки

Длительность смены, час

Годовой фонд эксплуатации времени

1

Склад готовой продукции

247

2

8

3952

2

Классификация

247

2

8

3952

3

Обжиг

365

2

8

5341

4

Сортировка

247

2

8

3952

5

Дробление

247

2

8

3952

6

Перлит. Порода.

247

2

8

3952




 

По производственному  календарю в 2013 году при пятидневной  рабочей неделе с двумя выходными  днями будет 247 рабочих дней,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет производительности  предприятия

Годовая производительность предприятия 150 000 м3/год.

При плотности вспученного  перлитового песка 100кг/м3 , годовая производительность по массе будет равна 15000 т/год. Исходя из материального баланса, для производства 15000 т/год готовой продукции необходимо 17146 ,5 т/год сырья.

Пдневная = 17146/247=69,4  т/день

Псменная=69,4/2=34,7 т/сменну

Пчасов     =34,7/8=4,33 т/час

2,57 т = 4330 кг = 43,3м3

 

2.4 Расчет потребности  предприятия в сырьевых материалах

Расчет материального  баланса                                                 Таблица 2

№ п.п.

Технологическая операция

Приход материала, кг

Потери,%

Расход материала, кг

1

Транспортирование материала  на склад готовой продукции

 

1010

 

1

 

1000

2

Подача материала в  бункер готовой продукции

1020,1

1

1010

3

Подача тонкой и крупной  фракции в циклон и в сортировку

1030,3

1

1020,1

4

Вспучивание высушенного  перлитового сырья

1061,2

3

1030,3

5

Течка сырья из печи термоподготовки  в во вр.барабан

1066,5

0.5

1061,2

6

Термоподготовка сырья

1087,8

2

1066,5

7

Транспортировка в печь термоподготовки  через ленточный вес.дозатор

1098,6

1

1087,8

8

Подача сырья в расходный  бункер через элеватор

1109,5

1

1098,6

9

Подача сырья в элеватор конвейером

1120,5

1

1109,5

10

Транспортировка исходного  материала в бункер сырья

1131,7

1

1120,5

11

Транспортировка  исходного  материала на склад сырья

1143,1

1

1131,7


Исходя из выше приведенного расчета, можно сделать вывод, что  для производства 15000т. вспученного  перлитового песка необходимо 17146,5 т. сырья

 

2.5 Выбор потребного  количество технологического оборудования.

 

Техническая характеристика основных оборудований

                                                                                                 Таблица№3

Печь для термоподготовки  СМТ-178

Производительность, кг/ч

Размер фракций перлитового  сырья,мм

 

 

до 1600

0,15-1,2

1,2 – 2,5

2,5 – 5

5- 10

Вращающаяся печь СМТ – 179

Производительность , кг/ч

Размеры фракций сырья, мм

Температура вспучивания, 0С

 

до 1300

1,2-5; 5-10;

1100-1200;

Элеватор цепной

Производительность,м3/ч

 

20-50

Тарельчатый питатель ДЛ-16А

Производительность,м3/ч

 

55

Конвейер ленточный

Лента

Ширина ленты

Наибольшая производительность,м3/ч

 

Резина

300-2600

8500

Циклон НИИОГАЗа

Диаметр циклона, мм

Производительность, м3/ч

 

400

1600


 

 

 

 

 

 

 

Ведомость технологического оборудования                        Таблица№4

№п/п

Наименование оборудования

Ед. - изм.

Кол-во

1

Пластинчатый транспортер

шт

1

2

Щековая дробилка

шт

1

3

Элеватор

шт

1

4

Печь термоподготовки 

шт

2

5

Вращающаяся печь

шт

2

6

Тарельчатый питатель

шт

1

7

Конвейер ленточный

шт

1

8

Дозатор питатель

шт

1

9

Сортировка

шт

1

10

Осадительная камера

шт

1

11

Циклон

шт

1


 

Исходя из Пчасов =34,7/8=4,33 т/час- 43,3м3 , я выбираю необходимое количество основных оборудований (Таблица №4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Расчет складов  сырьевых материалов

 

Емкость силосного склада рассчитывается по формуле:

 

 

Где А-фактическая годовая  производительность завода;

Cн- число суток нормированного запаса(принимаем 15);

Pн- насыпная плотность материала т/м3;

Кз- коэффициент заполнения силоса(принимаем 0,9)

 

Добытая водосодержащая горная порода (например перлит)

 

V= 17146x15/365x0.1x0.9=8037 м3

 

 

2.7 Заводская технология  производства.

 

         Технологические схемы предусматривают  вспучивание перлитового песка  при температуре 1000-1100 0С в вертикальных шахтных печах и вращающихся барабанных печах и вращающихся барабанных печах, а перлитового щебня только во вращающихся барабанных печах.

Перед вспучиванием перлитовое сырье проходит термическую подготовку при 500-600 0С во вращающихся барабанных печах.

 

 

     Рис1.Технологическая  схема  вспучивания перлитового  песка 

 

         Подготовленный к вспучиванию  перлитовый песок фракции 1,2-10мм 
из бункера 5 посредством ленточного весового дозатора и загрузочной течки непрерывно подается в камеру загрузки вращающейся барабанной печи термоподготовки, установленной под углом 2 0С к горизонту, и, постепенно перемещаясь навстречу дымовым газам, высушивается до 300-400 0С.      

         Высущенный перлитовый песок  транспортируется течкой в приемную  воронку барабанной печи установленной  под углом 70 к горизонту. Посредством пневмотранспорта крупная фракция готовой продукции из печи транспортируется на сортировку и в бункера готовой продукции. Тонкая фракция вместе с дымовыми газами вентилятором направляется в циклон и, после осаждения в нем, через систему затворов-питателей 16 подается в бункер готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Контроль производства  и качества выпускаемой продукции.

                             ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

         Настоящий стандарт распространяется  на щебень и песок из вулканических  алюмосиликатных стекловатых перлитовых  иперлитосодержащих пород, получаемые  путем механической переработки  (дробление, фракционирование) и  применяемые для производства  вспученного перлитового песка  и щебня по ГОСТ 10832.

                        ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

         Щебень и песок должны изготовляться  в соответствии с требованиями  настоящего стандарта по технологической  документации, утвержденной предприятием-изготовителем.

1 Основные параметры и  размеры

2 Щебень выпускают следующих  основных фракций, мм: от 5 (3) до 10, св. 10 до 20, св. 20до 40, св. 40 до 80 (70) и смеси  фракций, мм: от 10 до 40, от 10 до 80 (70).

         По согласованию изготовителя  с потребителем выпускают щебеночно-песчаную  смесь с наибольшей крупностью  зерен до 10 и до 20 мм.

       Полные  остатки на контрольных ситах  при рассеве щебня и щебеночно-песчаной  смеси должны соответствовать  указанным в таблице 1, где d и D - наименьший и наибольший  номинальные размеры зерен.

 

                                                                                              Таблица№5

Диаметр отверстий контрольных  сит, мм d

D

Полные остатки на ситах, % по массе

От 90 до 100

До 10


Примечания

1 Для щебня фракций  от 5 (3) до 10 мм применяют сито 2,5 мм, полный остаток на котором  должен быть от 95 до 100 %.

2 Для щебеночно-песчаной  смеси применяют сито 0,16 (0,14) мм  для определения содержания зерен  наименьшего номинального размера

 

3. В зависимости от  крупности зерен песок выпускают  следующих фракций, мм: от 2,5 до5,0; от 1,25 до 2,5; от 0,63 до 1,25; от 0,16 до0,63, при  этом содержание частиц размером  менее 0,16 мм должно быть не  более 10% по массе.

По согласованию изготовителя с потребителем выпускают песок  с крупностью зерен до2,5 и до 5 мм, при этом содержание зерен размером менее 0,16 мм должно быть не более 10 % по массе.

3.2 Характеристики

3.2.1Содержание пылевидных  и глинистых частиц в щебне,  песке и щебеночно-песчаной смеси  должно быть не более 3 % по  массе.

3.2.2Содержание глины в  комках в щебне, песке и щебеночно-песчаной  смеси должно быть не более  0,5 % по массе.

3.2.3Влажность песка фракций:  от 2,5 до 5,0 мм; от 1,25 до 2,5 мм; от 0,63 до 1,25мм; от 0,16 до 0,63 мм должна быть не  более 2 % по массе.

Влажность щебня, песка крупностью до 2,5 и 5 мм и щебеночно-песчаной смеси  не нормируется.

Вспученный перлитовый песок 📙 Курсовая → 🆔 57810

Вспученный перлитовый песок 📙 Курсовая → 🆔 57810

Вспученный перлитовый песок