Проектирование технологической линии по производству силикатного кислотоупорного цемента

Табл. 4. Влияние объемного соотношения потоков КФВК и маточного раствора на содержание основного вещества в продукте

№ опыта Расход КФВК в трубчатый реактор, л/ч Расход содового раствора в трубчатый реактор, л/ч Расход маточного раствора в трубчатый реактор, л/ч Объемное соотношение КФВК: маточный раствор Содержание Na2SiF6 в готовом продукте, % 1 400 250 200 1:0,5 98,0 2 400 250 400 1:1 99,2 3 400 250 600 1:1,5 99,3 4 400 250 800 1:2 99,3 5 400 250 1000 1:2,5 99,3

 

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ[8]

Способ получения кремнефтористого натрия путем взаимодействия кремнефтористоводородной кислоты и карбоната натрия с последующим отстаиванием суспензии и сушкой продукта, отличающийся тем, что предварительно кремнефтористоводородную кислоту смешивают с маточным раствором отобранного после стадии отстаивания суспензии кремнефтористого натрия в объемном соотношении 1:1-2, а взаимодействие реагентов проводят в трубчатом реакторе.

 

 

 

 

 

 

 

1.6. Технологические приёмы повышения качества цемента[3]

 

Для того, чтобы повысить качество цемента, необходимо повысить качество жидкого стекла. Важной качественной характеристикой жидкого стекла является его модуль — отношение процентного количества кремниевого оксида к оксиду натрия. Соответственно, с повышением модуля, повышается и качество.

Модуль жидкого стекла, используемого при затворении кислотоупорных цементов, варьируется в пределах 2,6-3,1.[2].

1.7.  Контроль  производства и качества сырья и кислотоупорного цемента

В качестве вяжущего при приготовлении кислотостойких цементов следует использовать жидкое калиевое и натриевое стекло (ТУ 6-15-785-73 или ТУ 6-18-204-74, ГОСТ 13078-67) с кремнеземистым модулем в пределах 2,8-3,1 или тонкомолотую калиевую силикат-глыбу (ОСТ 21-3-74) с модулем около 3 и удельной поверхностью 3500-4000 см2/г.Допускается использовать молотую силикат-глыбу с удельной поверхностью, не менее 2000 см2/г. В качестве заполнителя применяется чистый кварцевый песок (ГОСТ 8736-77), наибольшая крупность зерен, которого определяется характеристиками оборудования, используемого для подачи смеси или раствора. Кислотостойкость заполнителя должна быть не ниже 95 %.

Жидкое стекло следует хранить в герметичной таре. Тонкомолотую силикат-глыбу следует хранить в упаковке, предотвращающей ее увлажнение (полиэтиленовые мешки, металлические емкости). Кремнефтористый натрий следует хранить в упаковочной таре с плотной крышкой. Не допускается, его хранение навалом в бумажной упаковке.[6]

Качество жидкого стекла характеризуется двумя показателями — модулем и плотностью. Модуль жидкого стекла — отношение количества оксида кремния к оксиду металла. Чем больше модуль, тем выше качество стекла. Для строительных целей используют обычно натриевое жидкое стекло модулем 2,5…3,0 (калиевое, имеющее модуль 3…4, применяют реже — главным образом в силикатных красках). Плотность жидкого стекла обычно 1300…1500 кг/м3 характеризует его концентрацию.[7]

Степень измельчения кислотоупорного порошка должна быть такой, чтобы остаток при просеивании через сито с сеткой № 008 не превышал 10% через сито с сеткой № 0056 — 30%.[10]

 

Кроме этих показателей, нормируется содержание SiO2в кварцевом песке (более 95%  SiO2).[1]

При  смешивании и получении кислотоупорного цемента:Согласно техническим условиям схватывание цементаI типа должно начинаться не ранее чем через 40 мин, а II типа — через 20 мин после затворения и заканчиваться для обоих типов не позднее чем через 8 ч. Через 28 сут прочность цемента при растяжении должна быть не менее 2 МПа.[2]

Вывод: Так как самостоятельное производство кремнефтористого натрия дорогое, проще будет приобретать его.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетно - графический  раздел

Исходные материалы для проектирования:

• Силикат – глыбы;
• Кварцевый песок;
• Кремнефтористый натрий;

Состав:

Модуль жидкого стекла	Плотность жидкого стекла, кг/л	количество стекла в % от массы наполнителя	Расход материалов, кг, на 100 л замазки			Средняя плотность готовой замазки, кг/м3
			Жидкого стекла	наполнителя	кремнефтористого натрия
3,0	1,38	33,4	52	151	7,8	2110

 

2.1. Расчетная функциональнаятехнологическая  схема  производства продукта

• Для жидкого стекла

 

• Для кислотоупорного порошка

 

 

W=0%; фр<0,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет производственных шихт

Исходя    из     выбранной     технологической     схемы,     производимрасчет производственной программы, то есть, определяем потери материалов при производстве, рассчитываем годовой фонд времени, находим производительность оборудования.

Расчет вещественного состава кислотоупорного цемента с МС = 3,0[3]

Компоненты	СОСТАВ  кислотоупорный цемент  с  МС =  3,0,
	кг/100 л раствора	%	%
Силикат-глыба, %	52	24,7	100
Кварцевый песок, %	151	71,6
Кремнефтористый натрий, %	7,8	3,7	14,98
ИТОГО:	210,8	100

 

Примечание: 24,7-100%

                          3,7-х

х=3,7*100/24,7=14,98

Материальный баланс на помольную установку

	%	т/ч
Кварцевый песок	71,6	27,170
Кремнефтористый натрий	3,7	1,401

Примечание: 28,571-75,3%

                            Кв.песка-71,6% , значит кв.песка=27,170;

		2.3. Расчет производственной  программы технологической линии:
Стадии процесса	G, тыс.т/год	Потери, %					Расчет годового фонда										Кол-во часов в год					Расчет произв.обор.
		мех	физ-хим		хим		раб.дн/г			раб.дн/нед.		кол.см./сут		кол.ч/см	Кисп.об							G, т/ч	рн, т/м3		V, м3/ч
линия наполнителя: m=71,6 %+3,7%,  W=0%
Упаковка	71600						247			5		2		6	0,95		2 816					25,428	1,35		18,84
силос	71600						247			5		2		6	0,95		2 816					25,428	1,35		18,84
мельница	71600	3	8				247			5		2		6	0,95		2 816					25,428	1,35		18,84
бункер	80449						247			5		2		6	0,95		2 816					28,571	1,54		18,55
склад  кв.песка,  W=8%	76496						247			5		2		6	0,95		2 816					27,170	1,55		17,53
склад  Na2SiF6	3953						247			5		2		6	0,95		2 816					1,401	1,38		1,02
линия жидкого стекла:  m= 24,7 %
Упаковка	24700						247			5		2		6	0,95		2 816					8,772	1,38		6,36
бункер	24700						247			5		2		6	0,95		2 816					8,772	1,38		6,36
автоклав	24700	2	9				247			5		2		6	0,95		2 816					8,772	1,42		6,18
дозатор	27753	1					247			5		2		6	0,95		2 816					9,856	1,52		6,48
бункер	28033						247			5		2		6	0,95		2 816					9,956	1,52		6,55
склад силикат-глыбы	28033						247			5		2		6	0,95		2 816					9,956	1,52		6,55

 

 

 

2.4 Подбор основного механического оборудования

• Для производства жидкого стекла используем вращающийся автоклав СМ – 1039.[8]

Показатели		Ед. измерения	Значение
Рабочее давление		МПа	1,2
Мощность		кВт/ч	10,5
Линейные размеры	Диаметр	м	1,6
	Высота	м	4,5
	Объем	л	10
Масса		т	113,5
Длина		м	27

• Для совместного помола компонентов кварцевого песка и кремнефтористого натрия используют мельницу М – 289 В. [11]

Показатели		Ед. измерения	Значение
Производительность		м3/ч	5-6
Мощность		кВт/ч	4,5
Линейные размеры	Ширина	м	1,13
	Высота	м	1,217
	Длина	л	2,16
Масса		т	0,8

2.5. Расчет удельных энергетических нагрузок 

оборудование	Кол-во	G т/ч		Км	N кВт*ч
		Gпасп	Gфктич		Nпасп		Nфактич
		i	n		i	n	i	n
Мельница М-289 В	1	5	3,92	0,78	4,5	4,5	3,51	3,51
Автоклав СМ - 1039	1	6,75	6,63	0,98	10,5	10,5	10,29	10,29
						15,0		13,8