Курсовой проект - Цех виробництва будівельного гіпсу - файл n1.docx

Курсовой проект - Цех виробництва будівельного гіпсу
Скачать все файлы (374.8 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx410kb.27.02.2012 19:55скачать

n1.docx

  1   2   3   4

Зміст

Завдання………………………………………………………………………………2

Вступ………………………………………………………………………………….4

  1. Характеристика та вимоги до сировини та готової продукції……………….5

  2. Вибір та обґрунтування технології, технологічна схема…………………….7

    1. Вибір способу і проектування виробництва в’яжучих………………………..7

    2. Опис технологічного процесу і організації виробництва…………………….8

  3. Розрахунок продуктивності технологічних операцій та вантажопотоків, розрахунок сировинної суміші, матеріальний баланс……………………………….10

    1. Режим роботи цеху……………………………………………………………..10

    2. Розрахунок продуктивності і вантажопотоків підприємства………………..11

    3. Розрахунок потреби в сировинних матеріалах……………………………….13

  4. Технологічний розрахунок та вибір обладнання……………………………..14

    1. Розрахунок витратних бункерів……………………………………………...14

    1. . Вибір обладнання для подрібнення…………………………………………17

    2. . Вибір обладнання для тонкого помелу……………………………………18

    3. Теплова обробка………………………………………………………………19

    1. Розрахунок пилеосаджувальних систем……………………………………..21

    2. Живлення, дозування і транспортування матеріалів………………………24

  1. Розрахунок потреби в енергетичних ресурсах………………………………28

  2. Технологічний контроль на виробництві …………………………………….28

  3. Охорона праці на гіпсових заводах …………………………………………..29

  4. Техніко-економічні показники………………………………………………...30

Література…………………………………………………………………………...31

Вступ
Гіпсові в'яжучі є повітряними в'яжучими. Добування їх грунтується на здатності двогідрату гіпсу СаS04•2Н2O в процесі нагрівання частково або повністю дегідратуватися.

Сировиною для виробництва гіпсових в'яжучих є, як правило,
природний гіпс СаS04•2Н2O. Рідше використовується безводний
гіпс — ангідрит, а також гіпсовмісні відходи хімічної промисловості
(фосфогіпс, борогіпс тощо).

Варіння в гіпсоварильних котлах. Серед агрегатів, у яких проводиться теплова обробка гіпсу, найпоширенішими є варильні котли, їх перевага перед іншими агрегатами полягає в простоті конструкції, чистоті й однорідності продукту, що добувається.

Недоліком котлів є періодичність дії, а отже, зайві затрати часу на завантаження і вивантаження. Крім цього, днище й обичайки котлів часто прогоряють, тому потрібний додатковий час на ремонтні роботи.

Будівельний гіпс - гіпсова низьковипалювальна в'яжуча речовина, що складається в основному з ?-напівгідрату сульфату кальцію. ?-напівгідрату сульфату кальцію утворюється під час випалу в гіпсоварильних котлах.

В курсовому проекті наведені вимоги до сировини та готової продукції, вибір та обґрунтування технології виготовлення, розрахунок продуктивності технологічних ліній та багато іншого, технологічний розрахунок, техніко-економічні показники підприємства.


  1. Характеристика та вимоги до сировини та готової продукції


Гіпсові в'яжучі є повітряними в'яжучими. Добування їх грунтується на здатності двогідрату гіпсу СаS04•2Н2O в процесі нагрівання частково або повністю дегідратуватися.

Сировиною для виробництва гіпсових в'яжучих є, як правило,
природний гіпс СаS04•2Н2O. Рідше використовується безводний
гіпс — ангідрит, а також гіпсовмісні відходи хімічної промисловості
(фосфогіпс, борогіпс тощо).

Природний гіпс, або гіпсовий камінь, це світлий, іноді забарвлений домішками у сірі або жовтуваті кольори мінерал. Теоретичний склад гіпсу за масою, %: СаО — 32,56; SO3 — 46,51; Н2O — 20,93. Твердість його за шкалою Мооса — 2, густина — 2,3—2,4 г/см3, розчинність — 2,05 г/л. Найбільша розчинність гіпсу при 32—40 °С. Гіпс — поганий провідник теплоти, його теплопровідність становить 0,298 Вт/(м2 • °С). У природі трапляється кілька мінералогічних різновидів гіпсу. Дрібнозернистий білий щільний гіпс із цукровидним зломом, що нагадує мармур, називають алебастром. Кристалічний прозорий гіпс, що залягає у вигляді плоских кристалів, називають гіпсовим шпатом. Волокниста порода, що складається з правильно розміщених нитковидних кристалів, з характерним шовковис-


Прозорі кристали гіпсу Гіпс з місцевості АндамоокаТорренс (озеро),

Південна Австралія.

тим блиском дістала назву селеніт.

Ангідрит — безводна модифікація гіпсу. Твердість його 3,0—3,5. Це щільніша і міцніша порода, ніж гіпс. Густина ангідриту 2,9— 3,1 г/см3. У природі трапляється рідко. Кристалізується в. ромбічній сингонії. Елементарна комірка містить чотири молекули CaSO4 і має щільну упаковку. Спайність досконала в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. Розчинність ангідриту — 1 г/л.

І гіпс, і ангідрит належать до осадових порід. Вони утворюються переважно при висиханні соляних озер, ізольованих морських лагун. Маючи порівняно з іншими солями — сульфатами натрію, калію, магнію і хлоридами — меншу розчинність, гіпс першим осаджується з розчинів.

Відомі також родовища гіпсу, що утворилися внаслідок взаємодії вапняків з магнезіальними сульфатами або з сірчанокислими розчинами, джерелами яких є суміжні поклади сульфідів, переважно піриту.

Поряд з чистим гіпсом у природі трапляються також гіпсовмісні породи, в яких міститься значна кількість глинистих речовин або карбонатів. Ці породи є тонкодисперсною механічною сумішшю гіпсу ,і піщано-глинистими або, вапняно-глинистими домішками і називаються глиногіпс, гажа, ганч. Склад цих порід несталий навіть у межах одного родовища, що різко обмежує сферу їх застосування.

Поклади гіпсу й ангідриту досить поширені і трапляються у відкладах усіх геологічних епох від кембрійського до четвертинного періоду. Родовища гіпсу й ангідриту звичайно трапляються в давніх руслах рік, реліктових озерах і низинах.

В Україні основні родовища гіпсу розробляються в Донбасі і Чернівецькій області.

Гіпсовмісні породи (глиногіпс, гажа) трапляються в Середній Азії та на Кавказі.

Крім природного гіпсу для виробництва в'яжучих можуть також використовуватись відходи хімічної промисловості. З цих відходів найбільше значення має фосфогіпс, який добувають у процесі сірчанокислотної переробки природних апатитів і фосфоритів на фосфорну кислоту, подвійний суперфосфат, преципітат, фосфат амонію та інші концентровані фосфорні добрива. Залежно від умов виробництва в осаді може бути двогідрат сульфату кальцію або ангідрит. Схематично процес утворення фосфогіпсу можна подати реакцією

Са5Р(Р04)3 + 5Н2504 = 5СаSО4 ? + HF + 3Н3Р04.

У фосфогіпсі у вигляді домішок містяться апатит, що не розклався, і кремнезем. Частина оксиду фосфору (V) звичайно перебуває у водорозчинному стані. Водорозчинний Р2O5 гальмує тужавіння і знижує міцність готового продукту, тому фосфогіпс необхідно попередньо відмивати від фосфорної кислоти або зв'язувати її у важкорозчинні сполуки.

Варіння в гіпсоварильних котлах. Серед агрегатів, у яких проводиться теплова обробка гіпсу, найпоширенішими є варильні котли, їх перевага перед іншими агрегатами полягає в простоті конструкції, чистоті й однорідності продукту, що добувається.

Недоліком котлів є періодичність дії, а отже, зайві затрати часу на завантаження і вивантаження. Крім цього, днище й обичайки котлів часто прогоряють, тому потрібний додатковий час на ремонтні роботи.

Будівельний гіпс - гіпсова низьковипалювальна в'яжуча речовина, що складається в основному з ?-напівгідрату сульфату кальцію. ?-напівгідрату сульфату кальцію утворюється під час випалу в гіпсоварильних котлах.

В двоводному гіпсі кількість гідратної води - 15,76%. Тому вихід на-півводного гіпсу із чистого гіпсового каменю (коефіцієнт виходу) складає: Кв = 1- (15,76:100) =0,84. З кожної тони гіпсового каменю, якщо припустити, що до нього входить лише двоводний гіпс, одержують 0,84 тони напівгідрату.


  1. Вибір та обґрунтування технології, технологічна схема

    1. Вибір способу і проектування виробництва вяжучих


Проектування підприємств починають з побудови технологічної схеми виробництва. Технологічна схема встановлює спосіб виробництва, склад процесів, які потрібні для виготовлення даної продукції і порядок їх виконання.

Оптимальну технологічну схему визначають порівнянням кількох варіантів, маючи на меті найповнішого використання обладнання, виробничих планів, матеріальних і енергетичних ресурсів, високого рівня механізації та автоматизації виробничих процесів.

Процес виробництва низько випалювального гіпсового в’яжучого складається з таких основних технологічних операцій:

  1. Попередньої підготовки сировини, що полягає в його подрібненні, сушінні та тонкому подрібненні.

  2. Дегідратації гіпсового каменю в процесі безпосередньої теплової обробки.

  3. Доведення до кінцевої тонкості помелу.



Гіпсовий камінь надходить на завод із кар’єрів у вигляді кусків розміром до 500 мм або щебеню. Оскільки до складу гіпсового каменю належать, крім двоводного гіпсу домішки піску та глини, то витрата гіпсового каменю буде як правило більшою. При визначенні коефіцієнту витрат сировини треба враховувати гігроскопічну вологу каменю, якщо гіпсовий камінь включає, наприклад, 10% домішок і 5% вологи , то К витр сировини збільшується на 15%.

Вологість гіпсового каменю залежить від умов залягання сировини в кар'єрі та від розмірів шматків. По мірі зменшення розмірів шматків породи вологість зростає. Гіпсовий камінь має вологість від 2-3 до 10-12%.

Для подрібнення на гіпсових заводах застосовуються щокові і молоткові дробарки. Щокові дробарки подрібнюють матеріал роздавлюванням. Вони мають одну нерухому броньовану шоку, а друга здійснює обертально-поступальний рух. Молоткові дробарки подрібнюють матеріал за допомогою ударної дії. Є обертовий вал, на який кріпляться били, і при обертанні вони подрібнюють сировину.

Щокові дробарки застосовують на І- й стадії, вони подрібнюють більш крупні шматки, а молоткові використовують звичайно на 2-й стадії, вони подрібнюють грудки матеріалу з поперечним розміром 100..300 мм до 5..30 мм.

Вологий гіпсовий камінь має підвищену вологість. Тому попередньо його треба підсушувати, що полегшує процес подрібнення й збільшує продуктивність помольної установки.

Процес сушіння об’єднується з процесом помолу. Для одночасного сушіння і помелу використовують шахтні млини. Особливістю шахтних млинів є те, що в процесі подрібнення одночасно іде і сушіння матеріалу. Вологий матеріал має підвищену в'язкість і подрібнення утруднене. Шахтний млин являє собою шахту висотою 12-15м, в нижній частині шахти є обертовий вал, на ньому кріпиться ротор з билами - який обертаючись, подрібнює гіпсовий камінь. При цьому частинки гіпсового каменю за допомогою газо-повітряного струменю, що створює вентилятор, піднімаються вверх і осідають в пиловловлюючих пристроях (циклони, електрофільтри).

Крупність цільової фракції залежить від швидкості сушильних газів, яка в свою чергу залежить від їх кількості та перерізу шахти. Із зменшенням швидкості газів зростає дисперсність матеріалу, але падає продуктивність млина. Часто ще встановлюють крім пиловловлювачів, сепаратори, що виділяють цільові фракції матеріалу, які ідуть на пиловловлювач, а крупні фракції повертаються на повторне подрібнення. За допомогою шахтного млина отримують порошок, який іде на випалювання (чи варіння) в гіпсовий котел.


    1. Опис технологічного процесу і організації виробництва


Гіпсоварильний котел являє собою циліндричний сталевий зварний барабан із сферичним днищем. В середині барабана розташована мішалка з обертовими лопастями. Часто до лопастей кріплять ланцюги, щоб мішалка, обертаючись, очищувала днище, набране із сегментів. Зверху барабан має завантажуючий шнек, за його допомогою подається порошок в середину барабана. В середині барабана є жарові труби, крізь які проходять гарячі гази, і труба для виходу пари. Котел вмурований у мур, в якому є топка. В ній згоряє паливо і утворюються гарячі гази, котрі обдувають котел зовні і проходять в середину по жаровим трубам. Так створюється рівномірний нагрів і певні умови для процесу дегідратації двоводного гіпсу. Після варіння з котла виходить готовий порошок (напівводний гіпс) і поступає в бункер томління чи витримування. На практиці застосовують, як правило, котли місткістю 7-15м3. В таких котлах питомі витрати палива 40-50 кг умовного палива на 1 тону. Вихідний порошок, який подається в котел має температуру 40-60°.

При варінні в котел подається порошок гіпсу і одночасно вмикається мішалка; порошок рівномірно перемішується і нагрівається до температури 120-150°. За І-шу годину температура підвищується до 150-180°, потім іде процес дегідратації гіпсу, температура матеріалу залишається постійною, тому що процес дегідратації - ендотермічний з поглинанням тепла. Хімічна вода, яка виділяється з гіпсу у вигляді пари, утворює ефект кипіння.

Порошок витримується у котлі 1-3 години, причому чим більше витримування, тим більш вища якість готового продукту. Це пояснюється тим, що при збільшенні витримування збільшуються кристали напівгідрату, вони стають більш чіткішими. Проте при збільшенні витримування знижується продуктивність котлів. Після виділення хімічної води порошок осідає в котлі. Коли температура підвищується на 20-30°, процес варіння гіпсу зупиняють і готовий гіпс вивантажується в бункер витримування.

Гарячі гази з варильного котла можуть іти в шахтний млин і використовуватися для сушіння гіпсового каменю. Основний недолік гіпсових котлів є періодичність дії цих апаратів. Розроблені апарати безперервної дії, наприклад апарат киплячого шару: під дією гарячих газів гіпс "кипить" в певному шарі і переливається в бункер витримування.

ГІПСОВИЙ КАМІНЬ

БУНКЕР ГІПСОВОГО КАМЕНЮ

ПЛАСТИНЧАСТИЙ ЖИВИЛЬНИК ЖИВИЛЬНИК

ЩОКОВА ДРОБАРКА

СТРІЧКОВИЙ ТРАНСПОРТЕР

БУНКЕР ГІПСОВОГО ЩЕБЕНЮ

ТАРІЛЬЧАСТИЙ ЖИВИЛЬНИК

СУМІСНЕ ПОДРІБНЕННЯ І СУШКА (ШАХТНИЙ МЛИН)

ПОДВОЄНИЙЦИКЛОН

БУНКЕР ГОТОВОГО ГІПСУ

ТЕПЛОВА ОБРОБКА ПРИ АТМОСФЕРНОМУ ТИСКУ (ВАРІННЯ В ГІПСОВАРИЛЬНИХ КОТЛАХ)

ТОМЛІННЯ (ВИЛЕЖУВАННЯ В БУНКЕРІ)

БУНКЕР МЕЛЕНОГО ГІПСОВОГО

КАМЕНЮ

ЕЛЕВАТОР

ШНЕК

ШНЕК

ГАРЯЧІ ГАЗИ З КОТЛА

БАТАРЕЯ ЦИКЛОНІВ

ВЕНТИЛЯТОР

ВЕНТИЛЯТОР

ЕЛЕКТРОФІЛЬТР

В бункерах витримування гіпс зберігається декілька годин, причому за рахунок підвищення температури матеріалу проходить кінцева дегідратація, а вода, що утворюється, іде на гідратацію зневодненого гіпсу та розчинного ангідриту, тому якість будівельного гіпсу підвищується. Порошок гіпсу, що випалюється в гіпсоварильному котлі, для підвищенні якості може додатково перемелюватись. При цьому якість будівельного гіпсу, його сортність підвищується. Для повторного помелу застосовуються кульові млини - обертові барабани, які завантажені стальними кульками (мелючими тілами). При обертанні млина ці кульки подрібнюють матеріал за рахунок ударної і стираючої дії. Остаточно готовий будівельний гіпс подається в бункерні чи силосні склади готової продукції.

Технологічна схема виробництва будівельного гіпсу в гіпсоварильних котлах

Потрібне креслення?

vladstas@i.ua

http://vkontakte.ru/id78221387

Оплата через Webmoney

Ціна 50 грн. або 200 руб.



  1. Розрахунок продуктивності технологічних операцій та вантажопотоків, розрахунок сировинної суміші, матеріальний баланс




    1. Режим роботи цеху

Режим роботи цеху приймається для забезпечення безперервної роботи підприємства, а також для розрахунків потреби сировини, паливно-енергетичних і трудових ресурсів.

Режим роботи цеху характеризується числом робочих днів за рік (Др) і кількістю змін за добу (Зд). розрахунковий річний фонд часу роботи технологічного обладнання (Рр) в годинах визначають за формулою:



Річний фонд роботи обладнання у годинах складає при перервному тижні у дві зміни:

262дн. ∙16 год=4192 год

Розрахунковий фонд робочого часу буде при роботі у дві зміни:

Рр2=4192∙0,85=3563

Режим роботи цехів і відділень підприємств повинен забезпечувати максимальне використання обладнання. За режимом роботи помельних цехів експлуатують витратні склади для сировини і додатків, відділення з приготування сумішей, склади готової продукції. Гіпсові заводи відносяться до підприємств, що працюють з перервним тижнем.

Прийнятий в проекті режим роботи цеху наведений в таблиці 1.

Режим роботи цеху Табл.1


№ п/п

Назви цехів, відділів

Кількість робочих днів за рік, діб

Кількість змін за добу, шт.

Тривалість зміни, год

Річний фонд використання часу,год

Коефіцієнт використання експлуатаційного часу, год

Річний фонд роботи обладнання, год

1.

Склад сировини

262

2

8

4192

0,87

3647

2.

Відділ помелу і сушки в шахтних млинах

262

2

8

4192

0,85

3563

3.

Відділ варіння в котлі

365

3

8

8760

0,9

7884

4.

Склад готової продукції

262

2

8

4192

0,87

3647



    1. Розрахунок потреби в сировинних матеріалах


Визначимо витрати гіпсового каменю на 1 т будівельного гіпсу. Застосовуємо гіпсовий камінь ІІІ сорту, вологістю 9%, вміст - 85%.

Маса сухого гіпсового каменю

У хімічному процесі отримання в’яжучих бере участь маса двоводного гіпсу:



Реакція одержання будівельного гіпсу:



Кількість напівгідрату в будівельному гіпсі одержаних з 773,5 кг гіпсу знайдемо з пропорції:



У в’яжуче перейдуть домішки у кількості 11%, тобто органічні домішки повинні вигоріти:910*0,11=100,1.

Таким чином, з 1 т гіпсового каменю маємо одержати 652,1+100,1=752,2 кг будівельного гіпсу.

Коефіцієнт виходу будівельного гіпсу 0,7522. На 1 т будівельного гіпсу потрібно без врахування виробничих втрат:

прихід

т

витрати

т



Домішки

вода

1,01

0,15

0,09

Будівельний гіпс

Втрати при випалі

1,0
0,25

?

1,25

?

1,25

1/0,7522=1,33 гіпсового каменю.


    1. Розрахунок продуктивності і вантажопотоків підприємства


Визначення кількості матеріалів, які проходять через окремі технологічні операції, називають розрахунком вантажопотоків. Розрахунок продуктивності цехів за готовою продукцією і потреби у сировинні виконуються: за годину, зміну, добу, рік. При цьому необхідно врахувати можливий брак і інші виробничі збитки, які звичайно приймаються 1…3%. Продуктивність цеху для готової продукції визначаються за формулами:

-продуктивність цеху за добу: ;

-продуктивність цеху за зміну: ;

-продуктивність цеху за годину: ;

Розрахунок проводиться у порядку зворотньому технологічному потоку, прийнявши за вихідну величину продуктивність цеху готової продукції, яка приведена в завданні. Для розрахунку потреби цеху у сировині і напівфабрикатах необхідно знати й якісну характеристику. З цією метою встановлюють питомі втрати сировини і напівфабрикатів на 1 тонну в’яжучої речовини.

Розміри механічних втрат залежать від організації процесу й обладнання, приймаються вони на основі досвіду аналогічних підприємств.










  1. При транспортуванні гіпсу на склад готової продукції втрати складають 2%. Отже, з гіпсоварильного котла повинна виходити така кількість гіпсу:









  1. У гіпсоварильний котел матеріал повинен поступати з урахуванням втрат матеріалу за рахунок дегідратації гіпсового каменю, виносу матеріалу з парою, а втрати за рахунок дегідратації залежать від якості гіпсового каменю. Загальні втрати: 25%+2%=27%









  1. Помел (1%) і транспортування (0,5%) подрібненої сировини супроводжується втратами – 1,5%. Втрати при сушінні у шахтному млині у процесі помелу складають 4%. Отже поступає на помел з урахуванням загальних втрат – 5,5%.









  1. При подрібненні втрати становлять 0,5%. Отже на подрібнення поступатиме така кількість гіпсу:









  1. При транспортуванні сировини зі складу до дробарки втрати становлять 0,5%. Отже, зі складу повинна поступати така кількість сировини:









Результати розрахунку продуктивності підприємства представлені в таблиці 2.

  1.   1   2   3   4
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации