Выбор технологической схемы производства

Производство строительного гипса из плотной гипсовой породы состоит из трех главных операций: дробления гипсового камня, помола и обжига материала.

Основные способы производства строительного гипса, применяемые в

настоящее время, можно разделить на следующие три группы,

характеризующиеся:

1.предварительной сушкой и измельчением сырья в порошок с последующей дегидратацией гипса (обжиг гипса в гипсоварочных котлах);

2.обжигом гипса в виде кусков различных размеров в шахтных, вращающихся и других печах; полугидрат в порошок измельчают после обжига;

3.совмещением операций сушки, помола и обжига двуводного гипса.

Строительный гипс на установках совмещенного помола и обжига получают по следующей схеме.

Добываемый гипсовый камень имеет влажность W = 5%, а также содержит 92% CaSO4∙ 2H2O и 8% примесей. Насыпная плотность гипса составляет 1, 35 г/см³.

Из карьера на завод гипсовый камень попадает с помощью автотранспорта. Выбор автотранспорта обусловлен более низкими затратами по сравнению с другими видами транспортировки. На завод гипс попадает в виде кусков размером до 300 мм, что вызывает необходимость его дробления.

Гипсовый камень выгружается в траншейно-бункерный склад, находящийся ниже уровня земли. Поступающий со склада гипсовый камень загружают в бункер, откуда он ленточным транспортером направляется в щековую дробилку, где измельчается до частиц размером 100 мм, а затем через ленточный транспортер и магнитный сепаратор в молотковую дробилку, где измельчается до частиц размером не более 10-15 мм в поперечнике. Раздробленный материал элеватором и питателем через расходный бункер подают в шаровую мельницу, в которой гипсовый щебень проходит совместный помол и обжиг. В шаровую мельницу из специальной топки поступают дымовые газы с температурой 600-700 0С. В мельнице материал в процессе измельчения дегидратируется до полуводной модификации, выносится из нее газовым потоком, проходит через сепаратор, где выделяются крупные частицы, поступающие через классификационную спираль обратно на дополнительное измельчение, и направляется в пылеосадительные устройства. В них обезвоженный гипс выделяется из газового потока и системой транспортных устройств направляется на склад готовой продукции. Очищенные газы отсасываются винтовым пневмонасосом. Воздух, пройдя рукавные фильтры, уходит из силоса в атмосферу [6].

Силосы соединяются между собой трубками, по которым воздух может переходить из одного силоса в другой и удаляться через один или сразу через несколько фильтров. Наполнение силоса контролируется тензометрами.

Разгружаются силосы пневматически. Для этого днище силоса устроено с наклоном, а 20-25% площади покрыто коробками с аэроплитами. В коробке под давлением нагнетается охлаждённый и обезвоженный воздух. Насыщенный воздухом гипс приобретает свойства жидкости и стекает в отверстие в центре днища. Аэрация силоса служит также для того, чтобы гипс не слёживался и охлаждался.

Разгружают силосы с помощью донного пневморазгружателя, который работает следующим образом. Через воронку разгружателя гипс попадает на аэроплиты, к которым подводится сжатый воздух. Гипс на этих плитах насыщается проходящим через них воздухом и приобретает текучесть. Легкоподвижный гипс транспортируется сжатым воздухом, дополнительно подаваемым в коробку шибера, и направляется к разгрузочному патрубку. Поток гипса можно регулировать и полностью выключать коническим клапаном. Между воронкой и аэроплитами установлена задвижка, служащая для полного отключения подачи гипса из силоса в разгружатель.

Выбор оборудования осуществляется исходя их потребной производительности для каждой операции по справочникам и каталогам.

2.3 Расчет и подбор основного технологического оборудования

Выбор оборудования осуществляется исходя их потребной производительности для каждой операции по справочникам и каталогам.

Ленточный конвейер подбираем исходя из ширины ленты:

B = (Q/(c*V*p)) ^0.5, где

B – ширина ленты ленточного конвейера, мм;

Q – производительность конвейера, т/ч;

с – коэффициент, зависящий от угла конвейера к горизонту;

V – скорость ленты конвейера, м/с;

p – насыпная плотность материала, т/м³.

B₁ = (8.7/ (296*0.075*1.35)) ^0.5=0.539мм

B₂ = (6.9/ (296*0.075*1.35)) ^0.5=0.230мм

Выбираем ленточный транспортер РТЛ – 1500, где ширина ленты 800 мм.

По производительности подходит щековая дробилка ЩДС-4х6-

15-33 м³/ч, ширина разгрузочной щели - 40-90 мм., максимальный кусок – 340 мм.

Делаем такую производительность, чтобы дробилка работала в одну – 27 м³/ч, тогда ширина разгрузочной щели – 69 мм.

Магнитный сепаратор СЭ-171 с производительностью 29, 7 т/ч.

Молотковую дробилку ставим СМД-500 производительностью 27 м3/ч, ширина разгрузочной щели – 6 мм., максимальный кусок – 100 мм.

Элеватор ковшовый СМЦ-130А производительностью 540 т/ч, высота подъема материала - 32 м, объем ковша - 25 л, скорость движения - 1, 7 м/сек.

Весовой дозатор С-633 производительностью 7, 5-35 т/ч,

максимальная крупность материала – 40 мм, максимальный вес материала на ленте – 56 кг.

Шаровая мельница Ш-12 производительностью 12 т/ч.

Спираль классификационная диаметром 750 мм., производительностью до 60 т/ч.

Сепаратор воздушный производительность 33 т/ч.

Циклоны ЦН-15 производительностью 2281, 5 т/ч.

Винтовой пневматический насос НПВ-63-2 производительностью 63 т/ч.

Распределительный шнек СМ-118 производительностью 6, 7 т/ч.

Рукавный фильтр ФВ=30 производительностью 40, 5-60, 8 т/ч.

Полученные результаты заносим в таблицу 3:

Таблица 3 - Используемое оборудование

Далее рассчитываем потребность предприятия в электроэнергии:

Таблица 4 - Потребность предприятия в электроэнергии

Итого: 938, 6 4119, 9

Определяем ёмкость складов и силосов. Определение ёмкости и размеров силосов зависит от принятого режима работы предприятия и необходимых нормативных запасов сырья и продукции.

Объем склада запаса сырья рассчитывается по формуле:

П_сут – суточная производительность, т;

z– нормы общего запаса в сутки.

Минимальный объем склада летом:

Минимальный объем склада зимой:

Высота склада, h= 12 м, площадь склада, S= 800 м².

Реальный объем склада V= h∙ S=12∙ 800=9600 м³.

Объём силосного склада рассчитывается по формуле:

, где

П_год – годовая производительность, кг;

С_н – число нормативных суток запаса (для гипса – 15-30 дней);

k_з– коэффициент заполнения силоса (принимаем равным 0, 9).

Для складирования принимаем 3 силоса:

1 – диаметр 6 м, высота 21, 5 м, ёмкость 500 м³;

2 – диаметр 6 м, высота 21, 5 м, ёмкость 500 м³;

3 – диаметр 6 м, высота 31, 2 м, ёмкость 750 м³;

Емкость расходных бункеров рассчитывается на четырехчасовую производительность аппаратов, перед которыми они установлены. Объем бункера определяется по формуле:

V_бун = П_ап × T/(ρ _нас × К_нап),

где П_ап – производительность оборудования, т/ч;

Т = 4 ч;

ρ _нас – насыпная плотность материала, т/м³;

К_нап = 0, 9 – коэффициент наполнения бункера.

Рассчитаем емкость расходных бункеров:

- кускового гипсового камня:

V_бун = 8, 7 × 4/(1, 35 × 0, 9) = 28, 6 м³.

- перед дробилками:

V_бун = 27 × 4/(1, 35 × 0, 9) = 88, 9 м³.

- перед мельницей:

V_бун = 8, 6 × 4/(1, 35 × 0, 9) = 28, 3 м³.

2.4 Технико – экономически показатели

Вычисляем удельный расход электроэнергии на товарную единицу продукции:

, где Э_год – годовое потребление электроэнергии;

П_год – годовая производительность предприятия.