ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ПРОИЗВОДСТВУ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО ИЗ ОТХОДОВ

 

Винниченко В.И., Котляренко В.В. (ХГТУСА, г.Харьков, Украина)

 

In article the technological complex on manufacture plaster of a waste of the chemical industry in a suspended state is considered and comparison of this complex with manufacture plaster of natural plaster raw material in gypsum boilers is resulted

 

В современных условиях производства строительных материалов остро стоит проблема экономии энергозатрат. В особенности значительные затраты энергии выпадают на тепловые установки, которые требуют почти непрерывного питания топливом. Наименьший расход его, а также электроэнергии и других ресурсов на производство –задача сегодня любого промышленного предприятия, которое хочет быть конкурентоспособным на рынке. В промышленности гипсовых вяжущих материалов в странах бывшего Советского Союза на сегодня наиболее распространенной технологией остается производство вяжущего в гипсоварочных котлах. Схема этой технологической линии приведена на рис. 1.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства гипсового вяжущего материала в гипсоварочном котле:

1 – мостовой грейферный кран; 2, 6, 11, 24 – бункера; 3, 7, 10, 19, 25 – питатели; 4 – щековая дробилка; 5, 23 – элеваторы; 8 – шахтная мельница; 9, 18 – циклоны; 12 – гипсоварочный котел; 13 – топка; 14, 17 – газопроводы; 15, 20 – рукавные фильтры; 16, 21 – дымососы; 22 – бункер томления

 

В гипсоварочном котле получают вяжущее довольно однородного состава и качества, которое отвечает марке Г4...Г6 [1]. Тем не менее недостатком этой технологии остается большая продолжительность тепловой обработки, которая в котлах периодического действия составляет 1...3 часа [2]. Кроме того, в бункерах томления материал вылеживается еще 3...5 часов [2]. Производительность гипсоварочного котла непрерывного действия на 25...40 % превышает производительность обычных котлов одинаковой вместительности [3], тем не менее продолжительность обработки в нем материала все же остается довольно большой. Большая продолжительность тепловой обработки в гипсоварочном котле ведет к значительной затрате топлива (табл. 1). Как правило, в качестве сырья в технологии с гипсоварочным котлом используют природный гипсовый камень. Притом, что запасы природного гипсового сырья ограничены.

Учитывая все вышеупомянутое, коллективом кафедры механизации строительных процессов Харьковского государственного технического университета строительства и архитектуры разработан технологический комплекс по производству гипсового вяжущего во взвешенном состоянии с использованием в качестве сырья фосфогипса, который является отходом химической промышленности. Основной тепловой установкой является дегидратор, в котором в потоке теплоносителя происходит дегидратация материала. Технологическая схема комплекса приведена на рис. 2.

Рисунок 2 – Технологическая схема производства гипсового вяжущего материала в дегидраторе:

1 – мостовой грейферный кран; 2, 6, 10, 17 – бункера; 3, 7, 11, 18 – питатели; 4 – щековая дробилка; 5 – элеватор; 8 – шахтная мельница; 9, 16 – циклоны; 12 – дегидратор; 13 – топка; 14, 15 – газопроводы; 19 – рукавный фильтр; 20 – дымосос

 

На лабораторной установке дегидратора были проведены экспериментальные исследования на фосфогипсе из отвалов Сумского химпрома. Результаты показали, что при этом можно получать продукт удовлетворительного качества (табл. 2). При этом обжиг сырья в дегидраторе длится несколько секунд, что значительно снижает затраты топлива в этой установке в сравнении с гипсоварочным котлом (табл. 1). Кроме того, технологический комплекс с дегидратором позволяет значительно уменьшить площадь, которая занимается тепловым оборудованием, и металлоемкость (табл. 1).

Все это позволяет нам утверждать, что производство гипсового вяжущего во взвешенном состоянии в дегидраторе является более перспективным, чем в гипсоварочном котле. Поскольку позволяет значительно улучшить экономическую эффективность производства. Применение в качестве сырья фосфогипса позволит уменьшить его отвалы на территории России и Украины, что улучшит экологическое состояние стран и сохранит запасы природного гипса. При этом качество получающегося продукта вполне удовлетворяет требованиям потребителя.

 

Таблица 1 – Сравнения показателей технологических линий с гипсоварочным котлом и дегидратором при производительности 5 т/ч

Показатели	Гипсоварочный котел	Дегидратор
Производительность, т/ч	5	5
Расход электроэнергии, кВт	44	5
Расход топлива, кг у.т./т	50	35
Металлоемкость, т	43	4
Площадь в плане, м2	100	8

 

Таблица 2 – Прочность на сжатие гипсового вяжущего, которое получается в дегидраторе

Через два часа твердения на воздухе, МПа	Через семь суток твердения на воздухе, МПа
3…6	13…17

 

Выводы. Разработан технологический комплекс по производству гипсового вяжущего материала во взвешенном состоянии, который позволяет уменьшить энергетические затраты на производство, металлоемкость, площадь, которая занимается оборудованием, по сравнению с технологической линией с обжигом гипса в гипсоварочном котле. Использование в предложенном технологическом комплексе фосфогипса позволит улучшить экологическое состояние России и Украины, сэкономить природное гипсовое сырье.

 

Литература

1. Вихтер Я.И. Производство гипсовых вяжущих веществ. -М., 1974.

2. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение): Справочник. -М., 2004.

3. Пащенко О.О., Сербін В.П., Старчевська О.О. В’яжучі матеріали. – К.: Вища шк., 1995. – 416 с.: іл.