Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Печь для обжига кирпича: виды и технология

Печь для обжига кирпича: виды и технология

Сегодня наиболее распространенным строительным материалом является кирпич — керамический или обожженный. По различным причинам, не всегда целесообразно обращаться за покупкой кирпича на завод-изготовитель. Можно изготавливать кирпич самостоятельно, а это означает, что обжиг кирпича своими руками — вопрос, который однозначно потребует для своего решения определенных знаний и специального оборудования.

Методики изготовления кирпича

Как происходит обжиг кирпича?

Существует два распространенных метода изготовления кирпича. Первый — полусухое и сухое прессование. Способ пластического формования является вторым методом изготовления кирпича. Разница состоит в разнящемся количестве влаги, которое содержит в себе сырьевая масса в обеих методах производства. Следует отметить, что наиболее широкое применение получил второй способ изготовления.

Кирпич, изготовленный с помощью пластического формования, может быть пустотелый или полнотелый. Принцип производства обоих видов кирпичей одинаков, различие заключается в том, что для пустотелых кирпичей глина проходит более тщательную подготовку.

Можно выделить следующие этапы изготовления кирпича:

  • Подготовка сырья
  • Формовка бруса
  • Сушка кирпича-сырца
  • Обжиг

Следует отметить, что для каждого этапа характерно тщательное соблюдение параметров. Например, для того, чтобы осуществить обжиг, который является завершающей стадией изготовления, нужно соблюсти все технические предписания. Технология обжига кирпича подразумевает соблюдение как температурного, так и временного режима. Иначе неизбежен бракованный продукт.

Как происходит обжиг керамического кирпича

Кирпич-сырец содержит в себе от 8% до 12% влажности, поступает в печь для обжига, где первоначально досушивается. Затем температура увеличивается до уровня 500-800°С, при котором происходит дегидратация минералов из глины. Из-за этого происходит усадка изделия. При температуре свыше 200°С наблюдается выделение летучих органических примесей и добавок.

На данном этапе температура обжига кирпича растет со скоростью 300-350°С/ч. Значение температуры поддерживается постоянным до тех пор, пока не выгорел углерод. И только после этого, температуру поднимают до 800°С. Воздействие таких температур приводит к тому, что продукт изменяет свою структуру. Некоторое время выдерживают предельную температуру для равномерного прогревания кирпича. Затем температура начинает постепенно снижаться.

Время обжига кирпича может достигать от 6ч до 48ч. Пока происходит данный процесс, кирпич неоднократно структурно изменяется. В случае соблюдения технологии производства, на выходе получается продукт с высокими прочностными и водостойкими качествами. Для него характерны звуко- и теплоизоляционные свойства, а также устойчивость к различным температурным режимам.

Рекомендуем прочитать:

Типы печей для обжига кирпича

На этапе обжига применяются различные печи. Какое оборудование для обжига кирпича использовать в производстве зависит от различных факторов. Печь, используемая для обжига кирпича, является и технологическим оборудованием и термодинамической открытой системой одновременно. В ней происходят постоянные тепловые процессы.

Кольцевая печь

Кольцевая печь для обжига кирпича

Одним из видов печей для обжига кирпича являются кольцевые печи. Наибольшее распространение в производстве кирпича получили именно данные печи со сводами. Если кольцевая печь для обжига кирпича устанавливается не на производственном предприятии, то целесообразно использовать ее без свода. Стоимость постройки по сравнению с напольными печами чуть дороже, однако, их обслуживание намного удобнее и легче.

Схема кольцевой печи для обжига кирпича

Обжиг кирпича в кольцевой печи дает результат по качеству значительно выше, чем в напольной, а топливо расходуется в несколько раз меньше на 1 тысячу обжигаемых кирпичей. Еще одним преимуществом данных печей является то, что топить ее можно различными видами топлива. Все это оказало влияние на широкое распространение кольцевых печей.

Туннельная печь

Туннельные печи идут на смену кольцевым, постепенно вытесняя их. Все больше крупных кирпичных заводов применяют их на своем производстве. В туннельных печах кирпич передвигается на специальных вагонетках, в отличие от кольцевых, где кирпич установлен неподвижно, и через него проводят различные температурные режимы.
Туннельная печь для обжига кирпича легче в обслуживании, потому что выгрузка и загрузка партии кирпичей происходит за пределами печи, где для персонала существуют приемлемые температурные условия. К тому же, механизировать процессы гораздо легче перед рабочей зоной, нежели в ней.
Печь представляет собой туннель, внутри которого проложены рельсы. Обжиг кирпича в туннельной печи происходит на вагонетках, которые стоят одна за одной по всей длине туннеля. Через определенный интервал времени в туннель заходит новая вагонетка с сырым кирпичом, а с обратной стороны туннеля выезжает вагонетка с уже готовой продукцией.

Туннельная печь для обжига кирпича

В печах могут быть установлены различные источники тепла. Топить печи для обжига возможно углем, нефтью. Устанавливается электропечь, или газовые горелки. От вида выбранного источника тепла зависит удобство обслуживания и экономическая выгода производства. Если для производства выбрана газовая печь для обжига кирпича, то не зависимо от того — кольцевая или туннельная печь — результат будет качественный только при соблюдении технологических параметров.

Обжигаем кирпич в домашних условиях

Если отстранится от больших объемов производства на кирпичных заводах и подумать о меньших количествах выпуска продукции, то возможно организовать обжиг керамического кирпича в домашних условиях. Для того чтобы обжечь кирпич в небольших количествах, понадобится обыкновенная металлическая бочка емкостью от 200 до 250 л. Предварительно в ней необходимо вырезать днища с обеих сторон.

Обжиг можно осуществлять и с помощью костра. Для этого нужно вырыть яму глубиной в полметра, а над ней установить бочку, приподнятую над краем ямы на высоте приблизительно 20 см. В месте, где отсутствует нижнее днище, необходимо приспособить опоры в виде прутов или металлическую решетку. Это необходимо для того, чтобы была основа для складирования кирпича внутри бочки.

После заполнения бочки кирпичом, верхнюю ее часть прикрыть крышкой, дабы минимизировать потери тепла. Обжиг длится примерно 20 часов, в зависимости от свойства глиняного состава, используемого в кирпиче. Можно производить обжиг кирпича газом, но как упоминалось выше, от вида топлива зависит экономическая рентабельность.

Схема печи для обжига кирпича газом

Рекомендуем эти статьи:

Что необходимо для покупки печи для обжига кирпича

Если же задуматься об открытии бизнеса по производству керамического кирпича, то необходимо рассмотреть более серьезные варианты, чем жечь костры во дворе. Если уже принято решение купить мини печь для обжига кирпича, то необходимо выбрать оптимально подходящий вариант. Стоит продумать о том, какие объемы планируются выпускаться, ведь каждая печь имеет свою производительность.

Также важный пункт — подобрать печь с подходящим видом топлива, потому что в наше время быстрых перемен цен на энергоносители, этот вопрос требует серьезного отношения. Стоит задуматься о целесообразности покупки печи для обжига с большей производительностью, если в планах есть увеличение производства.

Когда вопросы по основным характеристикам решены, необходимо подобрать подходящий вариант модели и начать поиски вариантов выгодной покупки. Цена печи для обжига кирпича у разных дилеров и продавцов может колебаться, поэтому торопиться не стоит. Большинство представителей, реализующих данную продукцию, не выставляют цены в открытом доступе, поэтому придется потрудиться в поисках выгодного предложения. Но результат экономии может приятно превзойти все ожидания!

Изготовление кирпичей обжиговым способом

Определение состава глины. Проверка глины на пригодность для изготовления кирпича произ­водится следующим образом. Сначала глину про­сушивают и затем растирают в порошок. Порошок насыпают в прозрачный стеклянный сосуд (мен­зурку или просто стеклянную банку), заливают во­дой и хорошо перемешивают. Можно глину про­сто залить водой на несколько дней с тем, чтобы она при перемешивании «разошлась» до взвешен­ного состояния (растворилась в воде полностью), для чего раствор изредка перемешивают. Если глина при перемешивании полностью переходит во взвешенное состояние («висит» в воде), дайте ей отстояться несколько часов, пока вода не станет прозрачной; внизу увидите слой песка, выше— слой глины, а над глиной может быть слой ила или других примесей. По количеству выпавшего в оса­док песка определяется довольно точно пригод­ность глины для производства кирпича или чере­пицы.

Пользуясь формулой A=100 х n/n+r , вычисляют процентное содержание песка в глине, где П — высота слоя песка в мм; Г— высота слоя чистой глины в мм.

Глины бывают тощие, средние и жирные. То­щие глины содержат более 20—30% песка. Они сильно шероховаты на ощупь. Шарик из такой глины 0 5 см при падении с высоты в 1 м на пол разваливается. Средние содержат песок в преде­лах 10—30%. Они на ощупь шероховаты, и шарик 0 5 см при отпускании с высоты в 1 м сплющивает­ся, но не рассыпается. Жирные содержат менее 12% песка. Эти глины на ощупь мягкие, пластич­ные. Тесто из них также мягкое. Стержни, изготов­ленные из него, не ломаются, но при высыхании трескаются.

Читайте так же:
Прошивка кирпича xiaomi через flashtool

Общее количество песка в глине для изготов­ления кирпича или черепицы должно быть не ме­нее 12—15% и не более 20—30% в зависимости от качества глины.

В глинах, идущих на производство кирпича, не допускаются включения камней, корней, веток и особенно известковых и меловых вкрапин, так как они усложняют переработку глины и резко повышают количество брака при сушке и обжиге.

Имеется другой («народный») способ опреде­ления качества глины. Для этого небольшое коли­чество глины замешивают уровня крутого теста и тщательно перемешивают вручную (мнут) до тех пор, пока она не перестанет прилипать к рукам. Изготовленный из этого теста шарик 0 5 см сдав­ливается двумя дощечками (лучше кусками сте­кла) до появления трещин. Если трещина появля­ется при сжатии на 1/4 диаметра (расстояние между дощечками — 4 см) — глина тощая и для обжига не годится. Если трещина появляется при сжатии на 1/3 диаметра (расстояние между дощечками — 3,5 см) — глина средняя и ее можно при­менять для обжига.

Жирная глина дает трещину при сжатии на 1/2 диаметра (расстояние между дощечками— 2,5 см); в такую глину можно добавлять песок и полу­чать кирпич отличного качества.

Количество носка, добавляемого в глину, можно рассчитать по вышеуказанной формуле или опытным путемв зависимости от степени жир­ности глины. Песок необходимо брать промытым, очищенным от нежелательных включений — ила, камешков, растительных остатков.

Формовка и сушка. При заготовке глины впрок ее раскладывают на земле слоем толщиной до 40 см. При смешивании нескольких видов глины раз­личной пластичности или при подмешивании до­бавок (песок, шлак, опилки) дозировку лучше производить не на глаз, а с помощью емкостей (тачки, носилок или ведер), добиваясь строгого соблюдения пропорциональности компонентов и полной однородности массы.

Для формовки кирпича используют смесь те­стообразного состояния и формуют кирпич обычно методом пластического прессования или путем укладки теста в формы. Состояние этого те­ста должно быть таким, чтобы сохранялась форма опалубки. Это возможно только при влажности те­ста не более 18—20%. Такое тесто равномерно и без особого труда формуется, но долго сохнет при естественной сушке (другой возможности обычно ‘ не бывает). Для достижения конечной влажности кирпича-сырца до 6—8% требуется от недели до месяца сушки в зависимости от погодных условий и места (на сквозняке под кровлей сырец сохнет быстрее и качественнее, чем при других услови­ях.)

Готовность кирпича-сырца к обжигу устанавли­вают по следующим признакам: взятый из сред­них рядов кирпич ломают пополам и при отсут­ствии в середине темного пятна (признака влаж­ности), сырец признается годным для обжига.

С помощью описанного пресса, использующего полусухое прессование (в некоторой лите­ратуре это называют сухим прессованием, но бо­лее правильно название «полусухое прессова­ние»), прессованию подвергается исходная смесь естественной влажности 6—8%, т.е. свежевскопанная глина со снятым сухим слоем. При копке глины ее хорошо размельчают, затем перемеши­вают с добавками и отправляют на формовку в бункер пресса. Воду при такой заготовке добав­лять не нужно, ее в глине достаточно. Готовность такого изделия к обжигу — через сутки сушки при теплой погоде.

При излишней влажности исходного сырья тре­буется досушка кирпича-сырца. Если после пред­варительной сушки влажность все еще достаточно высокая, сырец необходимо досушить в штабелях: кирпич укладывают в два ряда на ребро с зазором от 2—3 до 5—7 см. Ширина штабеля в основании 80 см, наверху —60 см. Чтобы кирпич не деформиро­вался, в нижние ряды ставят более просушенный сырец, выдерживающий нагрузку 10 рядов, в верх­ний — менее просушенный. Для укладки кирпича, в целях уменьшения брака (деформации), подго­тавливают горизонтальную площадку. Эта пло­щадка должна быть выше уровня грунта, чтобы предохранить кирпич от подтекания осадочных вод.

После укладки кирпичей штабели прикрывают сверху кусками толя или пластика для защиты от дождя и солнца. Прямое солнечное воздействие производит неравномерную сушку кирпича— в результате образуются трещины. Чтобы умень­шить возможность образования в кирпиче трещин при сушке, следует выкладывать кирпичи их тор­цовой частью по направлению господствующих ветров.

Печь для обжига кирпича. После выравнивания и очистки площадки (под печь) от растительного слоя производят ее горизонтальную планировку и трамбовку. Площадка должна быть на возвышен­ном месте, защищенном от грунтовых и осадоч­ных вод.

Один из видов обжиговой печи представлен на рис. 6. Ее вместимость 700—1500 шт. Это одна из самых маленьких печей. Внутренние размеры ее: ширина— 160 см, длина (в зависимости от предполагаемой загрузки) — от 132 до 208 см, вы­сота укладки сырца колеблется от 165 до 180 см. Высота печи выполняется соответственно выбран­ной высоте укладки.

Стены печи изготавливают из кирпича-сырца и делают толщиной в один кирпич (250 мм). Пере­крытие желательно сделать на металлическом каркасе, при условии, что каждый ряд кирпичей свода будет ложиться на две стальные полосы 8×40 мм, или стержни 0 20—24 мм, которые собираются в металлическую рамку при помощи свар­ки. Свод в середине должен иметь высоту над укладкой сырца не менее 30—35 см.

Топку формируют при укладке сырца в печи. Ширина топки 48—50 см, высота 38—40 см. В топке по всей длине нужно выполнить на высоте 25—30 см уступы на обеих стенках, куда потом укладывают колосниковые решетки (при исполь­зовании в качестве топлива угля). При обжиге дро­вами колосниковую решетку можно не устанавли­вать. Топка закрывается дверкой размерами 40X40 см.

В своде делают дымовые каналы сечением 25 X 28 см, а если обжиг ведется малокалорийным топливом (торфом или бурым углем), тогда преду­сматриваются еще и отверстия сечением 25×15 см, в которые по необходимости сверху подсы­пается уголь или торф. Эти отверстия должны иметь крышки.

Дымовая труба делается высотой до 5 м (из кирпича) с внутренним сечением 40×40 см или из любой огнестойкой трубы 0 30—40 см. Труба уста­навливается рядом с печью, с задней стороны печи (можно с одной стороны использовать заднюю стенку печи). Труба соединяется с печью дымовым каналом (сечением 40х30см), который делается в верхней части задней стенки печи.

На середине высоты укладки в стенках печи устраивают смотровые отверстия (25×15 см), ко­торые после просмотра закладывают кирпичами и замазывают глиной.

Кладку печи производят, учитывая необходи­мость частичной ее разборки при укладке и раз­борке садки. Боковые стенки, свод, задняя стенка, труба, а также угловые части передней стенки кла­дут на обычном глинопесчаном растворе. Та часть передней стенки, которая будет разбираться для разделки садка, укладывается без раствора. После заделки проема кирпичом стенка обмазывается глиной.

Садка. Укладывать в печь можно только хо­рошо высушенный сырец, иначе при обжиге по­требуется много топлива. Кроме того, недостаточ­но высохший сырец дает до 80% брака (главная причина — вскипающая влага при нагреве кир­пича ищет выход — образует трещины).

Укладку сырца в печь (рис. 7) производят так, чтобы в первых 3—4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, распо­ложенных непосредственно вблизи топки) 10—15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увели­чивались до 25 мм. Ряды можно укладывать лю­бым способом, например, «решеткой» или «елоч­кой». Способы можно чередовать. Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам. Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20—25 мм.

Обжиг. Печь начинают топить соломой, хворо­стом и затем дровами. Первая стадия —сушка. Это самая ответственная стадия. Топить следует неин­тенсивно, используя низкокалорийное топливо (отходы древесины), до тех пор, пока кирпич не из­бавится от внутренней влаги. Наличие влаги в кир­пиче определяется наличием конденсата в верх­них рядах. Просушку можно считать законченной, если на опущенном на 2—3 минуты в печь желез­ном штыре не будет влаги. Наличие влаги можно также определить рукой, поместив ладонь над вы­ходящими газами. Процесс сушки обычно зани­мает до 12 часов.

После того как будет установлено, что остаточ­ная влага удалена, огонь постепенно усиливают, доведя кирпич до темно-красного цвета (наблю­дая по своду). Подогрев длится до 9 часов, затем переходят на большой огонь до выхода огня нару­жу. Увеличение тепла производится только увели­чением подачи топлива. Если по какой-либо при­чине пламя начинает выбиваться из какого-либо места, это место сразу засыпают землей.

Когда в верхней части печи появится огонь (900—950°)— верхние ряды светло-красного цвета, а нижние— желтого, печь «ставят на остыва­ние». Для этого топочное отверстие закладывают кирпичом и обмазывают глиной, а на верх печи на­сыпают сухую землю или кирпичную пыль (можно сухой песок) слоем 10—15 см.

Читайте так же:
Кирпич саратовский рабочий полнотелый м200

Температурный режим обжига характеризуется четырьмя этапами:

а) Сушка: температура 20—90°С, время 10—13 часов.

б) Подогрев: температура 90—600°С; время 8—10 часов.

в) Обжиг: температура 600—1000°С; время 10—12 часов.

г) Остывание: температура 1000—50°С; время 7—10 часов.

Контроль температуры обжига в печи произво­дится визуально по цвету свода:

а) Темно-красный, видимый в темноте,— 450— 500°С.

б) Темно-красный — 600—650°С.

в) Вишнево-красный — 700°С.

е) Белый — 1200°С — ПЕРЕЖОГ!

Для качественного получения кирпича печь раньше выдерживали в закрытом состоянии до не­дели и лишь потом приступали к охлаждению. Это давало отличное качество, так как снятие терми­ческих напряжений происходило постепенно. Практически достаточно 7—10 часов. Охлаждение печи начинают пробивкой в топке малого отверстия — величиной с куриное яйцо, через час отвер­стие увеличивают вдвое, еще через час — уже вче­тверо. Таким образом, через 6 часов можно отк­рыть топочную дверку и ждать полного остуживания печи.

После остуживания разбирается передняя стенка печи и производится разделка садки, начи­ная с верхних рядов. После разборки, сортировки и выбраковки качественный кирпич складывают шта­белем плотно друг к другу. Недообожженный можно использовать в неответственных конструк­циях для перегородок или в верхних рядах кладки.

Определение качества кирпича. Причина бра­ка. Правильно обожженный кирпич— однород­ного оранжево-красного цвета. Он имеет правиль­ную форму с прямыми ребрами и ровными по­верхностями. При ударе металлическим молот­ком издает чистый звук. Недообожженный — имеет более светлый цвет, неоднороден на изло­ме. При ударе издает глухой звук (причина — не­достаточная температура или время обжига). Пережженный— имеет темно-серый или сине-черный цвет, часто со следами оплавления по по­верхности. При ударе издает высокий звук. Обра­зуется при чрезмерно высокой температуре обжи­га.

Повреждение углов и ребер изделия — резуль­тат небрежной переноски, транспортировки или не­осторожной укладки изделий в печи. Деформация изделия — недосушенность перед укладкой в печь. Мелкие трещины образуются при слишком быстром нагревании или охлаждении печи.

Крупные трещины и сквозное растрескивание изделия — результат неправильного соотношения глины и песка, плохого качества глины, наруше­ния режима сушки и обжига. Черный кирпич полу­чается из-за недостатка воздуха или из-за плохой его циркуляции в печи. Белые пятна на готовом из­делии — следствие неправильной просушки (пересушка).

Способ обезвреживания оксидов серы при обжиге кирпича на основе серусодержащего сырья

Номер патента: 1046231

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 09 У П Зд) С 04 В 33/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (5.7) СПОСОБ ОКСИДОВ СЕРЫ ПРИ ОСНОВЕ СЕРУСОДЕРЖЮЦЕ введения кальций о т л и ч а ю ш с целью более э ния выделения о шения санитарно вий труда, в ка жащей добавки в кую массу долом 4-9 вес.Ф о соединений т содев мас 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩФ(21) 3459502/29-33 (32) 25.06.82 .(46) 07.10.83. Бюл. В 37 (72) В.А. Потрошков О.А. Кондрашова, М.П, Лимарев, Ж.О. Садовникова, А.А. Буэулеев и А.Б, Муравьев (71) Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (53) 666.7.041.9(088.6) (56) 1. Техническая информация ЦНИИТЭСТРОМ. Серия «Промыаленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителейф. М., 1969, вып. 12, с. 26.2.: АВторское свидетельство СССР Ф 672180, кл, С 04 В 33/32, 1977 (прототип) . ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОБЖИГЕ КИРПИЧА НАГО СЫРЬЯ путем содержащей добавки, и й с я тем, что, ффективного снижексидов серы и улуч-гигиенических услочестве кальцийсодерВодят в керамичесит в количествержания сернистых5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к промьпдленности строительных материалов и может быть использовано при производстве грубой строительной керамики, преимущественно кирпича.Припроизводстве кирпича широко используются глины, содержащие сернистые соединения. Обычно содержание сернистых соединений не превышает 1, в некоторых глинах достигает 3.Недостатком керамической массы, изготавливаемой из указанной глины, является значительное выделение оксидов серы при обжиге керамики, что ведет к загрязнению окружающей среды, вызывает обострение заболенаний верхних дыхательных путей человека, разрушение тканей листьев растений, вызывает усиленную коррозию металлических конструкций и оборудования, способствует разрушению строительных материалов: мрамо. ра, известняка и бетона, что наносит большой материальный уцерб народному хозяйству. Например, завод условной мощностью 100 млн. шт. кирпича выбрасывает в атмосферу порядка 2000 т/год оксидов серы при обжиге керамики из глины, содержащей около 1 сернистых соединений.Известен способ обезвреживания серной кислоты при обжиге кирпича путем введения в печь химически активной добавки (аммиака) в количестве 1 Г 13.Недостатки известного способа ,ухудщение санитарно-гигиенических условий труда из-за попадания непрореагировавшего аммиака и пылевидного сернокислого аммония в рабочую зону, осажцение сернокислого аммоиия на металлических поверхностях оборудования и их коррозия.Наиболее близким к предлагаемому является способ обезвреживания серной кислоты при обжиге кирпича из серусодержацего сырья путем введения в печь химически активной добав» ки порошкообраэной окиси кальция в количестве 0,64 — 0,93 мас. от содержания сернистых соединений .в исходном сырье 2 3.Недостатками известного способа являются относительно низкое снижение выделения оксидов серы при обжиге кирпича, сложность ввода и равномерного распределения в газовой среде печи порошкообразных добавок, попаданис пыли в рабочую зону, засорение газового тракта, повышенный износ вентиляционного оборудования из-за запыленности газов, необходимость установки пылеулавливаацйх устройств, чистка печи отсернокислого кальция, что ухудшает санитарно-гигиеиические условия труда. Цель изобретения — более эффективное снижение выделения оксидовсеры и улучшение санитарно-гигиенических условий труда,Указанная цель достигается тем,что согласно способу обезвреживания оксидов серы при обжиге кирписа на основе серусодержащего сырьяпутем введения кальцийсодержащейдобавки в качестве кальцийсодержащей добавки вводят в керамическуюмассу доломит в количестве 4-9 вес,от содержаниясернистых соединенийв массе.Доломит, содержащий углекислогокальция 47-50, углекислого магния40-43, связывает оксид серы в сернокислый кальций и сернокислый магний, температура разложения которых превышает температуру обжигакерамики 980-1000 С. Ввод в,керамическую массу отдельно углекислогокальция или углекислого магния менее эффективно снижает выделениеоксидов серы при обжиге кирпича.Объясняется это тем, что в интервале температур 530-550 С происходитсвязывание интенсивно выделяюцихсяоксидов серы с углекислым магнием,а в интервале 950-1000 С — с углекисолым кальцием. Ввод в керамическуюмассу отдельно окиси кальция илиокиси магния еще менее эффективенпо сравнению с углекислым кальциемили углекислым магнием. При обжигекерамики выделяются диоксид и. триоксид серы, причем триоксида серывыделяется значительно меньше — около 8 от суммарного, количества оксидов серы, Определение количествадиоксида серы в отходящих газахосуществляют по известной .йодометрической методике, а триоксида серы — По известному хлорсульфоновомуметоду. Для исследований изготавливают образцы кирпича по обычнойтехнологии методом полусухого ипластического формования. Обжиг образцов осуществляют в электрическоймуфельной печи. Количество добавки, необходимой для максимальногосвязывания серы, зависит от содержания сернистых соединений в глине (в пересчете на БОГОСТ 212168-81) и от количестваглины в керамической массе.П р и м е р 1, Керамическаямасса для изготовления кирпича глиняного обыкновенного методом полусухого прессования содержит 96,кембернийСкой глины и 4 отоцающихи выгорающих добавок (шамот и уголь) .Содержание соединений серы в глине (в пересчете на ЯОэ) около 0,3(в пересчете на керамйческую массу 0,75) . При обжиге данной керамической массы выделяется оксидовсеры 4,5 г/кг керамической массы.1046231 3При введении порошкообразного доломита в количестве 6 на 1 содержания соединений серы в керамической массе выделяется оксидов серы около 1 г/кг керамической массы, что дает снижение выделения оксидов серы на 78-80. Физико-механический показатель кирпича после обжига: цодопоглощение 12,8; предел прочности при.изгибе 22 кг/см при сжатии 128 кг/см; марка кирпича 125Кирпич имеет более равномерную окраску лицевой поверхности;. П р и м е р 2. Керамическая масса для изготовления кирпича ме-тодом пластического формования содержит до 70 глины и около 30 отощающей добавкипеска, содержание соединений серы в .глине до 0,76(в пересчете .на керамическую массу 0,53). При обжиге данной керамической массы выделяется оксидов. серы до 3 г/кг керамической массы. При введении порошкообразного доломита в количестве .6 на 1 содержания соединений серы в керамической,массе выделяется оксидов серы около 0,5 г/кг керамическоймассы, что дает снижение выделенияоксидов серы на 80-83. Физикомеханические показатели кирпичапосле обжига: водопоглощение 11,2, 5 предел прочности при изгибе19,0 кг/см; при сжатии 135 кг/см;марка кирпича 125. Кирпич имеетболее равномерную окраску лицевойповерхности.10 П р и м е р 3. Для сравненияпредлагаемого способа с прототипомготовят массу, содержащую 96 кембернийской глины и .4 отощанхцихи выгорающих добавок (шамот и уголь), 15 Выход оксидов серы иэ шихты полу-.сухого прессования, содержащей0,8 сернистых соединений (в пересчете на 503) при вводе СаО в ла-бораторную печь в количестве 0,93по массе от содержания сернистыхсоединений составляет 1,5 г/кг,Степень обезвреживания в этом случае составляет 62.В таблице приведены результатыопытов по обжигу кирпичей, изготов ленных методами полусухого и пластического прессования. Выделение оксидов серы, г/кг керамической массы Снижение выделения оксидов серы,Пример, Р при полусу- при пластихом прессо- ческом прес- при полусувании совании хом прессо- вании при пластическом прессо- вании 63 56 2,0 70 67 1,9 0,9 83 0,5 83 78 0,5 3На чертеже показана динамика снижения рыделения оксидов серы при обжиге кирпича в зависимости от содержания доломита в керамической массе. На графике по оси ординат отложен выход оксидов серы г/кг 55 керамической массы), на оси абсцисс количество вводимого доломитамас. от содержания соединений серы в керамической массе) . Кривая 1.описывает процесс снижения окси-. бО дов серы при обжиге кирпйча, изготовленного методом полусухого прессования (пример 1), кривая 2 — кирпича, изготовленного методом плас-тического формования (пример 2) . б 5 Содержание доломита,мас. от содержаниясоединений серы вкерамической массе Содержание добавки доломита более 9 не ведет к большему снижению выделения оксидов серы, содержание менее 4 приводит к существенному выделению оксидов серы в окружающую среду.Доломит является распространен ным дешевым природным минералом. Применение его в предлагаемом. способе упрощает технологию ввода добавки, позволяет обезвреживать отходящие газы при обжиге керамики, что улучшает санитарно-гигиенические условий труда и обеспечивает. охрану окружающей среды, повыаает срок эксплуатации оборудования и устраня1046231 Составитель Л, ГостеваРедактор С . Лисина Техред И,Метелева Корректор Г, Решетиик Эаказ 7646/21 Тираж 622 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Эилиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная,4 ет пылеулавливающие устройства, позволяет .использовать теплоту дымовых газов для сушки сырца, увеличивает долю отбираеМого лицевого кирпича не менее чем на 5%, что даетэкономический эффект не менее75 тыс. руб. на завод условной мощностью 100 млн. шт. кирпича в год.

Читайте так же:
Вес желтого кирпича 250х120х65 полнотелого

Заявка

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

ПОТРОШКОВ ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ, КОНДРАШОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА, ЛИМАРЕВ МИХАИЛ ПЕТРОВИЧ, САДОВНИКОВА АЛЛА ОЛЕГОВНА, БУЗУЛЕЕВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ, МУРАВЬЕВ АНДРЕЙ БОРИСОВИЧ

Добавки в глину для кирпича

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Сентября 2012 в 21:24, доклад

Описание работы

Для улучшения природных свойств глиняного сырья — уменьшения общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств, широко применяют добавки.
Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:

Файлы: 1 файл

Добавки в глину для кирпича.doc

Добавки в глину для кирпича

Для улучшения природных свойств глиняного сырья — уменьшения общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств, широко применяют добавки.

Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:

отощающие—песок, шамот, дегидратированная глина, уносы керамзитового производства и другие минеральные невы-горающие добавки;

отощающие и выгорающие полностью или частично — опилки, торф, лигнин, лузга, многозольные угли, шлаки, золы ТЭЦ, углесодержащие отходы обогатительных фабрик и др.;

выгорающие добавки в виде высококалорийного топлива — антрацит, кокс и другие, вводимые в шихту для улучшения обжига изделий;

обогащающие и пластифицирующие добавки — высокопластичные жирные глины, бентонит, сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и др.

Песок. В качестве отощителя следует применять кварцевый песок. Пески карбонатных пород или засоренные карбонатом не допускаются.

Необходимо использовать крупнозернистые пески. Мелкозернистые почти не уменьшают усадку и чувствительность изделия в сушке и в то же время снижают прочность изделия.

Наиболее подходящий для отощения зерновой состав песка — от 1,5 до 0,15 мм.

Шамот. Шамот получают из обожженных отходов керамических изделий. Он является более эффективным отощителем, чем кварцевый песок. Шамот сильнее снижает усадку глины, чем многие другие отощители, менее других снижает прочность кирпича. Поэтому, когда необходимо обеспечить достаточную прочность кирпича, применяют шамот.

В шихту вводят обычно 10—15% шамота. Если это количество увеличивают, то уменьшается формуемость глин, обладающих недостаточной пластичностью. Однако при вакуумироваиии глиняной массы и формовании кирпича на вакуумных прессах количество шамота в шихте может быть увеличено до 25% и более.

Шамот легко поддается измельчению до требуемого зернового состава, который должен быть в интервале 1,5–0,15 мм. Если шамота, получаемого из отходов, недостаточно для требуемого отощения глины, то его вводят в сочетании с другими видами отощающих и выгорающих добавок (шлаков, опилок).

Дегидратированная глина. Эта глина представляет собой обожженную до 500—600° глину, из которой удалена значительная часть химически связанной воды. Благодаря этому дегидратированная глина резко снижает усадку кирпича, пластичность и чувствительность к сушке. Процесс сушки кирпича, сформованного с добавкой значительного количества дегидратированной глины, можно вести более форсированно, не опасаясь образования усадочных трещин. Дегидратированную глину можно вводить в пределах 30—50% от общего объема шихты. При таком количестве резко уменьшается количество трещин в керамическом кирпиче или же они полностью ликвидируются.

При добавке дегидратированной глины следует также в состав шихты вводить уголь, а изделия обжигать при несколько более высокой температуре (на 40—50°), чем обычно.

Оптимальное количество дегидратированной глины в шихте зависит от свойств исходного сырья, степени дегидратации глины, от условий формования изделий и вида их и устанавливается обычно при испытаниях сырья в заводских условиях.

Степень измельчения дегидратированной глины существенно влияет на сушильные свойства и прочность сухих и обожженных изделий. Рекомендуемый зерновой состав измельченной дегидратированной глины в мм: 2-1 —20-30%; 1-0,63— 15-60%; 0,63-0,31 — 15-20%; 0,31-0,15 — 25% и менее 0,15-20 — 30%.

Добавки отощающие и выгорающие полностью или частично

Древесные опилки. Применяют древесные опилки продольной и поперечной резки. Однако предпочтение следует отдавать опилкам продольной резки. Перед употреблением в дело опилки обязательно просеивают через грохот с сеткой ячеек не крупнее 8X8 мм. Так как опилки длинноволокнистые, то они армируют глиняную массу и повышают ее сопротивление разрыву, а вместе с тем и трещиностойкость в сушке. Опилки улучшают формовочные свойства глиняной массы, но снижают прочность полуторного кирпича, повышают водопоглощение.

Применение опилок при производстве полнотелого и пустотелого кирпича снижает объемный вес кирпича и соответственно улучшает его теплозащитные свойства.

В ряде случаев добавка 5—10% опилок повышает морозостойкость кирпича и камней. При значительном количестве опилок в составе шихты ухудшается внешний вид изделий.

Наибольший эффект от применения опилок в качестве добавки получают, когда вводят их в сочетании с минеральными отощителями, например с шамотом, а также с углем.

Лигнин. Лигнин является отходом производства древесного спирта и представляет собой не только отощающую и выгорающую добавку, но и выполняет роль пластификатора.

Использование лигнина в качестве добавки к пылеватым суглинкам, чувствительным к сушке, улучшает их формовочные свойства и уменьшает трещиноватость изделий при сушке; как выгорающая добавка лигнин улучшает качество обжига.

Лигнин добавляют от б до 20% от объема керамической массы. Для получения пористого кирпича количество его может доходить до 40 %.

Измельченный (фрезерный) торф и отходы торфяных брикетов при отсутствии других отощителей могут служить добавкой в глину при производстве пористого облегченного кирпича. Однако торф замедляет сушку вследствие высокой влагоемкости.

Топочные шлаки. Эти шлаки являются эффективной отощаю-щей добавкой; особенно это относится к остеклованной части. Шлаки снижают чувствительность изделий при производстве кирпича к быстрой сушке.

Значительно улучшается качество обжига и устраняются трещины во время сушки при добавке шлаков высокой калорийности в сочетании с небольшим количеством опилок (до 8%).

Золы ТЭЦ. Золы ТЭЦ представляют собой отходы от сжигания в пылевидном состоянии каменных углей. Образующиеся зола и шлаки направляются от котельных теплоэлектростанций гидравлической системой в золоотвалы в виде пульпы. В кирпичном производстве в качестве добавки используют золы ТЭЦ с удельной поверхностью 2000–3000 см2/г. Теплотворная способность золы ТЭЦ — от 1000 до 3200 ккал/кг.

Добавка 10—15% золы ТЭЦ в смеси с опилками или шамотом делает кирпич менее чувствительным к сушке и увеличивает его прочность по сравнению с добавкой, например, одного дробленого многозольного угля или одних опилок. Это происходит вследствие того, что предварительное смешивание с другими добавками обеспечивает более равномерное распределение золы и мелкодисперсной горючей ее части в шихте.

В состав шихты вводят от 15 до 45% золы ТЭЦ.

Отходы углеобогатительных фабрик. Эти отходы получают после обогащения различных углей. Они представляют собой глинистые и другие породы с содержанием гор-ючей части 10— 30% и более, отличающиеся высокой теплотворной способностью.

Влажность углесодержащих пород 10—12% и более, крупность кусков неслипшейся породы — от б до 100 мм и зольность— в среднем 70%. Встречаются породы с большим содержанием глинозема и засоренные углем, которые используют в качестве отощающих, а также обогащающих добавок в кирпичные суглинки с небольшим содержанием глинозема.

Читайте так же:
Сколько весит силикатный полуторный пустотелый кирпич

Добавка углесодержащихся отходов увеличивает интервал спекания легкоплавких глин и прочность изделий.

К этой группе относятся различные виды твердого топлива, в частности антрацит, коксовая мелочь и др. Их вводят в состав шихты до 3% по объему, т. е. до 60—80% от общей потребности топлива на обжиг изделий. Назначение их — интенсифицировать процесс обжига, улучшить спекаемость массы и тем самым повысить прочность изделий. Выгорающие добавки предпочтительно вводить в пылевидном состоянии.

Обогащающие и пластифицирующие добавки

Для обогащения малоглиноземистого сырья (с содержанием глинозема 6—8%) и увеличения его пластичности в качестве добавки применяют более пластичную и с большим содержанием глинозема глину в количестве 10—20% и более от общего состава шихты.

Для лучшего смешивания сырья двух видов и уменьшения количества добавляемой более пластичной глины ее рекомендуется вводить в виде шликера с влажностью примерно 40%.

Обогащающие и пластифицирующие добавки следует вводить по возможности в начале технологической линии.

Если карьерная влажность глины не позволяет вводить глину в виде шликера, то наряду с ней в составе шихты следует предусматривать разувлажпяющие добавки, т. е. обычно применяемые отощптели — шамот, шлак, дегидратированную глину или же молотые отходы изделий после сушки. Прекрасным пластификатором являются бетопитовые глины, вводимые в виде шликера.

Пластифицирующими материалами могут служить также вытяжки из соломы и торфа, которые вводят в глиняную массу при ее затворении вместе с обычной водой.

Если глину затворять отваром соломы или вытяжкой из торфа, то пластичность глины, особенно если она после этого некоторое время вылеживается, увеличивается более чем в два раза, повышается также прочность сформованных изделий.

Добавку можно широко использовать па многочисленных мелких кирпично-черепичных предприятиях в сельскохозяйственных районах с малопластичным сырьем.

Для приготовления соломенной вытяжки солому предварительно машиной превращают в сечку, загружают в емкость с водой и кипятят в течение 15 мин. Соломенной сечки берут из расчета 1,0–1,5 кг на 10 л воды. Глиняную массу затворяют полученным отваром, разбавленным пополам с водой.

Вытяжку из соломы можно готовить и на холодной воде с добавлением в нее NaOH до получения 1%-ного раствора.

Одним из пластифицирующих поверхностно-активных веществ, улучшающих формовочные свойства глиняной массы, может служить сульфитно-спиртовая барда (ССБ), являющаяся отходом производства целлюлозы. Раствор ССБ обладает клею-щим свойством, так как содержит сахаристые и смолистые вещества. 1%-ный раствор ССБ, вводимый в глиняную массу, уменьшает ее формовочную влажность и снижает количество трещин в сырце при его сушке, повышает прочность кирпича па 25—40 кГ/см2.

Бетонные добавки и их характеристики

Добавки-это жидкие или порошкообразные вещества или элементы, которые добавляются в бетон. Они, благодаря химическому и/или физическому воздействию, влияют на свойства бетона.

В зависимости от вида используемой добавки могут целеноправленно изменяться как свойства свежего бетона, например, характеристика застывания и наносимость, так и свойства застывшего бетона, например, прочность и долговечность.

Какие же конкретные проблемы позволяет решить применение добавок?

Первой проблемой, с которой столкнулись строители при переходе на монолитное домостроение, стала проблема доставки бетона от изготовителя до потребителя с сохранением необходимых качеств. Прежде всего, это сохранение подвижности, позволяющей насосом закачать бетон на второй, третий, а то и на четвертый этаж.

Для подъёма бетона на такую высоту стали применять высокопроизводительные бетононасосы. А это уже вторая проблема.

Третья проблема-чтобы через сутки-двое после того, как Вы бетон уложили, уже можно было снимать опалубку. Если же бетон твердеет медленно, то количество используемой опалубки приходится увеличивать пропорционально удлинению времени отвердения бетона, что значительно удорожает строительство. Естественно, за такой короткий срок, бетон окончательно застыть физически не может, но он должен успевать набрать необходимый уровень прочности.

Четвертая проблема-это то, что бетон, который идет на монолитное домостроение, должен укладываться по безвибрационной технологии. Потому что в большинстве случаев его физически невозможно обработать вибратором, т.к. некуда этот самый вибратор поместить.

Так вот, все перечисленные проблемы решаются введением в бетон специальных добавок.

Кроме уже перечисленных проблем добавки позволяют решать еще целый ряд вопросов, часто возникающих у строителей. Например, проблему зимнего строительства (ведь строят сейчас и зимой, и летом). Необходимо довести бетон до стройки, уложить его, и чтобы он при этом не замерз. А бетон зимой стынет просто на глазах. Уже в миксере температура бетона падает на 6-7°, и если его загружают с температурой +15°, то на стройку он приходит с температурой +7+8°. А дальше после выгрузки он поступает к месту укладки по холодному лотку и затем ложится на холодное основание. Задача в том, чтобы в момент контакта и дальше при затвердевании он не замерз. На этот случай создана специальная добавка на основе солей органических кислот, снижающая температуру замерзания воды до -30°. Конечно, при отрицательной температуре скорость реакции гидратации в бетоне уменьшается, и он не набирает прочность так быстро, как в теплую погоду, но 30% марочной прочности он, как и положено по ГОСТу, через 28 дней наберет. И значит, добавка со своей задачей полностью справляется.

Еще одна задача-улучшение свойств кладочных растворов для кирпича. Цементный кладочный раствор не должен замерзать и впоследствии на поверхности кирпича не должно появляться высолов. Использовать для предотвращения замерзания раствора специальную добавку-идея далеко не новая. Например, добавки нитрита натрия и хлористый кальций используются уже довольно давно. Сейчас разработана новая серия добавок, принцип действия которых основан на снижении температуры замерзания воды. Эти добавки отличаются тем, что их надо в 2,5 раза меньше, чем того же нитрита натрия, и, кроме того, они препятствуют появлению высолов на поверхности кирпича.

Современная бетонная технология в сильной степени ориентирована на использование бетонных добавок. Так, многочисленные свойства бетона не могут быть достигнуты без бетонных добавок, а многие строительные задачи могут решаться только при их использовании. В соответствии с этим в мире в 80% — 90% всех изготавливаемых в промышленности типов бетона применяются добавки.

Угольные брикетные карандаши. Забытый способ получения тепла без дыма и пламени

Угольные брикетные карандаши. Забытый способ получения тепла без дыма и пламени

Язев А.С., инженер

г. Луганск, yazev1234@yandex.ua

«Давний случай на охоте», изложенный автором «pensioner65» на сайте «Сибирский охотник», напомнил мне об одном, не совсем заслуженно забытом, способе обогрева и приготовления пищи. Может быть, способность угольных брикетов сгорать без дыма и пламени с управляемой скоростью за счет комплексного применения катализаторов и ингибиторов пригодится и в наше время.

Технология предложена Равичем М.Б. в 1942 г. и применялась в Красной армии в виде коробок из листового металла с отверстиями для обогрева бойцов и разогрева пищи в условиях, когда нельзя было использовать открытый огонь и требовалось исключить появление дыма на боевых позициях.

Угольные брикетные карандаши изготавливают из рабочей смеси, состоящей из древесного угля с добавлением жидкого стекла (связующее) и порошка окиси магния (ингибитор). Готовые карандаши укладываются с коробку в ряд, один над другим, до полного заполнения объема с некоторым смещением, для возможности воспламенения карандашей по очереди от предыдущего.

Изготовление

80 ч. (частей) порошка древесного угля, просеянного через сито № 70 (0-0,80 мм) смешать с 45 ч. связующей смеси, тщательно перемешать и брикетировать (спрессовать).

Связующая смесь

К 40 ч. горячей воды добавить 1 ч. порошка окиси магния. Полученную массу перемешать и кипятить 30 минут. Затем прибавить 4 ч. (при пересчете на сухой остаток) чистого жидкого стекла, перемешать.

После смешения с древесным углем, рабочая смесь готова к брикетированию.

Давление брикетирования не более 50 кг/см2, причем, влага не должна отжиматься. Затем брикеты (карандаши) сушат на воздухе или горячим воздухом. Интенсивность сушки определить экспериментально.

Теплотворная способность низшая карандашей Qн=7000 ккал/кг при зольности рабочей Ар=10 %.

Для получения совершенно бездымных и влагоустойчивых карандашей необходима их термообработка без доступа воздуха при температуре t=600 °С.

Диаметр карандаша D =14 мм, длина L= 80 мм.

Для желающих познакомиться с описанной технологией глубже — предлагаю две справки.

Справка 1. Жидкое стекло или силикатный клей

Впервые жидкое стекло получил в 1818 немецкий химик и минералог Ян Непомук фон Фукс.

В настоящее время изготовляется путем обработки в автоклаве кремнезёмсодержащего сырья концентрированными растворами гидроксида натрия или сплавлением кварцевого песка с содой. Известны также способы получения жидкого стекла, основанные на прямом растворении кремнистого сырья (Опоки, трепелы, диатомиты и др.) в растворах щелочей при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре (температура кипения раствора щелочи).

Читайте так же:
Как утеплить прослойку между кирпичом

Характеристикой химического состава жидкого стекла является силикатный модуль. Модуль показывает отношение содержащегося в жидком стекле оксида кремния к оксиду натрия или калия и характеризует выход кремнезема в раствор, но по величине силикатного модуля о качестве жидкого стекла не судят.

Одно из торговых названий — «силикатный клей».

Справка 2. Активация процесса горения твердого топлива

Известно, что активация процесса горения твердого топлива может быть осуществлена двумя методами:

посредством каталитической активации топлива;

посредством воздействия накаленных поверхностей для дожигания горючих газов, выделяющихся при сжигании твердого топлива.

Стимулирующее воздействие золы топлива может быть значительно усилено добавлением к топливу каталитически активных присадок, а влияние огнеупорных стенок топки может быть увеличено введением дожигательных насадок и применением каталитически активных поверхностей.

Вопросы, связанные с конструктивными особенностями топок в настоящем ТЭО не рассматриваются, поэтому ниже будут освещены проблемы, связанные с производством катализированных угольных брикетов.

Катализаторы процесса окисления углерода

Исторически, вопрос о каталитической активации твердого топлива привлекал внимание многих исследователей. Было установлено значительное ускорение реакций взаимодействия углерода с паром и углекислым газом при 490…570 ?С при активации полученного обжигом скорлупы кокосовых орехов древесного угля углекислым натрием и в особенности углекислым калием, взятым в количестве 10 и 20 % от веса угля и высказано предположение, что применение углекислых щелочей способствует разложению первичного комплекса, образующегося при окислении углерода, и благодаря этому стимулирует процесс окисления.

Известно, что обработка кокса известковым молоком повышает его реакционную способность по отношению к углекислому газу в интервале температур 900…1100 ?С. Исследованы, также, воздействие окислов различных металлов на процесс газификации графита, древесного угля и каменноугольного швелькокса водяным паром. По возрастающей каталитической активности окислов металлы располагаются в следующем порядке: алюминий, кобальт, марганец, ванадий, железо, никель, хром, медь. Окислы свинца и ртути оказались каталитически инертными.

Активность карбонатов щелочных металлов возрастает в следующей последовательности: литий, цезий, рубидий, натрий, калий.

Существует мнение, что каталитический эффект воздействия углекислых щелочей обусловливается циклом следующих реакций:

Na2CO3 + 2C = 2Na + 3CO

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

2NaOH + 2CO = 2HCOONa = Na2H2C2O4 = Na2CO3 + H2 + CO

Известны данные о влиянии различных добавок (в количестве 5 % масс.) на температуру воспламенения углерода (см. таблицу 1).

Разработка методов приготовления беспламенных бездымных брикетов была начата в 1941 году в Энергетическом институте Академии Наук СССР, а уже в 1942 был разработан и осуществлен метод производства беспламенных катализированных брикетов на основе использования промышленных отходов без применения ценных или дефицитных материалов.

Хлористые соли железа, алюминия, кальция, магния, марганца, калия и кремневой кислоты оказывают на реактивность обеззоленного промышленного кокса существенное влияние. Первое место занимает хлорид железа, второе – кальция, третье – калия.

Реактивность кокса увеличивается с увеличением отношения (Fe+Ca)/(Al+Si) в золе. В таблице 2 приведены составы некоторых запатентованных (несколько сотен патентов) активирующих добавок (% масс), и масштабы их промышленного использования.

Сопоставление каталитического воздействия натрия и калия в виде различных солей позволяет установить влияние анионов на каталитические свойства щелочных металлов. В этой связи рассматривалось каталитическое воздействие: гидратов, карбонатов, хлоридов и сульфатов калия и натрия. Установлено, что карбонаты щелочных металлов по своему каталитическому воздействию мало уступают гидратам. Хлориды также обладают явно выраженным каталитическим эффектом, но менее активны, чем гидраты и карбонаты. Сульфаты являются каталитически инертными.

Применением 4 % NaCl или КCl удается обеспечить легкое зажигание и безотказное горение брикетов и получить от присадки 4 % хлоридов каталитический эффект, равный введению 3 % гидратов или карбонатов щелочных металлов.

Брикеты с добавками окиси кальция и окиси магния гаснут, в то время как брикеты, активированные добавками углекислого или хлористого натрия, горят безотказно. Брикеты, активированные углекислым или хлористым натрием, сгорают до полного озоления даже в условиях, когда на воздухе горит одиночный брикет, т.е., горение протекает не в слое топлива и без применения какого-либо очага для организации горения. Кроме того, подбор химического состава шихты позволяет управлять скоростью окисления углерода, то есть, продолжительностью сгорания брикетов. Зольность брикетов может достигать 30…40 %. Нижний предел теплоты сгорания, при котором их можно сжигать без дополнительного топлива, составляет от Qн.min = 3,35 МДж/кг. Шведский ученый Таннер установил, что без дополнительного топлива углеродсодержащие вещества могут гореть при содержании углерода (С) не менее 25%.

На Рис.1 приведен, так называемый треугольник Таннера, иллюстрирующий область горения углеродсодержащего вещества без дополнительного топлива. По Таннеру, нижний предел теплоты сгорания высокозольного и влажного органического вещества, при котором возможно его сжигание без применения дополнительного топлива, соответствует условию: W = 50%, А = 25%, С = 25% или W = 25%, А = 50%, С = 25%, т.е., главное, чтобы содержание углерода превышало двадцать пять процентов. Основываясь на этой зависимости можно сделать вывод, что большинство отходов углеобогащения можно преобразовать в альтернативное топливо, значительно сократить площади для складирования отходов угледобычи и улучшить экологическую обстановку в угледобывающих регионах.

Выше приведенные данные говорят о целесообразности введения катализаторов в состав угольной шихты при изготовлении брикетов.

Связующие вещества

В качестве связующих веществ при производстве используют жидкое стекло, лигносульфонат, малассу, известь, карбидную известь и их смеси. В качестве добавок, поглощающих и связывающих серу и ее соединения, применяют мел, известь, дефикат (отход сахарного производства, содержащий до 74 % мела). Известны технологические процессы, основанные на использовании различных глин.

Жидкое стекло применяют в качестве связующего при изготовлении ферросплавных брикетов. Жидкое стекло получают из силикат-глыбы путем растворения в автоклавах острым паром под давлением 6-8 ати. Процесс растворения низкомодульных силикатов длится пять часов. Плотность раствора равна 1,4 – 1,45 г/см?. Для перекачки применяют мембранные насосы. В целях сокращения расходов целесообразно приобретать и транспортировать силикат-глыбу, а не готовое жидкое стекло.

Лигносульфонат — побочный продукт, образующийся в целлюлозно-бумажном производстве при получении целлюлозы из древесины. по химическому составу – это соли лигносульфоновой кислоты, по агрегатному состоянию – водорастворимые коллоиды, широко применяющиеся в литейном и огнеупорном производствах.

Меласса – побочный продукт сахарной промышленности, выпускаемый заводами по ОСТ 18-395-82 «Меласса свекловичная» с показателями:

— Доля сухих веществ, % масс. не менее – 75,0;

— Доля сахарозы, % масс. – 43,0;

— Доля сбраживаемых сахаров, % масс – 44,0;

Для получения доменных брикетов в качестве связующего широко применяются известь-пушонка и меласса в соотношении 60/40 %.

В последние годы, в связи с появлением жестких законов по защите окружающей среды за рубежом, для бытовых целей изготавливают только бездымные, низкозольные (10-12 %) с малым содержанием серы до 1 % брикеты. В качестве связующих материалов чаще всего используют лигносульфонат, мелассу и крахмал. Французская фирма “Roguette” обладает патентами на две системы брикетирования с применением крахмала и различных добавок. В Англии аналогичные технологии использует фирма “Cerestar”.

Чаще всего на практике используют не один вид связующего, а их композиции.

Из продуктов химической промышленности в качестве связующих веществ могут применяться фенольные и фенолформальдегидный смолы с отвердителями, ПВА. В брикетных производствах Англии и Франции широко применяется ортофосфорная кислота как добавка (1 %) для увеличения водостойкости.

К неорганическим связующим относятся производные карбонатов кальция и магния, сульфаты кальция, силикальциты, цементы и глины. В последнее время стали использоваться фосфатные связующие. Установлено, что при взаимодействии глинистых веществ с ортофосфорной кислотой образуются два типа связующих – твердеющие в холодном состоянии и при нагревании. Лучшие результаты получены при использовании алюмофосфатных связующих. Удовлетворительные результаты получены в Польше при применении жирных глин в сочетании с известью (20,0 %) и цементом (15,0 %).

Работы, выполненные в свое время в УХИНе (г. Харьков), подтверждают вышеизложенное и дают основание для принятия в настоящем ТЭО новой технологии брикетирования, которая позволяет получать брикеты с заданными потребительскими свойствами путем применения водорастворимых связующих с низкой температурой полимеризации и катализаторов при брикетировании на прессах с асинхронным перемещением валков. Такой способ прессования позволяет увеличить адгезию брикетируемых частиц за счет тангенциально приложенной силы смещения.

Использование в качестве связующего экологически чистых веществ, например мелассы (отход сахарного производства) существенно облегчает экологическую нагрузку в районе производства этого альтернативного топлива.

Особый интерес вызывает возможность использования в качестве катализаторов низкокачественной продукции или отходов производства предприятий, расположенных в Луганской и Донецкой областях, например, комовой соли, добываемой в ГП Объединении «Артемсоль» и хлористого кальция, являющегося отходом производства соды ООО «Лиссода».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector