بررسی عملکرد Bypass در محاسبات تنظیم مواد و راهکارهای بهره‌برداری در جلوگیری از تشکیل رسوبات مزاحم
اسلاید 1: بررسی عملکردBypass در محاسبات تنظیم مواد و راهکارهای بهره برداری درجلوگیری از تشکیل رسوبات مزاحم غریب حسینی - منسوبی
اسلاید 2: آلکالی ها ،ترکیبات گوگرد دار و کلر از جمله موادی هستند که در غلظتهای بالا باعث بوجود آمدن رسوبات مزاحم در ورودی کوره و پیشگرمکن می شوند.منبع این مواد از طریق مواد اولیه و یا ازطریق سوخت می باشد.مقدمه:
اسلاید 3: بیشتر ترکیبات فرار از طریق کلینکر خارج می گردند وتنهاکسر ناچیزی از این مواد از سیکلونها عبور کرده و به همراه گازهای کوره خارج می شود.میعان ترکیبات چرخه ای،افزایش ضخامت رسوبات در سیکلون 5 و میل پایپ و به دنبال آن تغییر پروفیل دمایی غالباً منجر به مسدود شدن سیکلون می گردد.
اسلاید 4: ((منابع آلکالیها)) منشاء اصلی آلکالی ها در مواد خام عبارتند از: خاک رس،فلدسپات پتاسیم،فلدسپات سدیم،میکای سدیم،میکای پتاسیم،مونت موریلونیت سدیم،ایلیت سدیم،ایلیت پتاسیم،کلریت سدیم،کلریت پتاسیم و مقدار ناچیزی کائلونیت سدیم و پتاسیم. در سوختها : در زغالسنگ غلظت آلکالی قابل ملاحظه است ولی در گاز طبیعی یا مازوت آلکالی به مقدار جزئی وجود دارد.
اسلاید 5: منابع گوگرد: درمواد خام عبارتند از: 1- سولفیدها:مانند پیریتFeS2 2- تیو سولفاتها : ترکیبات آلی 3- سولفاتها : مانند CaSO4 , CaSO4.2H2O در سوختها عبارتند از: در مازوت به مقدار قابل ملاحظه ای گوگرد بصورت ترکیبات آلی وجود دارد.مقدار گوگرد زغالسنگ معمولا کمتر از مازوت است.
اسلاید 6: منابع کلریدها: مواد خام: غالبا بصورت KCl , NaCl ,CaCl2 وارد سیستم می شوند. سوخت: در گاز طبیعی و مازوت ترکیبات کلر وجود ندارند و یا بسیار ناچیزند ولی غلظت ترکیبات کلر در زغالسنگ قابل ملاحظه است.
اسلاید 7: فراریت فراریت اولیه ε1:(Primary volatility ) کسری از یک عنصر فرار که تشکیل سیکل نمی دهد. فراریت ثانویه ε2 :(Secondary volatility ) کسری از یک عنصر فرار که تشکیل سیکل می دهد. فراریت کل φ :( Total volatility ) نسبت مقدار تبخیر شده یک عنصر به حداکثر مقدار آن در مواد جامد برحسب درصد.
اسلاید 8: عوامل موثر بر فراریت 1-دمای پخت با افزایش دما میزان فراریت نیز افزایش پیدا می کند. 2-سرعت جریان گاز جریان سریع گاز مواد تبخیر شده را جابجا می نماید و باعث می شود فشار بخار این مواد در محل تبخیرکاهش یافته و شدت تبخیر افزایش می یابد. 3-اتمسفر کوره A –فشار جزیی دی اکسید کربن با افزایش فشار جزئی دی اکسید کربن فراریت آلکالی ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
اسلاید 9: وابستگی فراریت آلکالی ها به فشار جزئی CO2Na2ONa2OK2O
اسلاید 10: B – فشار جزیی اکسیژن فراریت گوگرد بشدت تحت تاثیر اکسیژن است،با افزایش فشار جزیی O2 فراریت گوگرد کاهش می یابد که این مطلب در دمای پایین مشهودتر است. این پدیده را می توان براساس واکنش تعادلی زیر توجیه کرد:
اسلاید 11: (وابستگی فراریت سولفور به درصداکسیژن موجوددر ااتمسفر کوره)
اسلاید 12: افزایش بخار آب موجود در اتمسفر ناحیه پخت کوره، واکنش تشکیل هیدروکسیدهای آلکالی راکه از فراریت بالاتری برخوردار هستند تشدید می کند(واکنش تشکیل این هیدروکسیدهادر دمای c◦ 1000 آغاز می شود) این افزایش فراریت برای پتاسیم در دمای c◦ 1200 و برای سدیم دردمایc◦1400اتفاق میافتد. c – بخار آب
اسلاید 13: ((تاثیر درصد آب موجود در اتمسفر کوره بر فراریت آلکالی ها))Na2OK2O
اسلاید 14: D – فشار جزیی دی اکسید گوگرد فشار جزیی دی اکسید گوگرد ناشی از احتراق درصورت وجود اکسیژن کافی،فراریت پتاسیم را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. ( اثر فشار جزیی دی اکسید گوگرد بر فراریت سدیم ناچیز است).
اسلاید 15: ((تاثیر درصد SO2 بر فراریت آلکالی ها))K2ONa2OK2O
اسلاید 16: 4- مینرالوژی خوراک کوره فراریت آلکالی ها تابع مینرالوژی ترکیبات آنهاست بطوریکه میکا فراریت بیشتری از ایلیت و ایلیت فراریت بیشتری از فلدسپار دارد. 5- نرمی خوراک کوره مطابق جدول زیر نرمی خوراک کوره بر فراریت ترکیبات چرخه ای تاثیر جزیی دارد.
اسلاید 17: فراریت ترکیبات فرار کلریدها:CaCl2 , NaCl , KCl تبخیر کلریدها عمدتاًدر دمای c◦ 1200-1300 صورت می گیرد. در دمای منطقه پخت این مواد تقریباً بصورت گاز هستند بطوریکه فاکتور فراریت کل آنها بین 0.97 – 1 می باشد.
اسلاید 18: سولفاتها(Alk2SO4,CaSO4 ): ترکیبات Alk2SO4 در مقایسه با CaSO4 فراریت کمی دارند اگر مقدار آلکالی موجود برای واکنش با کل گوگرد ورودی کافی باشد فراریت کل گوگرد 0.3 تا 0.5 خواهد بود. فراریت سولفات کلسیم به تنهایی در حدود 0.9 - 1 می باشد در نتیجه مهمترین معیار برای فراریت گوگرد نسبت مولی بین آلکالی ها و SO3 است که با کلر تصحیح شده باشد.
اسلاید 19: برای تخمین نسبت مولی بهینه گوگرد و آلکالیها از معادله های زیر استفاده می شود:
اسلاید 20: By Pass کوره: برای خارج کردن مواد فرار باید فراریت و میزان بای پس مدنظر گرفته شود بای پس به میزان 5- 15 % گازهای کوره برای خارج کردن کلر که فراریت بالایی دارند مناسب است. بای پس به میزان 20 – 50 % به منظور جداسازی آلکالی ها از بار کوره و تولید کلینکر با محتوای آلکالی کم می باشد.
اسلاید 21: مزایای By Pass: 1- بهبود کیفیت کلینکر 2- جلوگیری از خوردگی بدنه کوره 3- امکان استفاده از سوختهای جایگزین 4- جلوگیری از تشکیل رسوبات مزاحم 5- بوجود آوردن شرایطی جهت بهبود وضعیت جذب گازهای SO2 در پیشگرمکن
اسلاید 22: کاهش غلظت کلر و سولفور در HOT MEAL :
اسلاید 23: Bypass = 0 %
اسلاید 24: Total Inputε ((g/kg Cli)) Cl0.4030.99SO35.290.5K2O6.920.5Na2o4.570.1Hot Meal((g/kg Cli))40.3010.5813.845.071/(1-ε)1/(1-ε)1/(1-ε)1/(1-ε) Bypass = 0 %
اسلاید 25: Bypass = 2%
اسلاید 26: Hot Mealε ((g/kg Cli)) Cl13.5270.99SO310.380.5K2O13.560.5Na2o5.060.1ClinkerClinker((g/kg Cli))%0.1350.0145.190.526.780.684.560.46(1-ε)(1-ε)(1-ε)(1-ε)Bypass = 2%
اسلاید 27: Bypass((g/kg Cli))0.2680.10.140.01Bypass%13.3915.196.780.51100/2100/2100/2100/2Bypass Dust = 2g/Kg CliClSO3K2ONa2O
اسلاید 28: Clinker((g/kg Cli))0.1355.196.784.56Total Input((g/kg Cli))0.4035.296.924.57Bypass((g/kg Cli))0.2680.10.140.01-=Bypass = 2%ClSO3K2ONa2O
اسلاید 29: Bypass = 10%
اسلاید 30: Hot Mealε ((g/kg Cli)) Cl11.9730.99SO310.240.5K2O15.920.5Na2o5.070.1ClinkerClinker((g/kg Cli))%0.1200.0125.120.517.960.84.570.46(1-ε)(1-ε)(1-ε)(1-ε)Bypass = 10%
اسلاید 31: Bypass((g/kg Cli))1.1850.510.80.05Bypass%11.8545.127.960.51100/10100/10100/10100/10Bypass Dust = 10g/Kg CliClSO3K2ONa2O
اسلاید 32: Clinker((g/kg Cli))0.1205.127.964.57Total Input((g/kg Cli))1.3055.638.764.62Bypass((g/kg Cli))1.1850.510.80.05-=Bypass = 10%ClSO3K2ONa2O
اسلاید 33: Reduction of Cl in Hot meal with Bypass % Bypass Cl % reduction1682813864895911095
اسلاید 34: بررسی انجام شده برروی سه نمونه از KF ,Bypass,Hot Meal در سیمان ممتازان
اسلاید 35: ClSO3K2ONa2O Bypass % 5Bypass1.651.592.70.56 Calcination % 96Hot Meal0.370.611.30.94 L.O.I % 34.47RawmixClinkerSiO214.2521.75 Al2O33.315.05 Fe2O32.533.86CaO41.6063.48 MgO0.951.45 L.O.I34.470.00 K2O0.370.56Na2O0.390.60SO30.020.03CI0.0140.021Total97.9096.80L.S.F91.5391.53SM2.442.44AM1.311.310
اسلاید 36: ClSO3K2ONa2O Bypass % 5Bypass2.541.575.041.28 Calcination % 98Hot Meal0.400.751.50.93 L.O.I % 34.38RawmixClinkerSiO214.3621.88 Al2O33.315.04 Fe2O32.553.89CaO41.2062.79 MgO0.941.43 L.O.I34.380.00 K2O0.340.69Na2O0.360.81SO30.040.08CI0.0210.015Total97.7896.62L.S.F90.0190.01SM2.452.45AM1.301.300
اسلاید 37: ClSO3K2ONa2O Bypass % 0Bypass0000 Calcination % 97Hot Meal1.91.12.11.2 L.O.I % 34.38RawmixClinkerSiO214.3621.88 Al2O33.315.04 Fe2O32.553.89CaO41.2062.79 MgO0.941.43 L.O.I34.380.00 K2O0.340.69Na2O0.360.81SO30.040.08CI0.0210.015Total97.7896.62L.S.F90.0190.01SM2.452.45AM1.301.300
اسلاید 38: با توجه به مطالب ذکر شده در بررسی عملکرد ByPASS به راهکارهای بهره برداری که در سیمان ممتازان تجربه شده اشاره میشود: 1- استفاده از سوخت مناسب : پس از آشنایی از مواد خام موجود در معدن و بررسی آنالیز سوخت مصرفی باید از سوختی استفاده کنیم که کمترین میل به وارد شدن چرخه قلیایی داخل کوره را داشته باشد. بطور مثال با در نظر گرفتن مقدار سولفات و کلر موجود در سوخت و همچنین رفتار فراریت این دو عنصر در سیستمی که از bypass استفاده میشود (بدلیل وجود عناصر مزاحم در مواد خام) بهتر است از سوختی استفاده کنیم که بالانس لازم بین عناصر را فراهم آورد.این تجربه در سیمان هرمزگان پس از تغییر سوخت از مازوت به گاز کاملا مشهود بود.
اسلاید 39:
اسلاید 40: 2-راهبری با حداقل تغییرات: همیشه عکس العمل عناصر مزاحم در مواد خوراک کوره نسبت به تغییرات و نوساناتی مانند (درجه حرارت.سرعت انتقال گاز و مواد.تغییرات طول منطقه پخت.و .....)بسیار بالا بوده و باعث مشکلات زیادی میشوند. با راهبری مناسب و بدون تغییرات سریع و لحظه ای میتوان میزان این رفتار غیر عادی مواد را به حداقل رساند. بطور مثال : تثبیت درجه حرارت منطقه پخت میتواند عامل بسیار موثری باشد.هر چقدر درجه حرارت پخت بالاتر باشد مقدار بیشتری قلیایی تبخیر شده و از فاز جامد خارج میگردد و امکان ترکیب آن با کلینکر کمتر خواهد شد.میدانیم میل ترکیب عناصر در فاز مایع با مقدار ویسکوزیته بالا میرود و بدین ترتیب جبران بسیاری از کم و کسرهای مربوط به تنظیم آماده سازی مواد فراهم میشود. بطور مشخص باید سرعت گرم کردن و زمان پخت را بطور نرمال و در نقطه ای مناسب تنظیم کردتا کریستالها فرصت رشد پیدا کرده و بصورت ذرات ریزی که میل ترکیب شدید دارند باقی نماند.پس از رسیدن به چنین شرایطی بهتر است از تغییرات دیگر و سلیقه ای جلوگیری شود.
اسلاید 41: 3-شکل و موقعیت مشعل: در کوره باید اتمسفر محیط اکسید کننده باشد.با تنظیم مقدار هوای مناسب جهت احتراق .باید از شرایط احیا کنندگی آهن که وارد مدار شبکه کریستالی C3S شده و آنرا ناپایدار میسازد جلوگیری کرد..علاوه بر تنظیم هوای مناسب (هوای اولیه و ثانویه با درجه حرارت بالا و شفاف ) زاویه قرار گرفتن مشعل در داخل کوره بسیار مهم بوده و باید از برخورد مستقیم شعله با مواد و بدنه جلو گیری کرد.پس با داشتن شعله ای مناسب و ایده آل از احتراق نا قص .ایجاد محیط احیا که همگی باعث افزایش فراریت سولفورها و تشکیل گرفتگی در ته کوره و بالا رفتن مقدار مواد برای ورود به سیستم بای پس میشوند جلوگیری کرد
اسلاید 42: 4-هموژن کردن مواد و اثرات دانه بندی: ترکیب مینرالی مواد خام .اثر عمده ای روی میزان حرارت برای پخت مواد دارد و مضافا اینکه بسیاری از اتصالات و بند های کریستالی در مینرال های مواد خام میباشد.وجود کریستال های نا منظم و یا وجود ناخالصیها در شبکه کریستالی هر یک به سهم خود اثر موثری بر روی تشکیل رسوبات مزاحم دارند.با انجام و رعایت هموژناسیون عمده ای از این مشکلات برطرف میشودپس بهتر است که کارکرد سیلوهای هموژن مواد خام بطور مداوم پایش شده و از عملکرد مناسب نسبت هموزن مطمئن شویم. در انجام واکنش سرعت واکنش بستگی به ابعاد و اندازه واکنش دارد.در حقیقت اندازه ذرات تعیین کننده سطح واکنش است.بنا بر این مواد خام تا حد امکان باید نرم و پودر باشند که حتی زبره آنها نیز کاملا ترکیب شود.بدین شکل از تجزیه مواد بدلیل بالا رفتن زمان پخت در دانه های درشت جلوگیری میشود.بنابر این رسوبات به حداقل رسیده و در فاز مایع ترکیب میشوند
اسلاید 43: Ave = 3.6
اسلاید 44: Ave = 2.9
اسلاید 45: Ave = 1.3
اسلاید 46: Ave = 0.95
اسلاید 47: با تشکر
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.