مدونة
عملية متكاملة بين مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة وطاحونة الكرات لإعداد الأسمنت فائق الدقة
الأسمنت، باعتباره مادة أسمنتية لا غنى عنها في صناعة البناء، له مجموعة واسعة من التطبيقات والمتطلبات. في السنوات الأخيرة، مع تزايد الطلب على أداء السلامة للهياكل الإنشائية، كانت هناك متطلبات أعلى لقوة ضغط الأسمنت. أظهرت الأبحاث أن إضافة كمية مناسبة من الأسمنت فائق الدقة يمكن أن يغير بشكل فعال توزيع حجم جزيئات الأسمنت ويحسن أداء الأسمنت والخرسانة [1-4]. درس تشين تشانغجيو وآخرون تأثير توزيع حجم جزيئات الأسمنت على قوة ضغط الخرسانة ووجدوا أن هناك كمية مثالية من الأسمنت فائق الدقة لتحسين توزيع حجم جزيئات الأسمنت، وبالتالي الحصول على أعلى قوة ضغط للخرسانة [5]. أضاف كونغ ديو وآخرون الأسمنت فائق الدقة إلى الأسمنت العادي لإعداد الخرسانة عالية الأداء [6]. تشير هذه الدراسات إلى أن الأسمنت فائق الدقة كمزيج أسمنتي يمكن أن يحسن بشكل فعال قوة ضغط الأسمنت والخرسانة.
تتمتع آلة تصنيف تدفق الهواء الجديدة بمزايا سعة المعالجة الكبيرة والتكرير فائق الدقة وكفاءة التصنيف العالية واستهلاك الطاقة المنخفض وتوزيع حجم جزيئات المنتج القابل للتعديل على نطاق كبير وتلبية متطلبات المنتجات المختلفة، وخاصة توزيع حجم الجسيمات الضيق [7-10]. تأخذ هذه المقالة مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A الذي طورته شركة Mianyang Liuneng Powder Equipment Co.، Ltd. كمثال لإجراء اختبارات التصنيف على الأسمنت المفرغ من ذيل مطحنة الكرات، وتستكشف جدوى دمج مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة مع مطحنة الكرات لإعداد الأسمنت فائق الدقة.
1. مقدمة عن العملية
يشتمل نظام إنتاج الأسمنت فائق الدقة بشكل أساسي على مطاحن كرات، ومحددات مسحوق الأسمنت، ومصنفات تدفق الهواء عالية الكفاءة، ومجمعات غبار الإعصار، ومجمعات غبار نفاثة الغرفة، ومراوح السحب المستحثة، وغيرها من المعدات المساعدة للنقل والقياس، كما هو موضح في الشكل 1. تدفق العملية الرئيسي هو: Φ يتم جمع الأسمنت المنتج بواسطة نظام الطحن النهائي للأسمنت المكون من مطحنة كرات مقاس 3.2 م × 14 م ومحدد مسحوق بواسطة جامع غبار إعصار بسعة إنتاجية تتراوح من 40 إلى 50 طنًا في الساعة. كمنتج 1، يتدفق غاز العادم من جامع غبار الإعصار عبر مروحة السحب المستحثة رقم 1 ويعود إلى مطحنة الكرات لدوران تدفق الهواء الرئيسي.
في نفس الوقت، تم إرسال المنتج 1 إلى مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A بمعدل 10 طن/ساعة لاختبار التصنيف. يظهر المبدأ الهيكلي لمصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A في الشكل 2. افتح صمام الفراشة في الجزء السفلي من مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة للسماح بدخول تدفق الهواء من الأسفل، مما يضمن تشتت جزيئات الأسمنت بالكامل قبل دخول غرفة التصنيف. يتم تشكيل تدفق هواء حر على شكل دوامة من خلال التحويل ويدخل غرفة تصنيف المصنف. يوجد دوار عجلة تصنيف موضوع أفقيًا في غرفة التصنيف، مما يولد مجال تدفق هواء دوار من خلال دوران دوار عجلة التصنيف. في نفس الوقت، يتم تشكيل الجزء المجوف من العمود من خلال عمل مروحة السحب المستحثة لتشكيل ضغط سلبي. تدخل جزيئات الأسمنت المشتتة بالكامل إلى عجلة التصنيف على طول حافة دوار المصنف تحت الضغط السلبي وتتحرك في شكل حلزوني نحو مركز التوربين [11-12]. يتم إخراج جزيئات الأسمنت الخشنة من عجلة التصنيف بسبب القوة الطاردة المركزية الأكبر من المقاومة اللزجة الناتجة عن تدفق الهواء، ويتم تفريغها من مخرج المسحوق الخشن كمنتج نهائي 2؛ يتم امتصاص جزيئات الأسمنت الدقيقة في وسط الدوار مع الهواء ويتم جمعها بواسطة جامع غبار نفاث نبضي للغرفة كمنتج نهائي 3. لمنع تسرب الهواء، يعتمد جامع الغبار على صمام تفريغ رفرف مزدوج الطبقة للتفريغ، ويتم إرسال التفريغ على الفور إلى مستودع المنتج النهائي للإغلاق، وتجنب تراكم الأسمنت فائق الدقة وزيادة حمل النظام بأكمله. يتم تعديل معدل التدفق الإجمالي للنظام بشكل أساسي عن طريق التحكم في سرعة مروحة السحب عالية الضغط، ونسبة معدل تدفق الهواء الرئيسي إلى معدل تدفق الهواء الثانوي، ويتم التحكم في حجم جزيئات الأسمنت فائق الدقة عن طريق ضبط تردد محول تردد المصنف. يتم نقل النظام بأكمله تحت ضغط سلبي، دون تلوث الغبار، ويعمل بثبات.
1. قادوس التغذية؛ 2. وحدة تغذية اهتزازية كهرومغناطيسية؛ 3. مطحنة كرات؛ 4. آلة اختيار المسحوق؛ 5. جامع غبار إعصاري؛ 6.1 مروحة سحب مستحثة؛ 7. مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A؛ 8. جامع غبار نفاثة نبضية للغرفة؛ 9.2 مروحة سحب مستحثة
2. الاختبار في الموقع
2.1 المعدات والمواصفات
وفقًا لعملية إنتاج الأسمنت فائق الدقة، تم اختبار مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A. تشمل معدات الاختبار الرئيسية مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A (القوة 55 كيلو واط)، مروحة السحب المستحثة رقم 2 (نوع 9-18-8D، القوة 75 كيلو واط، تيار المحرك 150 أمبير، الحد الأقصى لحجم الهواء 12000-13000 متر مكعب/ساعة، الضغط الكلي 16000-17000 باسكال)، جامع غبار نفاثة نبضية (مساحة الترشيح الكلية 313.5 متر مربع، مساحة الترشيح الفعالة 261 متر مربع، سرعة رياح الترشيح الفعالة 0.77-0.83 متر مكعب/دقيقة، فرق ضغط التشغيل 1000-1200 باسكال)، خزانة التحكم في الطاقة، محول التردد، إلخ.
2.2 النتائج والتحليل
يتم تطبيق مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة على صناعة إنتاج الأسمنت فائق الدقة، ويتم تحقيق إنتاج الأسمنت فائق الدقة في وقت واحد عن طريق توصيل نظام التصنيف فائق الدقة على خط إنتاج الأسمنت العادي. باستخدام محلل حجم الجسيمات بالليزر BT-2001 (الطريقة الجافة) للتحليل، وجد أن حجم الجسيمات d50 لمنتج الأسمنت العادي 1 هو 16.661 ميكرومتر. D90 = 66.743 ميكرومتر (أحجام الجسيمات المميزة d50 و d90 هي أحجام الجسيمات المقابلة لكسور الحجم التراكمية لـ 50% و 90%)، مع مساحة سطح محددة تبلغ 332.8 متر مربع / كجم وعائد 46.277 طن / ساعة. تم إخضاع المنتج 1 لاختبار تصنيف فائق الدقة بمعدل 10 طن/ساعة، مع دوران مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A بسرعات 1102 دورة/دقيقة، و928 دورة/دقيقة، و667 دورة/دقيقة. تظهر نتائج اختبارات حجم جسيمات الأسمنت فائقة الدقة، والمساحة السطحية النوعية، والعائد في الجدول 1.
الجدول 1 نتائج اختبار سرعات عجلات التصنيف المختلفة
كما هو موضح في الجدول 1، فإن تقليل سرعة عجلة التصنيف للمصنف سيؤدي إلى زيادة في حجم جسيمات الأسمنت المنفصل، وانخفاض في مساحة السطح المحددة، وزيادة في الإنتاج. وذلك لأن سرعة عجلة التصنيف تقل، ويزداد حجم جسيمات القطع للمصنف، وتقل القوة القسرية للشفرات على جسيمات الأسمنت. تنخفض سرعة الطرد المركزي التي تحصل عليها الجسيمات، مما يزيد من احتمالية مرور الجسيمات الخشنة عبر المصنف. وبالتالي، فإن إنتاج الأسمنت فائق الدقة الذي يتم الحصول عليه من صمام التفريغ للمصنف سيزداد أيضًا. بالنسبة للأسمنت المفرغ من ذيل مطحنة الكرات، يمكن فصل d50 من جزيئات الأسمنت فائقة الدقة بواسطة مصنف تدفق الهواء الفعال، والذي يتراوح من 4.472 إلى 9.831 μ بين m و d90 بين 11.823 و 30.510 μ بين m، يتمتع الأسمنت فائق الدقة بحجم جسيم صغير ونطاق توزيع ضيق وتحكم ثابت في حجم الجسيمات في الحد الأعلى والإنتاجية العالية. يعمل النظام بأكمله بثبات. بالمقارنة مع آلات اختيار مسحوق الأسمنت التقليدية، يتمتع مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة بدقة تصنيف أعلى وحجم جسيم تصنيف أصغر وتوزيع أضيق لحجم الجسيمات دون تقليل الإنتاج.
عند سرعات 1102 دورة/دقيقة، و928 دورة/دقيقة، و667 دورة/دقيقة، يكون تيار المصنف 58.2 أمبير، و52.0 أمبير، و45.5 أمبير على التوالي. ويبلغ تيار مروحة السحب المستحث 110.3 أمبير، و122.6 أمبير، و133.5 أمبير على التوالي. ومعاملات القدرة لمحركات المصنف ومروحة السحب المستحثة 0.7. ويمكن حساب استهلاك الطاقة للمصنف ومروحة السحب المستحث بناءً على صيغة حساب الطاقة للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور، ويمكن حساب استهلاك الطاقة الوحدوي لنظام التصنيف فائق الدقة (بما في ذلك المصنف ومروحة السحب المستحثة، واستهلاك الطاقة لصمام التفريغ ثنائي الطبقة منخفض نسبيًا ويمكن تجاهله). تظهر المقارنة المحددة في الجدول 2. وفقًا للجدول 2، عندما تكون سرعة عجلة التسوية 1102 دورة في الدقيقة، يكون استهلاك الطاقة المطلوب 63.3 كيلو وات في الساعة/طن. عندما تنخفض سرعة عجلة التسوية إلى 667 دورة في الدقيقة، يكون استهلاك الطاقة المطلوب 29.1 كيلو وات في الساعة/طن، وهو أقل بمقدار 54% مما كانت عليه عندما تكون سرعة عجلة التسوية 1102 دورة في الدقيقة. مع انخفاض سرعة عجلة التسوية، ينخفض استهلاك الطاقة المطلوب أيضًا بشكل مستمر.
الجدول 2 استهلاك الطاقة لسرعات عجلات التسوية المختلفة
3. تحسين العملية
تشير نتائج هذه التجربة إلى أن مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A له تأثير تصنيف جيد على الأسمنت فائق الدقة. لذلك، نقترح إدخال جزء من تدفق الغاز والمواد الصلبة مباشرة من مخرج محدد المسحوق إلى نظام مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A في عملية إنتاج الأسمنت بمطحنة الكرات الحالية، كما هو موضح في الشكل 3. هذا التحسين له فائدتان: أولاً، يمكنه ضمان دخول تدفق الغاز والمواد الصلبة إلى مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة في حالة تشتت كاملة، مما يساعد على تحسين كفاءة تصنيف المسحوق فائق الدقة؛ والثاني هو أن فصل جزء من تدفق الغاز والمواد الصلبة يمكن أن يقلل الحمل على جامع الغبار الإعصاري اللاحق.
الشكل 3 عملية تحسين نظام طحن الأسمنت فائق الدقة وتصنيفه وتجميعه
1. قادوس التغذية؛ 2. وحدة تغذية اهتزازية كهرومغناطيسية؛ 3. مطحنة كرات؛ 4. آلة اختيار المسحوق؛ 5. جامع غبار إعصاري؛ 6.1 مروحة سحب مستحثة؛ 7. مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A؛ 8. جامع غبار نفاثة نبضية للغرفة؛ 9.2 مروحة سحب مستحثة
4. الخاتمة
1) يعتمد جهاز تصنيف تدفق الهواء عالي الكفاءة على هيكل مدخل سفلي، مما يسمح بتشتيت الأسمنت المطحون بالكامل قبل دخول غرفة التصنيف، مما يقلل الحمل على جهاز التصنيف ويحسن دقة التصنيف وكفاءته. تُظهر التجربة أنه من الممكن استخدام العملية المتكاملة لجهاز تصنيف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A وطاحونة الكرات لإعداد الأسمنت فائق الدقة.
2) عندما تكون سرعة عجلة التصنيف لمصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة 1102 دورة/دقيقة، و928 دورة/دقيقة، و667 دورة/دقيقة، فإن d50 التي يمكن تصنيفها هي 4.472 ميكرومتر على التوالي. 6.740 ميكرومتر. 9.831 ميكرومتر. يتمتع الأسمنت فائق الدقة متر بسعة إنتاج تبلغ 1.225 طن/ساعة، و1.685 طن/ساعة، و2.833 طن/ساعة، مع استهلاك كهرباء يبلغ 63.3 كيلووات/ساعة/طن، و47.7 كيلووات/ساعة/طن، و29.1 كيلووات/ساعة/طن.
3) إن العملية المتكاملة لمصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A ومطحنة الكرات هي تحسين لإنتاج مطحنة الكرات الأصلية للأسمنت العادي. بالنسبة لنظام تصنيف مطحنة الكرات الجديد، نقترح إدخال جزء من تدفق الغاز الصلب مباشرة من مخرج محدد المسحوق إلى نظام مصنف تدفق الهواء عالي الكفاءة LNHC-960A في عملية إنتاج مطحنة الكرات الحالية للأسمنت، من أجل تلبية متطلبات الإنتاج على نطاق واسع ومتنوع والصناعة.
منشورات ذات صلة
