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Processo integrato di classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza e mulino a sfere per la preparazione di cemento ultrafine
Il cemento, in quanto materiale cementizio indispensabile nel settore edile, ha un'ampia gamma di applicazioni e richieste. Negli ultimi anni, con la crescente domanda di prestazioni di sicurezza delle strutture edilizie, sono aumentati i requisiti per la resistenza alla compressione del cemento. La ricerca ha dimostrato che l'aggiunta di una quantità appropriata di cemento ultrafine può modificare efficacemente la distribuzione delle dimensioni delle particelle di cemento e migliorare le prestazioni di cemento e calcestruzzo [1-4]. Chen Changjiu et al. hanno studiato l'effetto della distribuzione delle dimensioni delle particelle di cemento sulla resistenza alla compressione del calcestruzzo e hanno scoperto che esiste una quantità ottimale di cemento ultrafine per ottimizzare la distribuzione delle dimensioni delle particelle di cemento, ottenendo così la massima resistenza alla compressione del calcestruzzo [5]. Kong Deyu et al. hanno aggiunto cemento ultrafine al cemento ordinario per preparare calcestruzzo ad alte prestazioni [6]. Questi studi indicano che il cemento ultrafine come additivo cementizio può migliorare efficacemente la resistenza alla compressione del cemento e del calcestruzzo.
La nuova macchina per la classificazione del flusso d'aria presenta i vantaggi di un'ampia capacità di elaborazione e di una raffinazione ultrafine, di un'elevata efficienza di classificazione, di un basso consumo energetico, di una distribuzione granulometrica regolabile del prodotto su un'ampia gamma e di soddisfare i requisiti di diversi prodotti, in particolare la distribuzione granulometrica ristretta [7-10]. Questo articolo prende come esempio il classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A sviluppato da Mianyang Liuneng Powder Equipment Co., Ltd. per condurre test di classificazione sul cemento scaricato dalla coda del mulino a sfere ed esplora la fattibilità dell'integrazione del classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza con il mulino a sfere per preparare cemento ultrafine.
1. Introduzione al processo
Il sistema di produzione di cemento ultrafine comprende principalmente mulini a sfere, selettori di polvere di cemento, classificatori di flusso d'aria ad alta efficienza, collettori di polvere a ciclone, collettori di polvere a getto d'impulso a camera, ventilatori a tiraggio indotto e altre apparecchiature ausiliarie per il trasporto e la misurazione, come mostrato nella Figura 1. Il flusso di processo principale è: Φ Il cemento prodotto dal sistema di macinazione finale del cemento costituito da un mulino a sfere da 3,2 m × 14 m e un selettore di polvere viene raccolto da un collettore di polvere a ciclone con una capacità produttiva di 40-50 t/h. Come prodotto 1, il gas di scarico dal collettore di polvere a ciclone scorre attraverso il ventilatore a tiraggio indotto n. 1 e ritorna al mulino a sfere per la circolazione del flusso d'aria principale.
Allo stesso tempo, il prodotto 1 è stato inviato al classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A a una velocità di 10 t/h per i test di classificazione. Il principio strutturale del classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A è illustrato nella Figura 2. Aprire la valvola a farfalla nella parte inferiore del classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza per consentire al flusso d'aria di entrare dal basso, assicurando che le particelle di cemento siano completamente disperse prima di entrare nella camera di classificazione. Un flusso d'aria a forma di vortice libero viene formato tramite deviazione ed entra nella camera di classificazione del classificatore. C'è un rotore della ruota di classificazione posizionato orizzontalmente nella camera di classificazione, che genera un campo di flusso d'aria rotante attraverso la rotazione del rotore della ruota di classificazione. Allo stesso tempo, la parte cava dell'albero è formata dall'azione del ventilatore a tiraggio indotto per formare una pressione negativa. Le particelle di cemento completamente disperse entrano nella ruota di classificazione lungo il bordo del rotore del classificatore sotto la pressione negativa e si muovono a spirale verso il centro della turbina [11-12]. Le particelle di cemento grossolane vengono espulse dalla ruota di classificazione a causa della forza centrifuga maggiore della resistenza viscosa generata dal flusso d'aria e vengono scaricate dall'uscita della polvere grossolana come prodotto finito 2; Il cemento a particelle fini viene aspirato al centro del rotore insieme all'aria e raccolto da un collettore di polvere a getto pulsato della camera come prodotto finito 3. Per evitare perdite d'aria, il collettore di polvere adotta una valvola di scarico a doppio strato per lo scarico e lo scarico viene prontamente inviato al magazzino del prodotto finito per la sigillatura, evitando l'accumulo di cemento ultrafine e aumentando il carico dell'intero sistema. La portata totale del sistema viene regolata principalmente controllando la velocità della ventola a tiraggio indotto ad alta pressione, il rapporto tra la portata d'aria principale e la portata d'aria secondaria e la dimensione delle particelle di cemento ultrafine viene controllata regolando la frequenza del convertitore di frequenza del classificatore. L'intero sistema viene trasportato sotto pressione negativa, senza inquinamento da polvere e funziona in modo stabile.
1. Tramoggia di alimentazione; 2. Alimentatore a vibrazione elettromagnetica; 3. Mulino a sfere; 4. Macchina di selezione della polvere; 5. Collettore di polvere a ciclone; 6.1 ventilatore a tiraggio indotto; 7. Classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A; 8. Collettore di polvere a getto d'impulso della camera; 9.2 ventilatore a tiraggio indotto
2. Test in loco
2.1 Attrezzatura e specifiche
In base al processo di produzione del cemento ultrafine, è stato testato il classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A. L'attrezzatura di prova principale include il classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A (potenza 55 kW), ventola a tiraggio indotto n. 2 (tipo 9-18-8D, potenza 75 kW, corrente motore 150 A, volume d'aria massimo 12000-13000 m3/h, pressione totale 16000-17000 Pa), collettore di polvere a getto d'impulso della camera (area di filtraggio totale 313,5 m2, area di filtraggio effettiva 261 m2, velocità del vento di filtraggio effettiva 0,77-0,83 m/min, differenza di pressione di esercizio 1000-1200 Pa), armadio di controllo della potenza, convertitore di frequenza, ecc.
2.2 Risultati e analisi
Il classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza è applicato all'industria di produzione di cemento ultrafine e la produzione di cemento ultrafine è ottenuta simultaneamente collegando il sistema di classificazione ultrafine sulla linea di produzione di cemento ordinario. Utilizzando l'analizzatore di dimensioni delle particelle laser BT-2001 (metodo a secco) per l'analisi, è stato scoperto che la dimensione delle particelle d50 del prodotto di cemento ordinario 1 è 16,661 μ m. D90 = 66,743 μ M (le dimensioni caratteristiche delle particelle d50 e d90 sono le dimensioni delle particelle corrispondenti alle frazioni di volume cumulativo di 50% e 90%), con un'area superficiale specifica di 332,8 m2/kg e una resa di 46,277 t/h. Il prodotto 1 è stato sottoposto a un test di classificazione ultra-fine a una velocità di 10 t/h, con il classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A che ruotava a velocità di 1102 giri/min, 928 giri/min e 667 giri/min. I risultati dei test di granulometria, area superficiale specifica e resa del cemento ultra-fine sono riportati nella Tabella 1.
Tabella 1 Risultati dei test di diverse velocità delle ruote livellatrici
Come mostrato nella Tabella 1, la riduzione della velocità della ruota di classificazione del classificatore comporterà un aumento della granulometria del cemento separato, una diminuzione dell'area superficiale specifica e un aumento della produzione. Questo perché la velocità della ruota di classificazione diminuisce, la granulometria di taglio del classificatore aumenta e la forza forzata delle lame sulle particelle di cemento diminuisce. La velocità centrifuga ottenuta dalle particelle diminuisce, aumentando la probabilità che particelle grossolane passino attraverso il classificatore. Pertanto, aumenterà anche la produzione di cemento ultrafine ottenuto dalla valvola di scarico del classificatore. Per il cemento scaricato dalla coda del mulino a sfere, il d50 delle particelle di cemento ultrafine può essere separato da un efficiente classificatore a flusso d'aria, che va da 4,472 a 9,831 μ Tra m e d90 tra 11,823 e 30,510 μ Tra m, il cemento ultrafine ha una piccola granulometria, un intervallo di distribuzione ristretto, un controllo stabile della granulometria del limite superiore e un'elevata produzione. L'intero sistema funziona in modo stabile. Rispetto alle tradizionali macchine per la selezione della polvere di cemento, il classificatore a flusso d'aria ad alta efficienza offre una maggiore precisione di classificazione, dimensioni delle particelle di classificazione più ridotte e una distribuzione granulometrica più ristretta senza ridurre la produzione.
A velocità di 1102r/min, 928r/min e 667r/min, la corrente del classificatore è rispettivamente 58,2A, 52,0A e 45,5A. La corrente della ventola a tiraggio indotto è rispettivamente 110,3A, 122,6A e 133,5A. I fattori di potenza dei motori del classificatore e della ventola a tiraggio indotto sono entrambi 0,7. Il consumo di energia del classificatore e della ventola a tiraggio indotto può essere calcolato in base alla formula di calcolo della potenza del motore asincrono trifase e il consumo di energia unitario del sistema di classificazione ultrafine (incluso il classificatore e la ventola a tiraggio indotto, il consumo di energia della valvola di scarico a doppio strato è relativamente basso e può essere ignorato) può essere calcolato. Il confronto specifico è mostrato nella Tabella 2. Secondo la Tabella 2, quando la velocità della ruota livellatrice è 1102 giri/min, il consumo di energia richiesto è 63,3 kWh/t. Quando la velocità della ruota livellatrice scende a 667 giri/min, il consumo di energia richiesto è 29,1 kWh/t, che è 54% in meno rispetto a quando la velocità della ruota livellatrice è 1102 giri/min. Man mano che la velocità della ruota livellatrice diminuisce, anche il consumo di energia richiesto diminuisce continuamente.
Tabella 2 Consumo di potenza a diverse velocità delle ruote livellatrici
3. Miglioramento dei processi
I risultati di questo esperimento indicano che il classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A ha un buon effetto di classificazione sul cemento ultrafine. Pertanto, proponiamo di introdurre direttamente una porzione di flusso gas-solido dall'uscita del selettore di polvere nel sistema di classificazione di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A nell'attuale processo di produzione del cemento con mulino a sfere, come mostrato nella Figura 3. Questo miglioramento ha due vantaggi: in primo luogo, può garantire che il flusso gas-solido entri nel classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza in uno stato completamente disperso, il che è favorevole al miglioramento dell'efficienza di classificazione della polvere ultrafine; il secondo è che separare una porzione del flusso gas-solido può ridurre il carico sul successivo collettore di polvere a ciclone.
Figura 3 Processo di miglioramento del sistema di macinazione, classificazione e raccolta del cemento ultrafine
1. Tramoggia di alimentazione; 2. Alimentatore a vibrazione elettromagnetica; 3. Mulino a sfere; 4. Macchina di selezione della polvere; 5. Collettore di polvere a ciclone; 6.1 ventilatore a tiraggio indotto; 7. Classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A; 8. Collettore di polvere a getto d'impulso della camera; 9.2 ventilatore a tiraggio indotto
4. Conclusion
1) Il classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza adotta una struttura di ingresso inferiore, che consente al cemento macinato di essere completamente disperso prima di entrare nella camera di classificazione, riducendo il carico sul classificatore e migliorando l'accuratezza e l'efficienza della classificazione. L'esperimento mostra che è fattibile utilizzare il processo integrato del classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A e del mulino a sfere per preparare cemento ultrafine.
2) Quando la velocità della ruota di classificazione del classificatore del flusso d'aria ad alta efficienza è 1102r/min, 928r/min e 667r/min, il d50 che può essere classificato è rispettivamente 4,472 μ m. 6,740 μ m. 9,831 μ Il cemento ultrafine di m ha una capacità produttiva di 1,225 t/h, 1,685 t/h e 2,833 t/h, con un consumo di elettricità di 63,3 kWh/t, 47,7 kWh/t e 29,1 kWh/t.
3) Il processo integrato del classificatore di flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A e del mulino a sfere è un miglioramento rispetto alla produzione originale del mulino a sfere di cemento ordinario. Per il nuovo sistema di classificazione del mulino a sfere, proponiamo di introdurre direttamente una porzione di flusso gas-solido dall'uscita del selettore di polvere nel sistema di classificazione del flusso d'aria ad alta efficienza LNHC-960A nell'attuale processo di produzione del mulino a sfere del cemento, al fine di soddisfare i requisiti di produzione di scala e industria diversificate e su larga scala.
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