Проектирование цементных заводов (стр. 8 )

Сухой способ. Тонкомолотая сырьевая мука, однородная по физическим свойствам и минералогии, отвечающая заданному химическому составу, готовится на трех основных переделах ус­реднения. Первым является карьер, где осуществляется добыча, и, в случае необходимости, шихтовка пород различного качества или их внутрикарьерное усреднение.

Второй передел усреднения представляет собой склады пред­варительной гомогенизации материалов — преимущественно по­сле вторичного дробления.

Третий основной передел — измельчение с последующей пневматической гомогенизацией и корректированием сырьевой муки в смесительных и запасных силосах.

Управление процессом приготовления сырьевой муки на этих трех переделах производится четырьмя возможными спо­собами.

Первый предусматривает управление химическим составом сырьевых материалов, поступающих с карьера в дробильное отделение. Система включает оперативное опережающее оп­робование сырьевых материалов, составление плана горных работ по добыче сырья с учетом их качества. Управление осуществляется путем подачи на завод сырья такого химиче­ского состава, которое обеспечивает выпуск вида и марки цемента, производство которого запланировано в соответству­ющий период.

Второй способ связан с управлением качеством сырья, выхо­дящего со склада предварительной гомогенизации дробленых сырьевых материалов.

С помощью третьего способа осуществляется регулирование Дозирующих устройств перед сырьевыми мельницами. Эта подсистема используется для корректирования химического состава сырьевой муки путем изменения состава порций муки, поступа­ющих в смесительный силос.

Четвертый способ управления процессом приготовления сырь­евой муки представляет собой корректирование химического со­става путем добавки заранее приготовленной сырьевой муки, по химическому составу резко отличающейся от заданного.

Схемы четырех способов управления приведены на рис. 6.29. Сочетание перечисленных элементов позволяет создавать различные технологические схемы приготовления сырьевой муки в зависимости от неоднородности химического состава исходных сырьевых материалов и мощности проектируемого предприятия. На рис. 6.30 представлена технологическая схема Ново-Кара­гандинского цементного завода с двумя подсистемами управления процессом приготовления сырьевой муки: первая регулирует хи­мический состав известняка, поступающего с усреднительного склада, вторая — корректирование химического состава сырьевой муки в смесительных силосах непрерывного действия.

На рис. 6.31 изображена технологическая линия завода «Ком­мунар», где в качестве сырьевых материалов применяются мел и мергель пестрого химического состава, мягкие, мажущие ма­териалы с высокой естественной влажностью. Физические свой­ства сырья предопределяют невозможность предварительной го­могенизации сырья в складах. Для достижения заданного состава сырьевой муки в этих условиях введены две подсистемы управ­ления технологическим процессом: первая включает дозирование материалов в мельницу сушки и измельчения типа Аэрофол, вторая — корректирование состава сырьевой смеси в смеситель­ных силосах с помощью заранее приготовленной сырьевой муки известного химического состава.

Мокрый способ. Наиболее распространен порционный способ приготовления сырьевого шлама благодаря простоте технологи­ческой схемы, возможности переработки неоднородных по соста­ву сырьевых материалов и снижению требований к точности дозирования сырьевых компонентов.

Сущность порционного приготовления и корректирования хи­мического состава сырьевой смеси заключается в том, что по­следняя готовится относительно небольшими порциями (порядка 300—800 м3), а затем перекачивается в большие емкости, кото­рые служат для создания запаса готовой сырьевой смеси на за­воде и обеспечения ею вращающихся печей. Сам процесс пор­ционного корректирования состоит из ряда последовательных операций:

1. Заполнения корректировочных емкостей сырьевой смесью, поступающей из мельниц.

2. Перемешивания и гомогенизации сырьевой смеси.

3. Отбора проб и их анализа (включая доставку проб и подготовку их к анализу).

4. Расчета необходимых количеств корректирующих смесей 1 для доведения химических характеристик сырьевой смеси до их заданных значений (по результатам анализа).

5. Перекачки необходимых порций корректирующих смесей.

6. Перемешивания и гомогенизации сырьевой смеси после до­бавления расчетных количеств корректирующих смесей.

7. Отбора проб и анализа для проверки правильности коррек­тирования.

8. Перепуска откорректированной сырьевой смеси в емкость, из которой осуществляется питание печей.

Однако, по мере увеличения мощности заводов и перераба­тываемых потоков сырьевых материалов возникла поточная тех­нология приготовления сырьевых шламов, которая позволила снизить затраты труда, эксплуатационные расходы и автомати­зировать управление корректированием сырьевых смесей.

Если при порционном приготовлении сырьевого шлама горизон­тальные бассейны использовались в качестве емкостей для его хра­нения, то при поточном его приготовлении горизонтальные бассей­ны выполняют функции емкостей-гомогенизаторов, в которых производится перемешивание и усреднение шлама перед поступле­нием его на обжиг. Использование вертикальных бассейнов в по­точной технологической схеме полностью исключается.

Основными требованиями, определяющими возможность по­точного приготовления сырьевой смеси, являются:

а) подача на помол сырьевых компонентов заданного и одно­родного химического состава;

б) дозирование сырьевых компонентов с помощью точных и надежных дозирующих устройств с автоматическим регулировани­ем, позволяющим строго соблюдать расчетное соотношение компо­нентов;

в) интенсивное перемешивание размолотой сырьевой смеси в больших смесительных емкостях, обеспечивающих высокую эф­фективность усреднения ее химического состава перед подачей на обжиг;

г) надежный и оперативный контроль (включая химико-ана­литический) и автоматическое регулирование процесса приготов­ления сырьевой смеси.

Одним из решающих элементов поточных схем, обеспечива­ющим получение сырьевой смеси надлежащего состава, является точное дозирование, которое может быть достигнуто путем пе­риодического изменения настройки дозаторов.

Впервые в отечественной цементной промышленности на Балаклейском заводе была внедрена так называемая «двухшламовая» поточная технология приготовления смеси из влажных ма­жущих сырьевых компонентов (мела, глины), разработанная ин­ститутом Южгипроцемент.

Сущность этой технологии состоит в следующем: сначала при­готавливаются два промежуточных грубомолотых шлама — «вы­сокий» и «низкий» (с более высоким и более низким содержанием СаСОз соответственно); затем эти шламы и железистая добавка (огарки) в заданном соотношении подаются при помощи системы дозаторов на домол в мельницы: размолотый шлам усредняется в горизонтальных бассейнах, а затем подается на обжиг.

В Гипроцементе разработаны различные варианты «одношламовых» поточных схем приготовления сырьевых смесей из твердых сырьевых компонентов (известняка и глины) и из влажных мажу­щих сырьевых материалов (мела и глины). Одношламовая техно­логия в отличие от двухшламовой, основанной на двухстадийном дозировании (вначале сырьевых материалов, затем сырьевых ком­понентов — «высокого» и «низкого» шламов) предусматривает только одну стадию дозирования сырьевых компонентов перед по­дачей их на помол. Приготовление сырьевого шлама в условиях «одношламовой» технологии осуществлено на Себряковском це­ментном заводе. Технологическая схема поточного приготовления сырьевого шлама на этом заводе представлена на рис. 6.32.

К основным операциям при поточном корректировании сырь­евой смеси относятся: контроль химического состава и произво­дительности потоков материалов, расчеты по результатам этого контроля, определяющие необходимость и величины регулирую­щих (управляющих) воздействий, и осуществление последних. В зависимости от способов осуществления отдельных операций раз­личают 5 разновидностей управления химическим составом сырь­евой смеси при поточном корректировании: стабилизацию, синхронное управление, управление по тенденции, интегральный и тенденционно-интегральный способы управления.

Выбор способа регулирования определяется сырьевыми и тех­нологическими условиями на каждом конкретном цементном за­воде, а также экономическими соображениями.

Для повышения скорости приготовления сырьевого шлама на ряде действующих заводов, запроектированных и постро­енных на основе традиционной технологии с порционным кор­ректированием, в Гипроцементе , В. Его­ровым и была разработана полупоточная тех­нология. Сущность ее состоит в том, что вертикальные бас­сейны, предварительно оснащенные автоматическими следящи­ми уровнемерами, выполняют функции дозирующих устройств. Процесс полупоточного корректирования химического состава сырьевой смеси складывается из ряда последовательно выпол­няемых операций:

1. Заполнения вертикальных бассейнов и отбора соответству­ющих проб.

2. Анализа этих проб (включая прободоставку и проборазделку).

3. Расчета количеств сливаемых шламов.

4. Слива рассчитанных количеств шламов из вертикальных бассейнов в горизонтальный.

5. Перемешивания и усреднения шлама в горизонтальном бассейне.

6. Подачи готового шлама на обжиг.

В качестве примера на рис. 6.33 представлена технологиче­ская схема приготовления сырьевого шлама при совместном из­мельчении карбонатного и глинистого компонента.

Применение полупоточной технологии, свободной от недостат­ков порционного корректирования, не требует существенной ре­конструкции сырьевых отделений, позволяет по-новому исполь­зовать имеющееся в наличии технологическое оборудование, ликвидировать перекачки шлама в отделении вертикальных бас­сейнов, повысить его пропускную способность, уменьшить расход сжатого воздуха на перемешивание шлама, улучшить качество его приготовления и снизить затраты труда на управление от­делением вертикальных бассейнов.

6.4.1. Технология приготовления сырьевой смеси заданного состава

Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера, требуемого по проекту качества, должна иметь соответствующий химический состав и быть однородной по физическим свойствам и минералогии для того, чтобы процесс спекания происходил без технологических нарушений и с минимальными затратами тепла. Способ подготовки сырьевой смеси с нормированными отклонениями от заданных значений химического состава тща­тельно разрабатывается, начиная с процесса добычи сырья и кончая ее хранением, в соответствии с количеством сырьевых компонентов, их химическим составом, минералогией и физиче­скими свойствами.

Сырьевые материалы, предназначенные для приготовления сырьевой шихты, предварительно опробываются в лабораторных и полупромышленных условиях для оценки их реакционной спо­собности и определения рациональных характеристик химическо­го состава сырьевой шихты. Компонентами сырьевых смесей слу­жат природные карбонатные (известняки, мергели, мела) и алюмосиликатные (глины, глинистые мергели, глинистые сланцы, аргиллиты и др.) породы, а также техногенные отходы промыш­ленности (огарки, шлаки и др.). Количественное соотношение компонентов определяется на основании расчетов состава сырь­евой шихты в зависимости от химического состава исходных сырьевых материалов и требуемого качества клинкера.

В состав сырьевой шихты могут вводиться разжижители и минерализаторы, необходимость введения которых и их концен­трация устанавливается в процессе лабораторных и полупромыш­ленных испытаний.

Состав сырьевой смеси и клинкера задается значениями ко­эффициента насыщения, силикатного и глиноземного модулей, а также среднеквадратичными отклонениями. Например, КН = 0,92 ± 0,02; п = 2,2 ± 0,1; р = 1,5 ± 0,1.

Подготовка шихты к обжигу может производиться по мокрому или по сухому способу. В зависимости от способа подготовки шихты подбирается основное оборудование, определяющее тех­нологию производства клинкера, системы управления гомогени­зацией компонентов и их смесей и компоновочные решения на­мечаемого к строительству завода.

Выбор способа подготовки сырьевой смеси устанавливается на основании технико-экономической оценки всех факторов, влия­ющих на капитальные вложения и себестоимость 1 т клинкера при сухом или мокром способе его производства.

В

настоящее время наиболее перспективным является сухой способ подготовки сырьевой шихты, так как при этом на обжиг затрачивается гораздо меньше тепловой энергии, чем на обжиг сырьевого шлама, содержащего от 30 до 50% воды. При сухом способе средний расход тепла на обжиг составляет от 3100 до 3500 кДж на 1 кг клинкера в зависимости от особенностей химического и минералогического состава сырьевой смеси, наличия в ней примесей, а также теплотехнических характеристик печного агрегата. При мокром способе расход тепла колеблется от 5800 до 6500 кДж на 1 кг клинкера в зависимости от влажности сырьевого шлама и типоразмеров вращающихся печей.

Приготовление однородной сырьевой смеси заданного хими­ческого состава по сухому способу гораздо сложнее, чем по мок­рому. Измельчение, перемешивание, транспортирование, усред­нение и корректирование порошкообразных компонентов шихты требует значительных капитальных затрат и повышенного рас­хода электроэнергии по сравнению с подготовкой сырьевой смеси по мокрому способу. С целью снижения себестоимости сырьевой смеси при подготовке ее по сухому способу разработаны специ­альные технологические приемы, к которым относятся усредне­ние неоднородных по химическому составу дробленых сырьевых материалов и гомогенизация сырьевой муки при помощи сжатого воздуха в псевдоожиженном состоянии.

При сухом способе производства возрастает значение прогно­зирования изменений состава сырьевой смеси в процессе ее под­готовки, поэтому для успешной эксплуатации цементных пред­приятий необходимо проектирование и внедрение систем автоматизации процесса усреднения химического состава сырье­вой шихты.

Как при мокром, так и при сухом способе производства клин­кера процесс подготовки сырьевой шихты включает добычу и транспортировку сырьевых материалов, их предварительное из­мельчение, создание запаса и усреднение этих материалов в бу­ферных емкостях различного типа, окончательное измельчение материалов (помол), дозирование сырьевых компонентов и их смесей, смешение размолотых сырьевых материалов или их смесей и корректирование состава сырьевых смесей (т. е. доведение химических характеристик до заданных значений), го­могенизацию откорректированных сырьевых смесей и их хра­нение.

Наблюдение за соответствием технологических процессов при­готовления сырьевой смеси нормативным параметрам осуществ­ляется с помощью системы контроля на каждом из перечислен­ных переделов производства.

Приготовление сырьевой шихты заданного химического соста­ва начинается на карьере, где добываются сырьевые материалы, а завершающими его стадиями являются корректирование, ус­реднение и хранение, которые осуществляются в резервуарах различной емкости в зависимости от способа производства и ме­тода корректирования.

При корректировании в качестве контрольных параметров со­става сырьевой шихты служат либо титр и содержание РегОз, либо коэффициент насыщения (КН) и один из модулей: силикат­ный (п) или глиноземный (р); либо КН и оба модуля пир.

Вид и количество контрольных параметров выбирается в за­висимости от числа компонентов сырьевой смеси, степени нео­днородности их состава и способа корректирования.

При сухом способе усреднение и корректирование сырьевой смеси выполняется в смесительных силосах различной конструк­ции. В отечественной практике наиболее распространены смеси­тельные силосы, конструктивно объединенные с запасными. На рис. 6.34 представлен разрез силоса со смесительной камерой с аэрируемым днищем, разделенным на квадранты. Поочередная подача сжатого воздуха в квадранты создает условия для эффек­тивного перемешивания. В этих силосах производится порционная гомогенизация. Для ее осу­ществления требуется два сме­сительных силоса. Один из них заполняется сырьевой мукой, поступающей из помольного отделения, в то время как го­могенизированное содержимое второго подается в запасной силос.

Непрерывная гомогенизация может осуществляться с по­мощью одного силоса. Этот способ основан на «перетекании» части гомогенизированной сырьевой муки через выпуск­ное отверстие в днище или стенке смесительного силоса. Через это отверстие вытесняет­ся столько гомогенизированной сырьевой муки, сколько может вытеснить мука, поступающая в силос.

На рис. 6.35 изображен си­лос непрерывного действия конструкции Гипроцемента.

При мокром способе коррек­тирование производится в вер­тикальных бассейнах емкостью до 800 м3 или в горизонтальных круглых бассейнах.

Горизонтальный бассейн для корректирования и хранения сырьевого шлама представляет собой цилиндрический железобе­тонный резервуар емкостью от 800 до 20000 м3. Бассейны обо­рудуются крановыми мешалками с пневматическим перемешива­нием, обеспечивающим эффективную гомогенизацию переменного по химическому составу шлама, поступающего в бассейн. В за­висимости от необходимой интенсивности перемешивания шлама крановые мешалки выполняются двуплечевыми или одноплечевыми. Шлам может поступать в горизонтальный бассейн как сбоку, так и по всей его поверхности через распределительное устройство.

Для обеспечения непрерывной круглосуточной работы печных агрегатов в случае прекращения подачи шихты из сырьевого цеха создается запас готового шлама или сухой муки постоянного состава. Потребный запас шихты устанавливается в зависимости от расстояния до источника сырья, его физических свойств, а также принятого объема и типа складского хозяйства для хранения запасов сырья на заводе. Минимально необходимый запас смеси должен составлять не менее 2—3 суточной потребности цеха обжига. В большинстве случаев в проектах предусматрива­ется емкость резервуаров для хранения сырьевого шлама на 3— 4 суток, сырьевой муки не менее, чем на 2 суток. Необходимо отметить, что чем большей принята емкость резервуаров, тем больший резерв оборудования должен быть предусмотрен в сырь­евом цехе для возможности быстрого заполнения освободившейся емкости. При недостаточном резерве оборудования восполнение резервной емкости будет происходить очень медленно и практи­чески она может оказаться неиспользованной. Запас производи­тельности помольного оборудования должен превышать произво­дительность печных агрегатов на 10—15 %.

Примечания: I. Часовая производитель­ность печных агрегатов уточняется при привязке к реальному заводу в зависимости от свойств сырье­вых материалов и применяемого топлива.

Z Производительность печей указана при работе на шламе влажностью 38%, а для печи 05,6x185— «%.

6.5. ОБЖИГ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНЫХ СЫРЬЕВЫХ СМЕСЕЙ

В зависимости от технологии подготовки сырьевых смесей к обжигу, различают два основных способа производства клинкера — мокрый и сухой.

При мокром способе во вращающуюся печь подают сырьевой шлам (суспензию) влажностью от 30 до 45 %, который получают путем размучивания и помола или сочетанием этих приемов. Мокрый способ подготовки целесообразен, когда высокая естест­венная влажность и физические свойства компонентов сырья (пластичная глина, мел с высокой влажностью и т. д.) препятст­вуют экономичному получению сырьевой муки. Мокрый способ производства характеризуется высокими удельными затратами тепла на обжиг, которые колеблются в широких пределах в за­висимости от конструкции и размеров печи, холодильника и теплообменных устройств, свойств сырья, химического и минера­логического состава сырьевых компонентов и могут составить 5,2 МДж/кг до 6,9 МДж/кг () .

При сухом способе подготовки сырьевые компоненты измель­чаются, перемешиваются и поступают на обжиг в виде сухой сырьевой муки с влажностью 1—2%, при этом удельный расход тепла на обжиг в современных печных установках с циклонными теплообменниками составляет от 3,1 МДж/кг до 3,6 МДж/кг

(740-870) Н5£ ' кг

Проектирование технологического процесса обжига сырьевой шихты включает выбор вида и способа подготовки топлива, типа и конструкции печного агрегата и компоновочных решений печ­ного цеха.

Таблица 6.7.

Размер печи	Производительность
ч/сутки	т/час
Æ 5,6х185 м	1820	75,8
Æ 5,0х185 м	1730	72,0
Æ 4,5х170 м	1200	50,0
Æ 4,0х150 м	840	35,0
Æ 3,6х150 м	600	25,0

Для обжига по мокрому способу производства применяются вращающиеся печи с внутрипечными теплообменными уст­ройствами и отношением длины печи к диаметру L/D = 33 — 38.

Производительность отечественных агрегатов мокрого способа следует принимать в соответствии с табл. 6.7

Опыт эксплуатации длинных вращающихся печей с внутрипеч­ными теплообменными устройствами показал нецелесообразность применения пересыпных тепло­обменников (циклоидных, лопа­стных и др.). Их установка при­водит к резкому увеличению выноса пыли из печи и, как следствие, к неравномерному движению материала по печи, износу футеровки и снижению Ки печного агрегата. Наиболее экономически целесообразными следует признать теплообменные устройства, конструируе­мые и монтируемые из цепей различной длины при оптималь­ных для конкретных условий способах и схемах их подвески. Цепные теплообменники просты в изготовлении, монтаже и легко ремонтируются даже при сравни­тельно непродолжительных остановках печи.

Выбор схемы навески, проектных и конструктивных параметров цепных теплообменных устройств производится на основе исследования реологических свойств шлама (влажности начальной и начала потери текучести, вязкости и т. д.) На основании полученных характерных точек выполняется расчет параметров цепной завесы — длина отрезков, плотность на участках и т. д.

Температура отходящих газов длинных вращающихся печей в зависимости от влажности и физических свойств сырьевой ших­ты составляет 170—250 °С. Концентрация пыли в отходящих га­зах при теплообменных устройствах, соответствующих свойствам шлама, составляет 12—25 г/м3. Аэродинамическое сопротивление таких печей составляет 1,5—2,0 кПа.

При высокой естественной влажности шлама может быть осуществлено снижение его влагосодержания двумя способами: химическим — путем введения разжижителей шлама и механи­ческим — путем обезвоживания шлама в фильтрах или испа­рителях.

Зависимость расхода тепла от влажности шлама показана на рис. 6.36.

Протяженность зоны спека­ния может быть ориентировоч­но определена исходя из зна­чения среднего оптимального объемного теплового напряже­ния зоны спекания, которая по опытным данным составляет около 12,56-105 КДж/м3-ч. На рис. 6.37 показана ориентиро­вочная зависимость длины зоны спекания (в диаметрах Дев) от удельного расхода тепла на об­жиг.

Как за рубежом, так и в Рос­сии подавляющее число строя­щихся заводов проектируются для обжига сухой сырьевой ших­ты во вращающихся печах с циклонными теплообменниками, в которых тепловая подготовка шихты осуществляется во взве­шенном состоянии в газоходах и циклонах за счет тепла отходя­щих из печи газов температурой 1000—1100 °С. Проходя циклон­ный теплообменник за 20— 25 сек, шихта нагревается до температуры 800—850 °С и декарбонизируется, примерно, на 15%.

Производительность отече­ственных агрегатов сухого спо­соба следует принимать в соот­ветствии с табл. 6.8.

К недостаткам печных уста­новок с циклонными теплооб­менниками следует отнести сравнительно низкую стойкость футеровки в печи на участке на­чала зоны высоких температур (задний переходной участок), а также чувствительность к нали­чию в сырьевых материалах и топливе щелочей и сернистых соединений. Практика работы показывает, что в печах с запечными теплообменниками (циклонные, камерные и др.) продол­жительность кампании футеровки в 2—5 раз меньше, чем в печах для обжига шлама и составляет, в зависимости от ряда эксплуатационных факторов 80—140 суток. Основной причиной сравнительно низкой стойкости футеровки в печах с циклон­ными теплообменниками является нестабильность положения и протяженности зоны кальцинирования, которая возникает в ре­зультате поступления в печь дисперсного порошка сильно аэрированного газами и воздухом, захваченными при прохож­дении через теплообменник и загрузочную головку. При от­сутствии возможности организовать управление или регулиро­вание движением такого потока материала, даже при незначительных изменениях какого-либо из факторов, влияю­щих на скорость движения (температура, химсостав сырьевой шихты, наличие примесей и т. д.) приводят к нарушению ре­жима движения материала по печи. При этом происходит бы­строе изменение положения границ зоны спекания и смена температуры обмазки, приводящие к срыву ее с примыкаю­щим к ней слоем огнеупора. Это явление при частой повто­ряемости и является причиной быстрого разрушения футе­ровки в начале зоны спекания.

Таблица 6.8.

Размер печи	Производительность
	т/сутки	т/час
Печные агрегаты с запечными теплообменниками: Æ 5,0х75 м Æ 4,0х60 м Æ 3,6х56 м	1700 1000 750	70,8 41,7 31,2
Печные агрегаты с запечными теплообменниками и декарбонизаторами: Æ 5,0х100 м Æ 4,5х80 м Æ 4,0х60 м		208,3-229,2 125,0-137,5 83,3-91,7

По опытным данным количество ремонтов в начале зоны спекания примерно в 1,5 раза больше, чем на других участках зоны.

Для улучшения условий работы футеровки и повышения срока ее службы, а также увеличения удельной загрузки печи при обеспечении стабильности теплового режима работы и возможности регулирования процесса декарбонизации оказалось це­лесообразным перенести процесс декарбонизации материала пол­ностью или частично из вращающейся печи в специальное устройство «декарбонизатор».

При обжиге в печах с циклонными теплообменниками сырьевой шихты с повышенным содержанием щелочей в элементах теплооб­менника (загрузочная головка, газоходы, циклоны и течки) и в клинкере остается больше щелочных оксидов (К2О и Na2O), чем в печных установках других конструкций. В ходе обжига при темпе­ратуре выше 800 °С щелочи начинают возгоняться и переносятся вместе с топочными газами в более холодные зоны, где и конден­сируются на стенках циклонного теплообменника и материале, особенно в загрузочной головке и газоходе I ступени. Это обсто­ятельство в отдельных случаях приводит к образованию насты­лей, мешающих нормальному ведению процесса обжига. Помимо этого, пыль, выносимая из теплообменника отходящими газами, во избежание превышения содержания щелочей в клинкере выше нормативной величины, не может быть возвращена обратно в процесс обжига.

Для исключения вредных последствий влияния щелочей часть отходящих от печи газов, минуя теплообменник, через специаль­ный (байпасный) клапан, расположенный над загрузочной голо­вкой, направляется в отдельный байпасный газоход.

В связи со снижением тепловой эффективности теплообмен­ника при устройстве байпасной системы через нее экономически целесообразно отводить не более 25% объема печных газов, так как при увеличении объема отводимых через байпас газов более 25% щелочность снижается незначительно. В большинстве слу­чаев сброс в байпасную систему около 10—13% отходящих газов обеспечивает получение качественного клинкера и надежность работы теплообменника.

На рис. 6.38 показана схема циклонного теплообменника с байпасной системой отделения щелочной пыли и сбросом очи­щенных газов в циклонный теплообменник. Схема применяется при сравнительно низкой концентрации щелочей и высокой на­чальной влажности сырьевой шихты.

На рис. 6.39 дана схема циклонного теплообменника с байпас­ной системой отделения пыли и сбросом очищенных газов в атмос­феру.

При работе печи с байпасной системой расход тепла на обжиг повышается на 16 — 20^- на каждый процент объема байпасируемого газа. Одновременно увеличивается и расход электро­энергии, в среднем, на 2 кВт. ч/т клинкера. Количество пыли, отводимое байпасной системой, равно примерно 1% массы сырь­евой шихты, загружаемой в теплообменник на каждые 10% объ­ема байпасных газов.

При проектировании системы байпасирования газов следует то, что снижение температуры отводимых газов с 1050— 100 °С до 475 °С следует производить только воздухом. Дальнейшее охлаждение может осуществляться с помощью тонко распыленной воды. Менее чувствительны к влиянию щелочей конструкции теплообменников с большим поперечным сечением в переходной зоне между вращающейся печью и теплообменни­ком, а также все конструкции шахтного и камерного типа SKET/ZAB (ГДР), теплообменник «Пршеров» (ЧССР) и др. В России успешно работает печная установка с шахтно-циклонным теплообменником и печью 0 4,0x60 м на Катав-Ивановском заводе. Опыт эксплуатации теплообменников этой группы пока­зывает, что они практически не чувствительны к щелочному воздействию и при сравнительно низких скоростях газа во всех сечениях теплообменников обеспечивают значительное уменьше­ние аэродинамического сопротивления по сравнению с циклонными теплообменниками. Вместе с тем, тепловая эффективность этой группы теплообменников несколько ниже, чем циклонных теплообменников.