НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ

СНИЖЕНИЕ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Экономия топливно-энергетических ресурсов приобретает все возрас­тающее значение и затрагивает практически все отрасли промышленности строительных материалов. Важным показателем любого производства явля­ется его энергоемкость - суммарные затраты тепловой и электрической энергии на получение единицы продукции. Работы последних лет показы­вают, что производство ячеистых бетонов является энергосберегающей технологией. Анализ энергоемкости производства ячеистобетонных изде­лий свидетельствует о том, что на изготовление I м^ стены требуемого термического сопротивления расходуется около 57,5 тыс. ккал тепла. Из­готовление I м2 керемзитобетонной стены аналогичного термического соп­ротивления связано с расходом 207,5 тыс. ккал тепла, что более чем в 3,5 раза превышает затраты тепла на изготовление Гм2 стены из ячеис­того бетона. При этом в сфере производства затраты тепла на получение I м3 автоклавного ячеистого бетона составляют около 228,5 тыс. ккал, что более чем в 2,5 раза ниже расхода тепла на получение І м3 керам­зитобетоне [51].

В настоящее время имеются реальные возможности снижения расхода тепла при производстве автоклавных ячеистых бетонов как за счет умень­шения их материалоемкости (снижения объемной массы), так ж за счет со­вершенствования отдельных, наиболее энергоемких технологических пере­делов. Топливно-энергетические затраты на получение I м3 ячеистого бе - 24

Тона «а различных предприятиях отрасли шиїеблются и значительных пре­делах и составляют: затраты тепла от 0,192 до 0,52-1,0 Гкал, электро­энергии от 10,1-16,7 до 20-50 кВт-ч, а в отдельных случаях до 65- 75 кБт'ч [52]. В целом же топливно-энергетические затраты в зависимос­ти от вида изделий составляют 5,2-16,6? от полной себестоимости [52].

Наиболее энергоемкими переделами в технологии ячеистых бетонов являются автоклавная обработка и подготовка (помол) сырьевых материа­лов. Исследованиями МИСИ [7, 37], НИПИсшшкатобетона и Воронежского ИСИ [5, б] установлена возможность снижения удельных затрат электро­энергии при помоле на 30-40? и сум, арных энергетических затрат (на по­мол и автоклавную обработку) в 1,5 раза при использовании способа сов­местного сухого помола компонентов. Не менее важно, что при этом сни­жается износ мелющих тел и футеровки мельшлщ [9]. Имеются сведввия [б], что стоимость теряемого металла при совместном помоле на 60-70? ниже, чем при раздельном. Следует отметить, что применение способа сов­местного сухого помола позволяет на предприятии мощностью 100 тьс. м8 в год высвободить около 30 единиц технологического оборудования, пред­назначенного для транспортирования шлама и его выдерживания в шламбас - сейнах. При этом дополнительно достигается экономия электроэнергии и сжатого воздуха, сокращаются производственные площади.

При раздельном помоле компонентов затраты электроэнергии могут быть снижены за счет мокрого помола песка с добавкой ПАВ, что одновре­менно положительно влияет на физико-технические показатели готовой продукции. Применение ПАВ, например сульфонола, в количестве 0,03? от массы песка позволяет повысить плотность шлама на 4-5? без ухудшения его подвижности, что обеспечивает повышение производительности помоль­ного оборудования в 1,3-1,4 раза и снижение удельных энергозатрат на 5-6 кВт'ч/т, или 10 15? [7]. Особенно эффективным, как показывает опыт Белгород-Днестровского завода [37], является применение сырьевых ком­позиций на основе грубомолотого песка. Мокрый помол основной массы песка (68-75?) до удельной поверхности 900 см^/г в присутствии добавки ПАВ позволил повысить производительность помольного оборудования в 2 раза, снизить суммарные удельные энергозатраты на подготовку сырье­вых материалов на 8-Ю кВт-ч/т [37].

Самым продолжительным и энергоемким технологическим переделом в производстве ячеистых бетонов является автоклавная обработка. Расход пара на автоклавную обработку I м3 ячеистого бетона средней плотно­стью 700 кг/м3 равен в среднем 0,19 Гкал, что составляет более 80? суммарных затрат тепла на весь технологический процесс. В этой связи вопросы уменьшения расхода тепла и сокращения продолжительности авто­клавной обработки приобретают особую актуальность.

Из рассмотрения статей расхода пара на автоклавную обработку яче­истобетонных изделий следует, что на нагрев воды, введенной в автоклав в виде технологической влаги сырца, расходуется 21? пара, при сбросе конденсата теряется около 26? тепла. Снижение указанных потерь тепла возможно за счет оптимизации предавтоклавной влажности и температуры ячеистобетонного сырца, уменьшения объема конденсата, обеспечения его постоянного отвода и утилизации тепла конденсата, что видно из приво­димых ниже данных:

Статьи затрат Относительный расход

Пара.?____________

TOC o "1-3" h z Нагрев сухих компонентов ячеисто­го бетона......... 17

Нагрев воды затворения в бетоне.............................. 21

Нагрев автоклава......................................................... 22

Нагрев металлических форм и вагонеток.... 3

Теплота пара свободного пространства

Автоклава................................................ :...................... 4

Потери тепла за весь период автоклавной обработки 7

Потери тепла при сбросе конденсата...................... 26

Теплотехнические расчеты и их промышленная проверка [46] показа­ли, что температура подаваемых в автоклав изделий должна составлять 70-80°С, влажность - 28-30? по массе. Это позволяет снизить расход технологического пара на 9-13? и сократить продолжительность автоклав­ной обработки на 1,5-2 ч за счет предварительного прогрева изделий. Реализация этих мероприятий обеспечивается при использовании комплекс­ной вибрационной технологии и сырьевых композиций на основе грубомоло - того песка. Представляется возможным снизить величину В/Г до 0,31- 0,33, ей соответствует предавтоклавная влажность сырцовых изделий 28-30? [46].

Обеспечение температуры загружаемых в автоклав ячеистобетонных сырцовых изделий в пределах 70-80°С достигается за счет более полного использования тепла, выделяющегося при гидратации цемента и извести, но главным образом за счет осуществления процессов вспучивания, схва­тывания и вызревания отформованных изделий в специальных туннелях с регулируемой температурой и влажностью среды. Применение тепловых тун­нелей-конвейеров вызревания с относительной влажностью и температурой среды соответственно 80-95? и 70-80І? С широко практикуется на заводах большинства зарубежных фирм [8]. При выгрузке изделий жв автоклава те­ряется до 15? тепла. В этой связи представляется важным обеспечить

І

Ьозърит ОТОГО TOIUin r> пропзьодстш, lliuipillvlcp, за счет применения рику - перационпых туннелей Бызревания. Принимая во внимание, что многие за­воды не имеют автономных котельных, представляєтся целесообразным в период отопительного сезона предусмотреть перевод их на автоклавную обработку паром пониженной температуры и давления (t = 145-155°С) за счет применения технологически простых и практически доступных меро­приятий [9]. Это позволит снизить удельные расходы тепла на автоклав­ную обработку в 1,3-1,4 раза.

Не менее важным является сокращение продолжительности автоклав­ной обработки. Для этого ВНИИстромом предложены режимы автоклавной об­работки, предусматривающие удаление воздуха из автоклава путем его продувки паром (СН 277-80). Исследования, выполненные МИСИ совместно с Белгород-Днестровским заводом, показали, что продолжительность авто­клавной обработки может быть дополнительно сокращена за счет более полного удаления воздуха из автоклава и запариваемых изделий при ис­пользовании продувки совместно с вакуумированием. Для этого после пус­ка в автоклав пара, когда давление его составит 0,005-0,01 Ша, на 30-40 мин включается вакуум-насос. После его отключения продувка про­должается до момента, когда давление (изб.) в автоклаве достигнет 0,05 Ша. Затем забывается паровыпускной вентиль и осуществляется подъем давления до рабочего в течение 1-1,5 ч.

Внедрение таких режимов автоклавной обработки на Белгород-Днест­ровском заводе (табл. 5) позволило сократить продолжительность изотер­мической выдержки на 1-2 ч, а общую продолжительность автоклавной об­работки на 2,5 ч [53]. В результате внедрения сокращенных режимов ав­токлавной обработки расход пара снижен на 15-20? и увеличена однород­ность ячеистобетонных изделий по прочности [53].

Таблица 5

Таким образом, применение мокрого помола песка в присутствии до­бавки ПАВ, оптимизация предавтоклавной влажности и температуры сырца, обеспечение отвода конденсата и применение продувки совместно с ваку­умированием позволяют снизить суммарные энергетические затраты на 20-25%.