Разработать технологию получения карбида кальция в печах мощностью 100 МВА

Q_{H2O 373} =

= 10131кДж.

где  80 – Δt – интервал нагрева от 20 до 100 ^оС;

       40877 – теплота испарения 1 кмоля Н₂О. кДж.

Потери тепла с отходящими газами:

Q_газа = 170096 + 73259 + 10131 = 253486 кДж.

 

Тепловые  потери в окружающее пространство

Тепловые потери в  окружающее пространство принимаются 10%

Итоги расчета теплового  баланса плавки карбида кальция представлены в таблице 14.  Баланс  выполнен на 100кг извести без учета электрических потерь в короткой сети (активных и индуктивных), имеющих место за пределами ванны.

Таблица 14 – Тепловой баланс плавки карбида кальция

Приход тепла			Расход тепла
Статьи прихода	Количество тепла, кДж	%	Статьи расхода	Количество тепла, кДж	%
1. С электроэнергией	1104246	62,51	1. Эндотермические реакции	902763	13,27
2. Экзотермические реакции	357756	37,49	2. Теплосодержание карбида кальция	152837	19,24
			3. Теплосодержание ферросплава	6716	0,80
			4. Потери с отходящими газами	253486	37,08
Итого:	1462002	100,0		1462002	100,0

 

 

2.3 Расчет расхода электроэнергии

Определим удельный расход электроэнергии на 1 т карбида кальция  по формуле, кВт/час∙т

 

Q_эл =

,

 

где: μ_эл – электрический КПД печной установки, учитывающий активные потери электрического тока в короткой сети;

              cosφ  = 0,96 – коэффициент мощности, учитывающий индуктивные потери  в короткой сети печи установки;

  3615 – коэффициент пересчета кДж в кВт.

Q_эл =

= 2750 кВт/час∙т.

 

 

3 Технология переработки мелочи извести и угля  в полых электродах

Одним из последних усовершенствований карбидных печей является применение полых электродов с системой подачи мелкой шихты в ванну печи. Высокая рентабельность производства достигается за счет использования мелких фракций шихты, которые раньше считались неизбежными отходами, а так же уменьшения удельного расхода электрода. В случае эксплуатации электродов сплошного сечения исключается возможность воздействия на высокую температуру рабочего конца электрода. По этой причине электрод активно участвует в восстановительных процессах, что приводит к повышенному расходу электродной массы.

Внедрение углеродной системы с полыми электродами приводит к уменьшению расхода электродной массы, в том числе и за счет снижения температуры электрода в области дуги. Технологическая схема производства карбида кальция в печах с полыми электродами показана на рис. 5. Три печи оборудованы самообжигающимися электродами – одна диаметром 1140 мм, а две другие – по 1070 мм. Количество мелочи, подаваемой в полость электрода, регулируется и достигает 25% от общего расхода шихты. Удельный расход электродной массы сокращен на 3%, а электрический к. п. д. повышен на 7% по сравнению с к. п. д. печей с обычными электродами. Из числа других важных преимуществ применения системы полых электродов следует отметить большую возможность регулирования глубины их погружения. Из – за большого отношения кокса к извести, подаваемых через полость электрода, длину зашихтованной части электрода можно регулировать изменением скорости подачи материалов через электродную систему, причем в трехфазной печи положение одного электрода можно регулировать независимо от положения другого [6].

 

 

 

Рисунок 5 – Схема производства карбида кальция с подачей части шихты через полые электроды

В производстве карбида  кальция выполняется загрузка электродной  массы в электрод крупными блоками, что на 50% повышает производительность труда. Для обеспечения постоянного столба жидкой массы на электроде установлена газовая горелка, которая обеспечивает подачу горячего воздуха для обогрева электрода.

 

 

 

 

 

4 Технология  очистки печных газов

При работе цеха происходит активное загрязнение окружающей среды отходами производства, газами, сточными водами.

          Чтобы не происходило загрязнение окружающей среды твёрдыми отходами производства (шлак, мусор и так далее), они вывозятся на шлаковый отвал. Часть твёрдых отходов (отработавшая футеровка) перерабатывается в цехе. Во избежание загрязнения водного бассейна сточными водами, они проходят очистку в специальных отстойниках и используются повторно. Наиболее опасным является загрязнение воздушного бассейна газами и пылью, выделяющимися в процессе производства.

    Количество выделяющейся пыли составляет 7 кг/т [1] сплава и зависит от гранулометрического состава вводимых в печь сыпучих материалов, а также от способа их введения в печь и интенсивности газоотсоса.

          Газы, образующиеся в рабочем пространстве печи, поступают в аспирационный зонт, расположенный над печью. Улавливаемые газы поступают в камеру охлаждения, где происходит охлаждение продуктов сгорания до 290 ^оC с помощью подсоса воздуха.

           В качестве газоочистного аппарата применён электрофильтр. Установка очистки газов состоит из двух частей, непосредственного электрофильтра, осадительной камеры, через которую проходят газы и агрегата, питающего электрофильтр выпрямленным током высокого напряжения.

           Для каждой пары электрофильтров предусматривается установка механической шлакоуборки с узлом окомкования пыли.

            Уборка пыли от электрофильтров производится системой винтовых конвейеров, из которых пыль попадает в сборные бункера. Электрофильтры способны улавливать до 97 % пыли. Остаточное содержание пыли в газах ~ 0,8 г/м³.

 

 

Заключение

Карбид кальция находит  широкое применение для получения  многих химических продуктов и для  производства ацетилена. Кроме того карбид кальция незаменимый продукт он может использоваться при проведении автогенных работ и освещения, а также в производстве ацетиленовой сажи и продуктов органического синтеза. Одним из главных результатов такого синтеза является синтетический каучук. Также карбид кальция применяется для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.

          В настоящей работе произведен  расчет материального и теплового  балансов. Произведен подбор и  расчет футеровки печи.

  Кроме того, в работе  освещен вопрос: разработка технологии очистки печных газов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Кузнецов Л. А. Производство карбида кальция. М. Гос НТИ Хим. Литературы. 1954.

2. Короткие сети и  электрические параметры дуговых  электропечей. Справочник. Под редакцией канд. техн. наук Данциса Я. Б. и канд. техн. наук. Жилова Г. М. М. «Металлургия». 1987.

3. Данцис Я. Б. Методика  электротехнических расчетов рудотермических  печей. Л. Энергия. 1973.

4. Ершов В. А., Данцис  Я. Б., Реутович Л. П. Производство карбида кальция. М. Издательство Химия. 1972.

5. ГОСТ 27698 – 88 Печи  для производства карбида кальция.  Показатели энергопотребления. М.  Стандартинформ. 2000.

6. Гасик М. И. Самообжигающиеся  электроды рудовосстановительных электропечей. М. «Металлургия», 1976.

7. Розенберг В. Л. И., Вальдберг А. Ю. Рудовосстановительные электропечи. Энергетические показатели и очистка газов. М. «Энергия», 1974.