СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОРИЗОВАННЫХ ЗОЛЬНЫХ ГРАНУЛ

Производство пористых заполнителей — одно из наиболее перспективных направлений использования дисперсных зол электростанций. Существующие в настоящее время способы изготовления зольных пористых заполнителей (аглопоритовый и зольный гравий, безобжиговый заполнитель гравиеподобной формы) с формованием гранул в тарельчатых грануляторах не позволяют получать из некоторых зол заполнитель объемной массой менее 700—750 кг/м

В Новокузнецком отделении Уралниистромпроекта проведены исследования по изготовлению поризованных зольных гранул с целью снижения насыпной массы аглопоритопого гравия. Сущность нового способа заключается в поризации части сырьевой смеси добавкой пенообразующего поверхностно-активного вещества в турбулентном смесителе и последующем формовании гранул с отпудриванием их другой частью сухой сырьевой смеси -г Опудривание снижает влажность и попытает пластическую прочность гранул на стадии формования.

Зольные гранулы изготовляли на лабораторной установке (рис. I), состоящей из бункера для поризовамной смеси с мундштуком из трубок, наклоненных к горизонтальной плоскости под углом 45°. Выдавливаемая из формующих отверстии мундштука смесь укладывалась в виде жгутов на движущуюся ленту конвейера с предварительно уложенным на нее слоем сухой золы толщиной I —1,5 мм. Сверху отформованные жгуты также присыпались сухой золой, после чего они разрезались на гранулы -в виде цилиндров.

Эксперименты проводили на каменноугольных золях Южно-Кузбасской и Кемеровской ГРЭС, имеющих удельную поверхность соответственно 3800 и 3000 см2/г. Для увеличения прочности сырцовых гранул в сырьевую смесь вводили глину Байдаевского кирпичного завода и добавку СДБ. В качестве воздухововлекающей добавки использовали моющее средство Прогресс. Для снижения отрицательного действия растворимых солей, находящихся в воде, на процесс образования воздушных пузырьков и регулирования щелочности среды

Все исследования выполнены с применением метода неполного факторного эксперимента типа 2П_4, схема планирования которого представлена в табл. I и 2. Для каждого из определений получены следующие уравнения:

Анализ полученных уравнений показывает, что повышение расхода соды и воздухововлекающей добавки, а также увеличение дисперсности золы и водотвердого отношения приводят к резкому снижению как объемной массы, так и прочности гранул. Последние выдерживают без -разрушения -не более 2—3 сбрасываний с высоты 30 см. Для предотвращения уплотнения гранул по всему объему продолжительность окатывания не превышала 1 мин. По результатам экспериментальных данных получены следующие линейные уравнения регрессии:

Анализ этих уравнений показывает, что уплотнение поверхностного слоя гранул не повысило прочности, а в большинстве случаев даже снизило ее. Значительно увеличилась и объемная пасса окатанных гранул. Это объясняется, очевидно, уменьшением их деформативной способности под действием нагрузки, вызываемым уплотнением частичек золы в поверхностном слое. Замечено, что после первых сбрасываний с высоты 30 см на поверхности неокатанных гранул появляются только местные деформации (смятия), в то время как на окатанных гранулах того же состава возникают трещины. Окатанные гранулы под нагрузкой почти не деформируются.

Выход к оптимальным параметрам формования зольных гранул с пониженной объемной массой и достаточной прочностью осуществляли методом крутого восхождения по поверхности отклика. Таким методом достигается почти стационарная область, находящаяся в окрестностях экстремума. В дальнейших последованиях, выполненных на золе Кемеровской ГРЭС, факторы Г, Д, Е и Ж оставались на постоянных уровнях, принятых равными соответственно 3000см /г, 5,66%, 0,44 и 5 мин. Полученные результаты приведены в табл. 3.

Для сравнения эффективности разработанного способа производства зольных гранул с общепринятым из аналогичной сырьевой смеси изготовили заполнитель путем окомкования сырья на грануляторе. Гранулы имели насыпную массу в сухом состоянии 750 кг/м ; влажность 28,6%. Влажные гранулы выдерживали без разрушения 1,8 сбрасываний с высоты 30 см, а предельная высота сбрасывания составляла 50 см. При увеличении содержания в смеси СДБ прочность заполнителя может быть увеличена.

Таким образом, разработанный способ изготовления поризованных зольных гранул позволяет снизить их насыпную массу в сухом состоянии на 130— 140 кг/м3. В связи с пониженной прочностью влажных гранул необходима их предварительная сушка перед обжигом. Сушить гранулы следует сразу после их формования на движущемся колосниковом конвейере. Высушенные гранулы выдерживают без разрушения не менее 9— 11 сбрасываний с высоты 30 см. Предельная высота сбрасывания составляет 140—150 см, а прочность 4—5 кгс на гранулу (рис. 2).

После обжига поризованных гранул получен аглопоритовый гравий насыпной массой 610—650 кг/м3, прочностью 30— 50 кгс/см2. Содержание недробленых зерен составляло 96—99%. Из окатанных на грануляторе гранул получен аглопоритовый гравий насыпной массой 740 кг/м3 и прочностью 65 кгс/см2. Содержание недробленых зерен составляло 90%.

Теоретически насыпная масса сырцовых зольных гранул может быть снижена до 500 кг/м3. Однако при этом резко уменьшается вязкость смеси и увеличивается ее водоудерживающая способность, что приводит к расплыву прошедшей через мундштук поризованной массы на движущейся ленте. Резка такой массы на отдельные гранулы становится практически невозможной.

Дальнейшее снижение объемной массы зольных гранул может быть достигнуто за счет максимального сох-ранения вовлеченного в смесь воздуха ори ее продавливании через формующие отверстия мундштука с применением комплексного воздействия вибрации и давления воздуха,