يقوم الفرن العمودي بتسخين المواد في وعاء ثابت ومستقيم. تدخل التغذية في الأعلى. يتحرك عبر سرير ساخن ويترك في الأسفل. يحتاج الإنتاج المستقر إلى تدفق المواد، وتدفق الغاز الجيد، وإدخال الحرارة المناسب.
أفران الجير والأسمنت لها وظائف مختلفة. يقوم فرن الجير بتحويل الحجر الجيري إلى جير حي. يقوم فرن الأسمنت بتحويل الوجبة الخام المحضرة إلى كلنكر. تختلف الأعلاف واحتياجات الحرارة واختبارات المنتج. هذه الاختلافات مهمة عند اختيار الفرن.
هيكل الفرن
الأجزاء الرئيسية من فرن رمح
غلاف فولاذي يحمل البطانة المقاومة للحرارة. البطانة تحمي القشرة من الحرارة. تقوم معدات التغذية بنشر المواد عبر الجزء العلوي. يقوم نظام التفريغ بإزالة المنتج من الأسفل. تقوم المراوح بتحريك الهواء والغاز عبر النظام.
في فرن الجير المشترك ذو العمود الواحد، يتحرك الحجر إلى الأسفل بينما يتحرك الغاز الساخن إلى الأعلى. يدخل الهواء إلى المنطقة السفلية ويأخذ الحرارة من الجير. يوفر نفس الوعاء التسخين والتكليس والتبريد. يمكن أن تتحرك هذه المناطق مع تغير التغذية والوقود وتدفق الهواء.
عملية العمل
تحضير ونشر الأعلاف
لإنتاج الجير، يتم سحق الحجر الجيري وغربلته. يمكن للجزيئات الصغيرة، التي تسمى الغرامات، أن تسد الفجوات بين الحجارة. تستغرق الحجارة الكبيرة وقتًا أطول حتى تسخن. يساعد نطاق الحجم الضيق على مرور الغاز بالتساوي عبر السرير.
يجب أن تنتشر التغذية عبر العمود. لا ينبغي أن تتراكم على جانب واحد. تؤثر أيضًا قوة الحجر والرطوبة والمحتوى الكيميائي على العملية وعلى الجير النهائي.
يستخدم فرن عمود الأسمنت وجبة خام محضرة. في عملية تعتمد على الحبيبات، يحتاج مزيج الوجبة ومحتوى الوقود وقوة الحبيبات إلى مراقبة وثيقة. أحجام كتل الحجر الجيري ليست دليلاً لحجم كريات الأسمنت.
تسخين وتكلس المواد
يؤدي ارتفاع الغاز الساخن إلى تسخين التغذية الجديدة. تترك الرطوبة المادة قبل أن تصل إلى المنطقة الساخنة الرئيسية.
في فرن الجير، تقوم الحرارة بتكسير كربونات الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون:
CaCO₃ + الحرارة → CaO + CO₂
يجب أن تصل الحرارة إلى مركز كل حجر. يجب أيضًا أن يهرب الغاز المتكون بالداخل. قد يبدو الحجر محترقًا من الخارج ولكن لا يزال له قلب غير محترق. الكثير من الحرارة أو الوقت يمكن أن يقلل أيضًا من تفاعل الجير.
يحتاج كلنكر الأسمنت إلى مزيد من التفاعلات. يتفاعل الجير مع مركبات السيليكا والألومينا والحديد لتكوين معادن الكلنكر. ذروة درجة حرارة المواد حوالي 1450 درجة. درجة حرارة الكلنكر هذه ليست هدفًا لكل قمائن الجير.
تبريد وتفريغ المنتج
يدخل الهواء إلى الجزء السفلي من الفرن ويبرد المنتج الساخن. في فرن ذو عمود تيار معاكس مشترك، يقوم هذا الهواء الدافئ بدعم عملية الاحتراق في الأعلى. يساعد استرداد الحرارة هذا على تقليل استخدام الوقود.
يتحكم نظام التفريغ في مدى سرعة تحرك السرير للأسفل. يجب أن تعمل معدلات التغذية والوقود والهواء والتفريغ معًا. يمكن أن يؤدي التفريغ غير المتساوي إلى ترك بعض المواد في الفرن لفترة أطول من المواد الأخرى. ثم ينتقل المنتج إلى الناقلات والتخزين. يجب أن يبقى الجير الحي جافًا.
مبادئ التشغيل
توازن التغذية والحرارة وتدفق الهواء
يحتاج المشغلون إلى قراءة عدة إشارات معًا. توضح معدلات التغذية والتفريغ كيفية تحرك السرير. تظهر قراءات درجة الحرارة مكان استخدام الحرارة. تساعد قراءات الضغط في إظهار التغيرات في تدفق الغاز عبر السرير. تساعد اختبارات الغاز واختبارات المنتج في التحقق من النتيجة.
المزيد من الغرامات أو التراكم أو سوء توزيع التغذية يمكن أن يجعل تدفق الغاز أكثر صعوبة. قد يشير التغير في درجة حرارة العادم إلى تغير انتقال الحرارة. قراءة واحدة وحدها لا تظهر السبب الكامل. قارن الاتجاهات عبر الفرن.
يتغير الضغط أيضًا مع الموقع. الضغط فوق السرير ليس هو نفس ضغط الهواء الموجود تحته. استخدم نقاط الضبط لنظام الفرن والمروحة المحدد. لا تطبق قيمة ضغط واحدة على الفرن بأكمله.
اقرأ كل رقم للفرن المناسب
| نوع الفرن | غرض | قيمة | يستخدم |
|---|---|---|---|
| فرن الجير ذو العمود الواحد | إخراج الجير | 100–400 t/d | إنتاج الجير الحي |
| فرن رمح الاسمنت | مخرجات الكلنكر | 12–35 t/h | كلنكر الاسمنت |
| فرن الجير PFR | حجم الحجر | 30-80 ملم | الحجر الجيري المفحوص |
| فرن الجير PFR | نسبة حجم الحجر | 2:1 | نطاق حجم واحد محدد |
| فرن الجير PFR | غاز العادم | حوالي 150 درجة | تصميم فرن PFR مرتبط |
يبلغ النطاق الكامل 30-80 ملم نسبة حجم تبلغ حوالي 2.67:1. لا ينبغي معاملتها كنطاق تغذية واحد 2:1. الكسور مثل 30-60 ملم أو 40-80 ملم تتوافق مع نسبة 2:1.
يتم تحديد معلمات المعدات النهائية لاحتياجات المواد والمخرجات والعمليات والموقع. اتصل بـ AGICO لمناقشة إعداد الفرن الصحيح.
خيارات التكنولوجيا
ثلاثة تصاميم فرن رمح
يستخدم الفرن ذو العمود الواحد طبقة مادة واحدة. يساعد انتشار التغذية وإمدادات الوقود والتفريغ السفلي في الحفاظ على ثبات العملية. انظرفرن الجير العموديلخيار إنتاج الجير ذات الصلة.
انفرن رمح الحلقييحتوي على ممر مادي على شكل حلقة بين الأجزاء الداخلية والخارجية. تختلف مسارات الغاز الخاصة بها عن تلك الموجودة في العمود البسيط. تؤثر الأجزاء الداخلية أيضًا على الوصول إلى التثبيت والإصلاح.
A فرن الجير ذو العمود المزدوجيمكن استخدام تقنية تجديد التدفق المتوازي، أو PFR. يقوم العمودان المتصلان بتبديل المهام. أثناء الاحتراق، يتحرك الغاز الساخن والمواد في نفس الاتجاه في منطقة الاحتراق. يستعيد النظام الحرارة قبل تبديل الواجبات.
الطاقة والقيود
قارن استخدام الحرارة لنفس المنتج
تبقى قذيفة فرن العمود ثابتة. لا تحتاج إلى محرك لتدوير جسم الفرن الطويل. لا تزال المراوح ومعدات التغذية ومحركات التفريغ والناقلات تستخدم الكهرباء. إن قوة محرك الفرن ليست هي نفسها إجمالي استخدام طاقة المحطة.
يتغير استخدام الحرارة مع نوع الفرن. تعطي استنتاجات أفضل التقنيات المتاحة لعام 2013 الصادرة عن المفوضية الأوروبية النطاقات التالية لإنتاج الجير والدوليم.
| نوع الفرن | استخدام الحرارة (جيجا جول/طن المنتج) |
|---|---|
| فرن رمح PFR | 3.2–4.2 |
| فرن رمح الحلقي | 3.3–4.9 |
| فرن دوار التسخين المسبق | 5.1–7.8 |
| فرن دوار طويل | 6.0–9.2 |
يعتمد استخدام الوقود أيضًا على جودة الحجر ودرجة المنتج وحمولة الفرن واسترداد الحرارة. تغطي هذه الأرقام الجير والدوليم. يحتوي كلنكر الأسمنت على عملية مختلفة وتوازن حراري.
قم بمشاركة تفاصيل المواد والمخرجات والوقود والموقع مع شركة AGICO لمراجعة المشروع.
فرن العمود: إبقاء مسارات الغاز مفتوحة
يحتاج فرن العمود إلى فجوات مفتوحة في السرير حتى يتمكن الغاز من المرور من خلالها. الكثير من الغرامات أو الحجر الضعيف أو التغذية غير المتكافئة يمكن أن تسد هذه المسارات. وبالتالي، يعد حجم التغذية والتحكم في التفريغ من المهام الأساسية.
تضع غلافها الثابت والمستقيم عدة مناطق حرارية في وعاء واحد. لا يزال تخطيط المصنع يحتاج إلى مساحة لمعدات التغذية والمراوح وتنظيف الغاز والوصول إلى الإصلاح.
الفرن الدوار: نقل المواد من خلال القشرة
يستخدم الفرن الدوار غلافًا دوارًا مائلًا قليلاً. تتحرك القشرة الدوارة وتخلط المواد أثناء انتقالها عبر الفرن. يحتاج المصنع أيضًا إلى المحرك وبكرات الدعم والأختام ونظام التبريد المناسب.
يعتمد الاختيار الأفضل على العلف والمنتج والعملية. انظرمقارنة بين الفرن الدوار والفرن العموديلمزيد من التفاصيل.
تشمل تنظيف الغاز في المصنع
يعد تنظيف الغاز جزءًا من نظام الفرن. يؤثر تدفق الغاز ودرجة الحرارة وحمل الغبار على اختيار المعدات. تؤثر ظروف الوقود والاحتراق أيضًا على الانبعاثات. يأتي ثاني أكسيد الكربون من تكليس الحجر الجيري وحرق الوقود. يقوم مرشح الغبار بإزالة الغبار؛ لا يزيل هذه العملية CO₂.
عوامل التكلفة
خطط لتكلفة المصنع بالكامل
سعر الفرن ليس سوى جزء من الميزانية. يحتاج مصنع العمل أيضًا إلى معالجة الأعلاف وإمدادات الوقود والمراوح وتنظيف الغاز وأدوات التحكم والتعامل مع المنتج. تضيف الأساسات وأعمال الفولاذ وأعمال الموقع إلى تكلفة التركيب.
ابدأ بالمخرجات المطلوبة ودرجة المنتج. ثم حدد المعدات والخدمات التي يشملها السعر. وهذا يجعل عروض الموردين أسهل للمقارنة.
الانتاج ودرجة المنتج
أسعار الوقود والكهرباء
المعدات ونطاق الموقع
المعدات وأعمال الموقع
تحقق من قائمة المعدات الكاملة. تشمل التخزين والناقلات والأعمال الكهربائية والأساسات والتركيب. يؤثر الوصول إلى الموقع ومساحة الرفع أيضًا على العمل والتكلفة.
الوقود والكهرباء
تكلفة الوقود لكل طن تساوي استخدام الحرارة بجيجا جول/طن مضروبًا في سعر الوقود لكل جيجا جول. تكلفة الكهرباء للطن تساوي استخدام الطاقة بالكيلووات ساعة/طن مضروبة في سعر الكهرباء المحلي.
الحراريات وقطع الغيار
السماح بإجراء فحوصات الحراريات وإصلاحات البطانة وقطع الغيار. تحتاج أيضًا أجهزة التغذية وأجزاء التفريغ والمراوح والأختام والأدوات إلى الخدمة. استخدم قائمة المعدات المحددة لتخطيط قطع الغيار.
إصلاح الوصول والتوقف
قد يؤدي ضعف الوصول إلى جعل عملية الإصلاح البسيطة تستغرق وقتًا أطول. خطط لمنصات آمنة ونقاط رفع ومساحة لإزالة الأجزاء. ويجب أن تسمح الميزانية أيضًا بفقد الإنتاج أثناء عمليات الإغلاق المخطط لها.
تثبيت
بناء قاعدة سليمة وبطانة
يجب أن تحمل المؤسسة القشرة والبطانة المقاومة للحرارة والمعدات وحمولة المواد. تؤثر ظروف الأرض والرياح والاحتياجات الزلزالية المحلية على التصميم. التحقق من المراسي والمستويات وخطة الرفع قبل بدء العمل.
يتم ربط أقسام الصدفة ومحاذاةها. يتبع العمل الحراري تصميم البطانة المعتمد. تحتاج كل منطقة إلى الطوب المناسب والعزل والمفاصل ومساحة للتمدد الحراري.
قم بمحاذاة معدات التغذية والتفريغ مع الفرن والناقلات. التحقق من المراوح والقنوات وأدوات التحكم والأدوات كنظام واحد. يتضمن التشغيل اختبارات القيادة والتجفيف الحراري والتسخين المتحكم فيه.
صيانة
البحث عن المشاكل في وقت مبكر
تحقق من درجات حرارة الغلاف واتجاهات الضغط وحالة القيادة وانتشار التغذية وجودة المنتج. تحتاج المنطقة الساخنة الجديدة على الصدفة إلى الاهتمام. درجة الحرارة وحدها لا تظهر سمك البطانة المتبقية بالضبط.
فحص أجهزة التغذية والأختام وأجزاء التفريغ والمراوح والمحامل. حافظ على نظافة منافذ الوقود. يمكن أن يؤدي التدفق غير المتساوي للوقود إلى إنشاء مناطق ساخنة وباردة في السرير.
أثناء إيقاف التشغيل المخطط له، افحص البطانة بحثًا عن التآكل والشقوق والطوب السائب والأضرار الكيميائية. قارن هذه النتائج مع سجلات التشغيل. احتفظ بقطع الغيار المناسبة وقم بتوفير الوصول الآمن لأعمال الإصلاح.
التعليمات
لماذا يمكن لفرن واحد أن ينتج كلاً من الجير المحروق ناقصًا والمحترق بشكل زائد؟
قد تختلف الحرارة والوقت عبر السرير. التحقق من حجم الحجر، ونشر التغذية، وتدفق الوقود والتفريغ معًا. أرسل إلى AGICO نتائج اختبار المنتج وسجلات الفرن للمساعدة في مراجعة المشكلة.
هل يمكن اختيار فرن الأسمنت من طاولة فرن الجير؟
الفرنان لهما واجبات مختلفة. يحتاج كلنكر الأسمنت إلى وجبة خام محضرة وتفاعلات تكوين الكلنكر. يتم تصنيع الجير الحي عن طريق تكليس الحجر الجيري. أخبر AGICO بالمنتج والخلاصة التي سيستخدمها مشروعك.
ما هو المطلوب لمقارنة التكاليف المفيدة؟
أرسل إلى AGICO هدف الإخراج ونتائج اختبار المواد ونطاق حجم الحجر وتفاصيل الوقود وخطة الموقع. اذكر المعدات والخدمات التي يجب أن يشملها العرض. قارن نفس نطاق المصنع وكذلك السعر.
ما الذي يجب الاتفاق عليه قبل التثبيت؟
الاتفاق على الرسومات وأحمال الأساس وخطط الرفع وتفاصيل المواد المقاومة للحرارة وواجبات التشغيل. ناقش الوصول وقطع الغيار وإعداد المشغل مع AGICO قبل بدء العمل في الموقع.
