Оборудование для сушки и транспортировки песка. Проблемы и решения

Серов Николай Иванович,
гл. специалист по сушильному оборудованию НПП "КРОНАДУГ", г. Пенза

Проблема, которая здесь затрагивается, касается одного из "больных" вопросов в части технологии производства сухих строительных смесей, - это влажность вводимых компонентов и, соответственно, влажность готового продукта. Главным образом, это касается кварцевого песка, а также других наполнителей. При средней влажности 0, 1% песок может храниться один год в изолированных от явного доступа воды помещениях. А при влажности более 0, 3% влагопоглощение кварцевого песка резко возрастает, что снижает срок хранения продукта до одного месяца. Следовательно, требования химических лабораторий, равно как и рецептурных пожеланий таково, что влажность конечного продукта, т.е. сухой строительной смеси, не должна превышать 0,1 %. Вывод - песок надо хорошо и качественно сушить.

Анализируя работу комплексов оборудования для сушки, классификации и транспортировки природных песков, коллектив компании КРОНАДУГ, специализирующийся на выпуске оборудования для сушки и транспортировки неорганических сыпучих сред, вышел на рынок сухих строительных смесей и предлагает свои наработки в этой области.

Мы предлагаем сушить песок для сухих строительных смесей во вращающихся сушильных барабанах. По надежности сушки и качеству сухого песка на выходе этот способ превосходит все другие современные (установки кипящего слоя, виброкипящего слоя, виброгрохот и т.д.). В каждой из этих установок есть свое "рациональное зерно", свое преимущество перед остальными, но все они "пасуют" при увеличении температурного режима. Например, температура факела горения мазута, солярного масла (солярка), газа мало чем отличается и находится в пределах 1200-1400 °С, а температура теплоносителя на входе в сушильные агрегаты, во избежание выхода их частей из строя находится в пределах 600-800 °С.

Вращающиеся сушильные барабаны, выпускаемые предприятием НПП КРОНАДУГ, имеют расширенную переднюю часть со специальными лопастями, что позволяет использовать тепловую энергию факела до 1500 °С. Устройство барабана позволяет одновременно использовать и световую энергию факела на 3%. Вал сырого песка, образующийся при переходе из расширенной передней части барабана, заполняет карманы, образованные лопастями, надежно защищает стенки барабана от прогорания, высушивается, попадает в основной барабан, заменяется новыми порциями сырого песка и т.д. Процессу теплообмена, происходящей в передней расширенной части барабана, может позавидовать любой процесс, происходящий в более "современных" установках (кипящий слой и вибросушка).

При длительных испытаниях (опытная установка работает уже 20 лет) сушильной установки объемом барабана 5 м³ были установлены следующие технические параметры:

1. Температура теплоносителя на входе 1300-1400 °С

2. Температура газовоздушной смеси на выходе из барабана 114 °С

3. Температура песка на входе в барабан 13 °С

4. Температура песка на выходе из барабана 95 °С

5. Влажность песка на входе в барабан 4,1 - 4,8 %

6. Влажность песка на выходе из барабана 0,05 - 0,08 %

7. Производительность по сухому песку 22 т/час

8. Расход топлива (солярка) 91 кг/час

9. Температура стенок барабана в любой точке не более 100 °С

Имеется опыт сушки песка для ССС электрокалорифером мощностью 420 кВт. Результаты испытания сушильного барабана объемом 5 м3 с электрокалорифером следующие:

1. Температура воздуха на входе в барабан 600-800 °С

2. Температура газовоздушной смеси на выходе из барабана 115 °С

3. Температура песка на входе в барабан 11 °С

4. Температура песка на выходе из барабана 80 - 83 °С

5. Влажность песка на входе в барабан 6,2 - 4,8 %

6. Влажность песка на выходе из барабана 0,08 - 0,1 %

7. Производительность по сухому песку 7,5 т/час

После сушки песок необходимо транспортировать в емкости, расположенные, как правило, на высоте нескольких метров. Компанией КРОНАДУГ разработан пневмотранспорт, который позволяет транспортировать сухой песок посредством сжатого воздуха от 2 до 6 ати по трубам диаметром 89 мм на расстояния до 500 м в сторону и на высоту до 50 м. Пылевидные частицы на выходе из пневмотранспорта улавливаются циклоном. При этом транспортировка от сушильного барабана на расстояние до 50 м охлаждает песок с 95 °С до 45 °С. Такой пневмотранспорт позволяет расположить сушильный цех на расстоянии 50 - 200 м от основного производства.

Как правило, для сухих строительных смесей используются карьерные природные пески ромбо- и кубовидной формы. Бетоны и растворы, получаемые с таким наполнителем, обладают большей прочностью. Но есть области и регионы, где таких песков практически нет. А есть пески, залегающие на дне водоемов (морей, рек, озер). Такие пески отличаются округлой шлифованной формой с твердой оксидной пленкой на поверхности. Такой наполнитель не способствует увеличению прочности сухих строительных смесей.

Специалисты КРОНАДУГа провели испытания на сушильной установке объемом 5 м³ с горелкой на жидком топливе (солярка). Намывной песок влажностью ~4% поступает в расширенную часть барабана, сюда же поступают раскаленные до 1300 °С отработанные газы. Песок быстро нагревается от 10 до 95 °С. Твердая пленка на шаровидных частицах песка дает микротрещины, затем после прохождения по сушильному барабану песок попадает в разгрузочную камеру и выжимные баки пневмотранспорта. Песок по трубам пневмотранспорта движется со скоростью от 1 до 50 м/сек, проходя по поворотам пескопровода частицы песка ударяются и трутся друг о друга с огромной скоростью при этом микротрещены, образующие при резком нагреве, развиваются и песок очищается от твердой пленки и дробится. В результате частицы песка приобретают форму "ершика". Такой песок уже не может ухудшить свойства сухой строительной смеси.