Piec cementowy - Polski Serwis Naukowy

Piec cementowy (właściwie: cementowy piec obrotowy), to urządzenie służące do wyrobu klinkieru cementowego (półproduktu w produkcji cementu).

Piec obrotowy na terenie cementowni.

Chłodnik planetarny.

Wielkość pieca zależy od metody przygotowania wsadu, ma 30 - 60 m przy metodzie suchej przygotowania wsadu i 80 - 150 m przy metodzie mokrej. Ma około 2,5 - 3,5m średnicy i nachylony jest do poziomu po kątem 2° - 5° tak, że podczas jego obrotów (około 2 - 5 na minutę) materiał przesuwał się stopniowo od zasypu do wylotu znajdującego się przy niżej położonym końcu. Surowce przesuwają się zwykle z taką szybkością, że cały proces trwa 2 - 3 godziny.

Spalanie to reakcja chemiczna przebiegająca między materiałem palnym lub paliwem a utleniaczem, z wydzieleniem ciepła i światła. Paliwa i utleniacze mogą występować w trzech stanach skupienia: gazowym, ciekłym i stałym. Powszechnie dostępnym utleniaczem gazowym jest tlen zawarty w powietrzu. Utleniacze ciekłe i stałe są stosowane w silnikach rakietowych.

Glina – pod kątem genezy, jest to ilasta skała osadowa, powstała najczęściej w okresie czwartorzędu w wyniku nagromadzenia osadów morenowych (skały ilaste starsze niż czwartorzędowe nazywane są najczęściej iłami). Jest to zatem skała złożona z minerałów ilastych, kwarcu, skaleni, substancji koloidalnych, może zawierać okruchy innych skał oraz substancje organiczne (humus, korzenie, bituminy).

Piece obrotowe w Polsce opalane są głównie pyłem węglowym przygotowanym z miału węglowego wysuszonego i zmielonego w specjalnych młynach. Dmuchawa wdmuchuje pył węglowy przez specjalną dyszę u wylotu pieca, gdzie następuje zapłon i spalanie się węgla. Gorące spaliny przemieszczają się wzdłuż pieca i ochładzają się, nagrzewając przesuwający się w przeciwną stronę wsad. Najwyższą temperaturę osiąga się w najniższej części pieca.

Klinkier cementowy - produkt w postaci grudek otrzymany przez wypalenie w temperaturze spiekania zmielonych i dokładnie wymieszanych surowców, dobranych w odpowiedniej proporcji. Stosowany do produkcji cementu. Rozróżnia się następujące rodzaje klinkierów:

Polska, oficjalnie Rzeczpospolita Polska – państwo położone w Europie Środkowej nad Morzem Bałtyckim. Graniczy z Niemcami (na zachodzie), Czechami i Słowacją (na południu), Ukrainą i Białorusią (na wschodzie), na północnym wschodzie z Litwą oraz na północy z Rosją (obwód kaliningradzki). Ponadto polska granica wyłącznej strefy ekonomicznej na Bałtyku graniczy ze strefami Danii i Szwecji.

Z chwilą wprowadzenia do pieca, surowiec dostaje się do strefy suszenia. Strefa ta obejmuje około 24% długości pieca. Temperatura surowca w tej strefie nie przekracza 100 °C.

Po usunięciu wody, materiał w postaci suchych granul przechodzi do strefy podgrzewania, gdzie na przestrzeni obejmującej około 40% długości pieca ulega ogrzaniu do ok. 700 °C. W strefie tej odbywa się także rozkład materiałów ilastych (500°-600 °C) przebiegający z wydzieleniem wody związanej chemicznie. Temperatura ok. 700 °C powoduje endotermiczny rozkład węglanu wapniowego z jednoczesnym powstaniem związków tlenku wapnia z powstałymi przy rozpadzie gliny tlenkami kwasowymi.

Węgiel kamienny – skała osadowa pochodzenia roślinnego, zawierająca 75-97% pierwiastka węgla, powstała głównie w karbonie (era paleozoiczna) ze szczątków roślinnych, które bez dostępu tlenu uległy uwęgleniu. Ma czarną barwę, matowy połysk, czarną rysę.

Środowisko przyrodnicze (środowisko naturalne) − całokształt ożywionych i nieożywionych składników przyrody, ściśle ze sobą powiązanych, otaczających organizmy żywe. W jego ramach można wyróżnić następujące elementy:

Procesy te rozpoczynają się z chwilą wejścia materiału do strefy rozkładu węglanów obejmującej 28-30% długości pieca i zwanej często strefą kalcynacji. Wydzielający się dwutlenek węgla dołącza do gazów spalinowych. W środkowej części tej strefy zawartość wolnego tlenku wapnia (CaO) osiąga maksimum i następnie maleje, choć przy końcu strefy jeszcze jego pewna ilość pozostaje. Koniec strefy kalcynacji przypada na temperaturę materiału nieco ponad 1200 °C, w której zaczyna pojawiać się faza ciekła. Od tego momentu zaczyna się faza spiekania. Pojawienie się fazy ciekłej powoduje szybką reakcję pozostałego tlenku wapnia (CaO) i szybkie ukształtowanie się ostatecznego składu "sfazowanego" klinkieru.

Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.

Cement - to hydrauliczne spoiwo mineralne, otrzymywane z surowców mineralnych (margiel lub wapień i glina) wypalonych na klinkier w piecu cementowym a następnie zmielenie otrzymanego spieku z gipsem, spełniającym rolę regulatora czasu wiązania. Stosowany jest do przygotowywania zapraw cementowych, cementowo–wapiennych i betonów. Wykorzystywany jest do łączenia materiałów budowlanych. W zależności od składu klinkieru, sposobu produkcji, cementy dzielą się na:

Strefa spiekania jest krótka i obejmuje zaledwie 9-10% długości pieca. W jej obrębie temperatura najpierw wzrasta z 1250 °C do 1450 °C, a następnie maleje do 1200 °C. Ze strefy spiekania klinkier o temperaturze 1000°-1200 °C przechodzi do urządzeń chłodzących, dzięki którym jego temperatura zostaje obniżona do ok. 100 °C.

Dmuchawa - sprężarka o cechach konstrukcyjnych podobnych do sprężarek właściwych przepływowych. Różnice polegają na odmiennej konstrukcji kierownic tak aby kinetyczna składowa energii całkowitej gazu opuszczającego urządzenie była dużo większa niż składowa potencjalna.

Kalcynowanie, kalcynacja - odmiana prażenia polegająca na ogrzewaniu związku chemicznego poniżej jego temperatury topnienia w celu spowodowania częściowego rozkładu chemicznego tego związku poprzez usunięcie wody (lub innych substancji) z jego sieci krystalicznej, lub przeprowadzenie tego związku do związku prostszego z wydzieleniem lotnych substancji rozkładu.

W dobie wzmożonej dbałości o ochronę środowiska naturalnego, piece obrotowe są coraz częściej używane do spalania tzw. paliw alternatywnych. Popiół powstały po spaleniu takiego paliwa reaguje z wypalanym materiałem i wchodzi w skład klinkieru cementowego sprawiając tym samym, że ww. proces jest bezodpadowy.

Paliwo alternatywne - paliwo uzyskane w procesie odzysku odpadow posiadających wartość opałową. Stosowane w przemyśle cementowym, jako zamiennik węgla kamiennego i mazutu.

Woda, tlenek wodoru (nazwa systematyczna IUPAC: oksydan) – związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określa się mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia – lodem. Słowo woda jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia.

Zobacz też

cementownia