کوره دوار اهک مانند سایر کوره های دوار از یک مخزن استوانه ای شکل که با افق زاویه دارد ساخته شده است.
اجزای سازنده این نوع کوره شامل اند ازپوسته – رینگ – غلطک – چرخ دنده- چرخ ترمزها و مشعل میباشد.
پوسته این نوع کوره از ورق های فولادی ساخته شده است که توسط عملیات نورد به شکل استوانه در امده اند. مقدار بار دهی یک کوره دوار اهک بستگی به نسبت طول وقطر ان دارد لذا طول و قطر و ضخامت پوسته متناسب با مقدار بار خروجی انتخاب میشود .
داخل پوسته توسط اخر های نسوز عایق بندی شده تا از پوسته در برابر حرارت بالای داخل ان محافظت کند
رینگ و غلطک های این نوع کوره همانند سایر کوره های دوار از فولاد ریخته گری شده ساخته میشود که روی ان عملیات ماشینکاری انجام شده تا ب صافی سطح مورد نیاز دست پیدا کند در بعضی موارد برای بهبود عملکرد ان ها روی رینگ و غلطک ها عملیات ابکاری نیز انجام میشود تا در برابر سایش و خوردگی مقاومت بیشتری داشته باشد.
تعداد رینگ و غلطک ها به طول ساخت کوره دوار آهک بستگی دارد
یک موتور الکتریکی متصل به یک گیربکس که توسط یک درایورکنترل می شود نیروی لازم برای بچرخش در اوردن کوره را تولید میکند واین نیرو توسط یک چرخ دنده به ساختار اصلی کوره انتقال پیدا میکند.
نحوه کار این کوره به این صورت است که سنگ اهک از دهانه بالایی وارد کوره میشود و توسط حرارتی که توسط مشعل و فن ها تولید شده پخته میشود و به اهک تبدیل میشود و در نهایت بخاطر دوار بودن و زاویه داشتن پوسته کوره از سطح افق اهک اماده شده به سمت خروجی هدایت میشود.
برای بالا بردن بازده یک کوره اهک دوار میتوان از پیش گرم کن وخنک کن استفاده کرد.
کوره دوار، وسیله‌ای برای بالابردن حرارت در یک فرایند مداوم است که در سال 1873 توسط فردریک روانسوم مخترع انگلیسی اختراع شد. سوخت این نوع کوره‌ها گاز، گازوئیل و مازوت است.
مواد تولیدشده به‌وسیلهٔ کورهٔ دوار عبارت‌اند از:
سیمان -آهک -اهک دولومیت – انواع فراورده‌های نسوز- دی اکسید تیتانیوم -آلومینا – ورمیکولیت
بدنه اصلی کوره یک مخزن استوانه ای است که نسبت به سطح افق زاویه دار است و به آرامی در محور خود چرخانده می شود. مواد مورد نیاز برای پردازش به انتهای بالایی سیلندر تغذیه می شود. همانطور که کوره به چرخش درمی یابد، ماده به تدریج به سمت پایین حرکت می کند .گازهای داغی که توسط یک کوره خارجی تولید شده اند یا ممکن است از طریق یک شعله در داخل کوره توسط یک مشعل تولید شوند در امتداد کوره به جریان در می ایند،که این سبب انجام عملیات مورد نظر میگردد. سوخت برای این امرممکن است گاز، نفت، گازوئیل باشد.
پختن آهک در قدیم در کوره هائی با تاقی از سنگ آهک و جایگاهی در زیر کوره صورت می‌گرفت. کوره را پر از سنگ آهک می‌نمودند و آنگاه سوخت را در آن قرار داده و چهار روز پشت سر هم به سنگ آهک گرما می‌دادند تا بپزد و آهک زودگیر به دست آید. از دیدگاه شیمیائی سنگ آهک که کربنات کلسیم است در اثر گرما به اکسید کلسیم تبدیل می‌شد.
اما با گذشت زمان و پیشرفت علم روش های جدیدی جایگزین روش سنتی قرار گرفت .در این روش ها از شگل مهندسی شده کوره ها استفاده می شد که ساخت کوره دوار آهک و کوره های شفت از جمله ان ها بودند در کوره دوار سنگ اهک در درون یک سیلندر بزرگ دوار که با افق زاویه دارد از قسمت بالایی بارگیری شده و توسط یک مشعل حرارت میبیند و در خروجی پایین کوره اهک اماده خارج میشود. کوره های شفت بیشتر برای تهیه آهک کارخانه‌ها، مانند کارخانه قند به کار میرود. این کوره استوانه ایستاده‌ای است که از بالا بارگیری شده، از پایین آتش میشود. در این کوره خرده سنگ آهک می‌ریزند که هنگام سریدن به پایین کوره، می‌پزند و از ته کوره پایین می‌ریزند. گنجایش کوره‌های ایستاده روزانه تا ۱۵۰ تن است.
اروم ماشین صنعت پیمان گستر پیشرو در زمینه طراحی و ساخت کوره دوار، کوره آهک و خشک کن ها و مشاوره، طراحی و ساخت ماشین آلات صنایع قند و شکر، گچ و آهک، گازهای صنعتی، طبی و خوراکی O2,N2,CO2 می باشد که با اهدف ایجاد ارزش افزوده برای تمامی ذینفعان توسعه پایدار و موفقیت در بازار رقابتی تعهد خود را نسبت به برقراری و اجرای سیستم مدیریت یکپارچه بر اساس استانداردهای بین المللی بنا نهاده است.
مواد تولیدشده به‌وسیلهٔ کورهٔ دوار عبارت‌اند از:
سیمان
آهک
انواع فراورده‌های نسوز
Metakaolin
دی اکسید تیتانیوم
آلومینا
ورمیکولیت
گلوله سنگ آهن
مشاوره تخصصی ساخت کوره دوار
برای مشاوره تخصصی و ثبت سفارش کوره دوار با واحد بازرگانی اروم ماشین صنعت پیمان گستر در ارتباط باشید.
طراحی و ساخت کوره آهک در اروم ماشین صنعت پیمان گستر اجرا می شود. سنگ آهک به عنوان ماده اولیه برای تهیة آهک پخته، آهک هیدارته مورد استفاده قرار می گیرد سنگ آهک به طور طبیعی در دریاها ذخیره شده است که در نتیجه ترسیب پوسته و اسکلت جانداران کوچک و بزرگ در طول تاریخ زمین و همچنین ترسیب لجن در اثر اشباع شدن آب دریاها از آن می باشد. سنگ آهک خالص بیشتر از کلسیت که شکل تغییر یافته ای از کربنات کلسیم می باشد تشکیل یافته است . وزن ویژه کلسیت ۷/۲ است ولی وزن ویژه سنگ آهک ۶۲/۲ تا ۸۴/۲ است . سنگین تر بودن سنگ آهک از مقدار ۷/۲ نشانه اینست که سنگ دارای ناخالصی می باشد.
اغلب مواد جانبی مانند خاک معدنی (سیلیکات آلومینیوم) ، شن کوارتز، Sio و همچنین در اغلب مواد دولومیت (Camg(co ) در آن یافت می شود که می تواند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سنگ آهک خالص را تحت تأثیر قرار دهند.
به عنوان ماده خام در کوره آهک از سنگ آهک موجود در طبیعت استفاده می شود که کیفیت آن با توجه به ترکیبات موجود در آن متفاوت است. قبل از توضیح و تشریح نسبت به کارکرد کورة آهک و نحوة پخت سنگ آهک باید به این سؤال پاسخ داد که دلیل استفاده از آهک در کارخانجات قند و مورد مصرف آن چیست؟ برای پاسخ به سؤال مطرح شده باید بیان کرد که شربت حاصل از خلال چغندر قند پس از خروج دیفوزیون دارای رنگ تیره مایل به خاکستری می باشد، یکی از علل وجود رنگ تیره شربت فعالیت آنزیمهای تولید کننده رنگیزه های تیره مانند ملانین است . درصد ماده خشک محلول شربت خام برحسب کشش وزنی دیفوزیون متفاوت است.
آهک یا Lime در طبیعت به شکل سنگ آهک و با فرمول شیمیایی CaCO3 (کلسیم کربنات) یافت میشود. برای استفاده از آهک به عنوان مصالح ساختمانی لازم است تا آهک استخراج شده از طبیعت در کوره آهک پخته شود. هنگامی که سنگ آهک در معرض دمای بالا در کوره آهک قرار می‌گیرد به کربن دی اکسید و آهک (CaO) تجزیه میشود. به آهک به دست آمده از این فرایند آهک زنده می‌گویند. در ادامه این مقاله اروم ماشین صنعت پیمان گستر شما را با نحوه تولید آهک زنده در کوره آهک، انواع کوره آهک پزی، نحوه ساخت کوره آهک و مدل‌های مختلف طراحی کوره آهک به طور مفصل آشنا می‌کنیم.
فرمول شیمیایی این فرایند که به آن کلسینه کردن سنگ آهک و یا تکلیس هم گفته میشود به شکل زیر است:
طراحی و ساخت کوره آهک
طراحی و ساخت کوره پخت آهک
کوره پخت آهک در صنایع شیمیایی جهت تولید آهک زنده از سنگ آهک (کلسیم کربنات) به کار میرود.در این کوره‌ها سنگ آهک با دیدن حرارت بالا بین ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد، تکلیس شده و به کربن دی اکسید و آهک تبدیل میشود:
CaCO۳ + heat → CaO + CO۲
در این کوره‌ها به طور معمول مخلوطی از سنگ آهک و زغال سنگ به طور لایه لایه قرار داده میشود.پس از روشن کردن کوره، زغال سنگ سوخته و حرارت بالایی تولید میکند که موجب تجزیه سنگ آهک میشود.کرب دی اکسید تولیدی از بالای کوره خارج شده و آهک زنده در کوره باقی می‌ماند.
دمای لازم برای انجام این فرایند که در کوره آهک پزی تولید میشود، حدود ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد است. تحت این دما سنگ آهک استخراج شده از طبیعت به کلسیم اکسید و کربن دی اکسید تجزیه میشود. از هر ۱۰۰ گرم سنگ آهک حدود ۵۶ گرم آهک زنده و حدود ۴۴ گرم کربن دی اکسید به دست می‌آید.
کوره آهک سازی یک ساختمان کوچک یا ابزار علمی است که در آن سنگ آهک به اکسید کلسیم یا آهک تبدیل می شود. آهک عنصری ضروری در ملات است که در ساخت و ساز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین به طور معمول به عنوان کود استفاده می شود و می تواند به افزایش عملکرد در بسیاری از محصولات کشاورزی مختلف کمک کند. کوره‌های آهک‌پزی سنتی کلبه‌های آجری کوچکی بودند که در آنها سنگ آهک را روی رنده می‌سوزانند.
سه نوع اصلی کوره آهک سازی وجود دارد: کوره انبوه، کوره دوره ای و کوره پیوسته. اکثر آهک موجود در بازار امروزه در کوره پیوسته تولید می شود. چنین کوره‌ای گران‌تر و پیچیده‌تر از کوره‌های کپه‌ای یا دوره‌ای است، اما محصول بهتری تولید میکند و نتایج قابل پیش‌بینی و کنترل‌شده‌تری تولید میکند. بیشتر آنها موقتی طراحی شده بودند و از نظر شکل بسیار ابتدایی بودند. سنگ ها معمولا روی یک رنده روی شعله باز قرار می گیرند و پس از خاموش شدن آتش آهک تمام شده از خاکستر خارج می شود. کوره های آهک سازی دوره ای بسیار رایج تر هستند.
طراحی و ساخت کوره آهک
اینها سازه های دائمی هستند که به طور خاص برای برداشت آهک طراحی می شوند. تقریبا همه آنها از آجر ساخته شده اند که اغلب چندین لایه عمیق برای ایجاد عایق ساخته می شوند. در بالای آن، تکه های کوچک سنگ آهک به صورت گنبدی روی هم چیده می شوند. معمولا فضایی برای یک یا دو نفر وجود دارد که بایستند و از آتش مراقبت کنند و بر عملکرد کوره آهک‌سازی نظارت کنند، اگرچه هنگامی که شعله‌های آتش شروع میشود، اتاق معمولا برای ورود به آن خیلی داغ است. سوراخ کوچکی به نام چشم در پایه کوره قرار دارد و جایی است که آهک تمام شده در آن جمع می شود.
کل فرآیند معمولا چندین روز طول می کشد. ابتدا سنگ باید گرم شود و سپس پردازش شود و آهک تشکیل شود. هنگامی که آهک جدا شد و به داخل چشم ریخته شد، قبل از اینکه بتوان آن را در دست گرفت و جمع کرد، باید خنک شود. اکثر کوره های صنعتی امروزه ابزارهای پیچیده ای برای جذب گرد و غبار و انتشار گازهای گلخانه ای دی اکسید کربن دارند تا ایمنی کاربر و سلامت محیط را ارتقاء دهند.
بعد از طراحی کوره آهک، نوبت به تعمیر آن می رشد. تعمیر کوره آهک سالیانه برای نوسازی کوره و تعمیر تجهیزات و قطعات خراب شده و معیوب انجام می شود. قبل از تعمیر کوره آهک جلساتی برای برنامه ریزی پروژه برگزار می گرددد تا در موعد مقرر کلیه فعالیت ها انجام شود.
کوره پخت آهک Lime Kiln:
برای تولید آهک خام از طریق کلسینه کردن سنگ آهک (کربنات کلسیم) از کوره آهک سازی استفاده میشود. این واکنش در دمای 900 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد، اما به طور معمول دمایی حدود 1000 درجه سانتیگراد برای انجام واکنش اولیه بر آهک خام استفاده می شود. آهک خام برای ساختن گچ و ملات در ساخت و ساز ساختمان به کار گرفته می شد. با افزودن ماسه به مخلوط، پیوند بین ماسه و آهک منجر به محصول سخت شده (اعم از ملات یا سیمان) می شود که شکل خود را در طول زمان حفظ می کند. یکی دیگر از محصولات مبتنی بر آهک بود Whitewash که آهک زنده اشباع شده بود با آب، و سپس با چسب مخلوط می شود. پس از پردازش، محصولات به دست آمده از سنگ آهک دارای توانایی منحصر به فردی هستند که به شکل شیمیایی اولیه خود باز می گردند.
چرخه آهک شامل اولین سوزاندن سنگ آهک برای تشکیل آهک خام است. سپس امکان تولید آهک هیدراته با افزودن آب به آهک خام وجود دارد. در این مرحله، دی اکسید کربن در اتمسفر یا از فرآیندهای صنعتی با آهک هیدراته برای تبدیل آن به سنگ آهک واکنش نشان می دهد. این چرخه، چرخه آهک نامیده می شود. سنگ آهک یک سنگ رسوبی طبیعی و فراوان است که از سطوح بالای کربنات کلسیم و/ یا منیزیم و/ یا دولومیت (کربنات کلسیم و منیزیم) به همراه مقادیر کمی از مواد معدنی دیگر تشکیل می شود.
طراحی و ساخت کوره آهک
بررسی فرآیند تولید آهک Lime Kiln:
بعد از طراحی کوره آهک، به بررسی فرایند تولید آهک می پردازیم. فرآیندهای اساسی در تولید آهک عبارتند از:
(۱) استخراج سنگ آهک خام
(۲) تهیه سنگ آهک برای کوره ها با خرد کردن و سایزبندی
در طراحی کوره آهک، دو نوع اصلی کوره آهک سازی وجود دارد. کوره های مشعل و کوره های آختن یا همان کوره خشک کن دوار و کوره های جاری. کوره های آهک در SNP مشعل هستند. هر دو نوع کوره، دارای ساختاری مشابه و به طور معمول یک دودکش عریض هستند که اغلب در کنار یک تپه قرار می گیرند. کوره را از قسمت بالا (سمت تپه) بارگیری می کنند و از سمت پایین آتش می زنند، جایی که آهک نیز از آن جدا می شود. کوره های مشعل با یک بار شارژ سنگ آهک بارگیری می شوند.
ابتدا طاقی از بلوک های سنگ آهک بر فراز کوره ساخته می شود، که در بالای آن بقیه سنگ آهک روی هم چیده می شود. آتش روشن می شود و به مدت چند روز تا زمانی که به اتمام برسد، روشن نگه داشته می شود و سنگ آهک کلسینه می شود. سپس کوره تخلیه می گردد، آهک به گودال های خاموش فرستاده می شود و این فرآیند با دسته بعدی سنگ آهک تکرار میشود. تعیین دمای صحیح در کوره به جای علم یک هنر است و به اندازه سنگ آهک و همچنین نوع کوره و نوع سوخت مصرفی بستگی دارد. اپراتور یا پردازشگر کوره لازم است برای تعیین دمای دقیق سنگ آهک با اندازه خاص کاربردی آن مورد آزمایش قرار گیرد. به گفته یکی از کشاورزان محلی و کاربر کوره آهک‌سازی، فرانک اسکالانته، برای تولید و پخت یک دسته آهک، لازم است که یک کوره به مدت ۴ روز و ۴ شب مشتعل باشد و برای هر پخت بین ۱۰ الی ۱۵ طناب چوب نیاز است.
طراحی و ساخت کوره آهک
۱. کوره افقی یا دوار
در طراحی کوره دوار، کوره دوار یک دستگاه فرآیند حرارتی است که برای بالا بردن مواد به دمای بالا (کلسینه کردن) در یک فرآیند مداوم مورد استفاده قرار می گیرد. مواد تولید شده با استفاده از کوره های دوار عبارتند از:
کوره دوارسیمان
کوره دوارآهک
کوره دوار دیرگدازها
کوره دوار متاکائولین
کوره دوار دی اکسید تیتانیوم
کوره دوار آلومینا
کوره دوار ورمیکولیت
گلوله های (گندله) سنگ آهن
آنها همچنین برای بو دادن طیف گسترده ای از سنگ معدن سولفید قبل از استخراج فلز استفاده می شود.
یک کوره شفت عمودی که در آن بار در پایه کوره با یک فضای حلقوی باز که مواد باردار را در داخل کوره احاطه کرده است، یک یا چند لوله که به صورت زاویه ای یا مماس به سمت پایین قرار گرفته اند برای وارد کردن هوای از پیش گرم شده، با افزودن یا بدون افزودن، پشتیبانی می شود. سوخت، به فضای حلقوی، یک خط بای پس که به پایه متصل می شود تا فضای حلقوی باز را تخلیه کند و در نتیجه درجه حرارت و محل گرمایش بار یا شارژ را با توجه به موقعیت آن در داخل کوره عمودی کنترل می کند. خط بای پس شامل وسیله سوپاپ برای کنترل جریان خروجی از طریق خط بای پس است که مطابق با شرایط غالب عملیات، یک برخاست میانی در کوره شفت عمودی برای حذف مواد فرّار و فرآورده های گازی در فشارهای زیر اتمسفر برای پردازش یا تصفیه بعدی، و وسیله دریچه ای برای وارد کردن شار یا سایر مواد افزودنی به فضای حلقوی در اجاق گاز کنترل شده یا اندازه گیری شده پایه مستمر است.
اینها برای ذوب، گداختن و کلسینه کردن یا برشته کردن مورد استفاده قرار می گیرند. آنها یا محورهای استوانه ای یا مستطیلی هستند که از طریق آنها بار جامد تحت تأثیر گرانش به فضایی جریان می یابد که با تخلیه جامدات یا مایعات یا با گاز شدن بخشی از بار تخلیه می شود. به طور معمول سوخت (کک) در شارژ گنجانده می شود و در هنگام فرود توسط جریان صعودی گاز داغ (CO + N2) از قبل گرم می شود. هوای احتراق که ممکن است از قبل گرم شود، از طریق لوله‌هایی که در سرتاسر انتهای پایینی شفت قرار می‌گیرند، در فاصله کوتاهی بالای کوره یا بوته در کوره‌های ذوب وارد میشود.
طراحی و ساخت کوره آهک
مقایسه عملکرد انواع کوره های پخت آهک
کوره های پخت آهک که شامل کوره های دوار و شفت هستند، براساس عواملی از قبیل: قابلیت تولید آهک با مشخصات مورد نیاز، توان و نوع سرمایه گذاری، راندمان تولید، میزان مصرف انرژی و … فرآیند پخت آهک را انجام می دهند.
انواع کوره های شفت
کوره های شفت براساس نوع کاربرد و مواد به سه دسته تقسیم می شوند:
۱.کوره های شفت با تکنولوژی ابتدایی
کوره های با تکنولوژی ابتدایی دارای دو بخش گرم کن و بخش پخت آهک هستند. مشعل های کوره در محیط کوره نصب می شوند و سنگ های آهک را با افزایش دما حرارت می دهند و می پزند. فشار موجود در فضای کوره، فشاری اتمسفریک است و امکان افزایش آن وجود ندارد.
۲.کوره های سینگل شفت فیوژن
این کوره ها، کوره های شفت هستند که دارای تکنولوژی فیوژن می باشند. این کوره ها به دلیل مصرف انرژی پایین و هزینه های کمتر برای تعمیر و نگهداری رایج تر و مرغوب تر هستند. شکل ظاهری آنها ایستاده و ارتفاع آها حدود ۳۵ سانتی متر است. قسمت بالایی کوره ها برای شارژ سنگ آهک مورد استفاده قرار می گیرد. سنگ ها از بالا به قسمت ورودی کوره منتقل می شوند و حدود ۲۴ ساعت در دمای ۸۰۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد گرمادیده می شوند و بعد از آن به منطقه کلسیته شدن می رسند و گرمای موردنظر را دریافت می کنند. سپس در قسمت خنک کننده، دمای آنها کاهش می یابد و خنک می شوند و از سیستم تخلیه خارج می گردند.
۳.کوره های دبل شفت
همان طور که از اسم آن پیداست، برای تولید آهک در دو برابر ظرفیت کوره شفت معمولی و با ظرفیت ۱۰۰۰ تن است. اما استهلاک، میزان مصرف انرژی و هزینه این کوره ها نسبت به کوره های دیگر بیشتر است و به این خاطر کمتر رایج است و فقط در صورت نیاز بالای تولید آهک مورد استفاده قرار می گیرد.
اجزای کوره آهک
واکنش شیمیایی اصلی در کوره آهک، کلسینه کردن، تبدیل کربنات کلسیم است. اجزای اصلی کوره آهک که در انواع کوره آهک مشترک است عبارتند از:
اسکلت فلزی
این قسمت شامل بدنه کوره، دهانه ورودی برای شارژ سنگ آهک، قسمت تخلیه، دودکش و لوله های هوارسانی است.
لایه نسوز
لایه نسوز که دور بدنه کوره را فرا می گیرد، از مواد نسوز و عایق حرارتی ساخته می شود که از اتلاف حرارت و انرژی خودداری نماید. لازم است که این لایه نسوز از مواد مقاوم ساخته شود که قادر باشد کوره را در برابر حرارت بالا که منجر به سایش و تغییرات مکانیکی می شود، مصون بدارد.
