Çimento endüstrisi için enstrümantasyon ve gaz analizi

Çimento üretimi, çevre standartlarına uygun mükemmel kalitede ürünler elde etmek için titizlik ve hassasiyet gerektiren karmaşık bir süreçtir. Güvenilir basınç ölçümü, akış ölçümü ve sıcaklık ölçüm cihazları ile çimento fabrikası prosesinin kontrol edilmesi, tesislerin ömrünü uzatırken üretimin artırılmasına yardımcı olur. Gaz analizörleri de atmosferik emisyonları izlerken daha iyi proses kontrolü sağlar.

Çimento ve çimento üretiminin tanımı

Çimento, inşaatlarda kullanılan ve öğütülmüş klinkerden yapılan temel bir hidrolik bağlayıcıdır. Klinker, kireçtaşı ve kil karışımının çok yüksek sıcaklıklarda pişirilmesiyle elde edilir. Çimento üretimi, hammaddelerin öğütülmesiyle başlayan ve ardından 1.450°C'ye varan sıcaklıklarda döner fırında pişirilmesiyle devam eden karmaşık bir süreçtir. Bu kimyasal süreç, karışımı klinkere dönüştürür ve daha sonra çimento üretmek için ince öğütülür. Beton ve harç parçacıklarını birbirine bağlamak için kullanılan çimento, binaların, köprülerin, yolların ve diğer altyapıların inşasında vazgeçilmezdir.

Aşama 1: Ham unun hazırlanması

Çiğ küspe kırıcı ve ayırıcı

Farin değirmeni çimento hammaddelerini öğütmek için kullanılır: kireçtaşı, kil, silis taşı, demir oksit, alçıtaşı ve kum. Bu malzemeler önceden ölçülür ve daha sonra değirmende karıştırılır. Öğütme aşaması aynı zamanda çelik fabrikalarından gelen yüksek fırın cürufunun eklenmesi için bir fırsattır. Atık yakma tesislerinden elde edilen kül de çimento için alternatif bir malzeme olarak kullanılır. Hammaddeler daha sonra sıcak gazlar kullanılarak kurutulur. Yalnızca yeterince ince malzemeler ayırıcıdan geçebilir ve bir sonraki işleme taşınır. Elde edilen ince toz, farin olarak bilinir.

Elektrostatik filtre

Elektrostatik filtre, zararlı partikülleri gazdan uzaklaştırmak için kullanılır. Üniteden gaz akışını engellemeden, indüklenen elektrostatik yükün kuvvetini kullanarak toz ve duman gibi ince partikülleri akan gazdan uzaklaştırır. Elektrostatik filtreler çok az basınç düşüşü yarattığından ve genişletilebilir olduğundan, büyük kazanlarda ve çimento fabrikalarında yaygın olarak kullanılırlar. 350°C'nin üzerindeki gazları ve çok ıslak gazları işleyebilirler. Son filtre görevi görür ve 0,05 µm kadar küçük partikülleri giderir.

Aşama 2: Klinker oluşturmak için ateşleme

Siklon ön ısıtıcı

Un, döner fırına verilmeden önce ön ısıtmaya tabi tutulmalıdır. Ön ısıtıcının dikey olarak hizalanmış ısı eşanjörlerine verilir. Ham un, sıcak gazların ters akımında siklonlardan aşağı doğru döner. Ham karışım ön ısıtıcı kazanlarına inerken, döner fırından çıkarılan ısı kullanılarak 800°C ila 900°C arasında ısıtılır. Bu süreçte, ham unda kimyasal bir reaksiyon gerçekleşir ve kalsinasyon işleminin verimliliği artar. Bu ön ısıtma, çimentonun temel performansını elde etmek için gereklidir.

Kazan

Ön ısıtıcı tarafından yayılan ısı, tesisatın geri kalanına enerji sağlayan kazana yönlendirilir. Su borulu kazan: Üstte ve altta iki tambur düzenlenir, bunlar birbirlerine suyun dolaştığı bir dizi su borusuyla bağlanır. Borular, buhar üretmek için yanma gazları tarafından ısıtılır.

Döner fırında pişirme

Döner fırın, dakikada yaklaşık 3-5 kez dönen refrakter tuğlalarla kaplı (3-5 metre genişliğinde ve 30-60 metre uzunluğunda) bir tüptür ve ham madde fırının giderek daha sıcak bölgelerinden aleve doğru akar. Ham un rotasyon sırasında 1450°C'ye kadar ısıtılır. Daha sonra çimento klinkeri oluşturmak için soğuk hava ile soğutulur. Soğutucudan gelen sıcak hava, yakıt ve enerji tasarrufu için ön ısıtıcıya geri gönderilir. Çimento veya kireç, üretim sürecine ve ilgili sıcaklıklara bağlıdır.

Aşama 3: Klinkerin son öğütülmesi

Bilyalı değirmen

Klinker daha sonra farklı kalitelerde çimento elde etmek için diğer katkı maddeleriyle (termik santrallerden elde edilen kül, yüksek fırın cürufu veya alçı taşı) birlikte bilyalı değirmende çok ince bir şekilde öğütülür. Çimento daha sonra teslimattan önce depolanır.

Hava kalitesi için gaz analizinin önemi

Gaz analizi çimento fabrikalarında hava kalitesini garanti eder. Çimento üretiminde kullanılan termik santraller ve döner fırınlar, başta CO2 olmak üzere iklim değişikliğine katkıda bulunan sera gazları yaymaktadır. Gaz analizi, bu emisyonların ölçülmesini ve azaltılmasına yönelik stratejilerin uygulanmasını mümkün kılmaktadır. Örneğin, düşük karbonlu çimentolar alternatif malzemeler ve daha verimli üretim süreçleri kullanılarak üretilir ve böylece CO2 emisyonları azaltılır. Bu yaklaşım, çevre standartlarını karşılamak ve daha sürdürülebilir çimento üretimini teşvik etmek için gereklidir.