مطحنة الأسمنت
الوصف:
مجفف الخبث الدوار (مجفف الخبث) هو وحدة تجفيف أسطوانية من النوع الدوار، تُستخدم على نطاق واسع في صناعات مواد البناء والمعادن وتجهيز الخامات والكيمياء والأسمنت لمعالجة مواد مثل الخبث وحمأة الكربيد والحجر الجيري والطين ورمل النهر ورمل الكوارتز وخبث الأفران العالية المحبب وغيرها من المواد.
يتكون الجهاز بشكل أساسي من أسطوانة دوارة، ونظام سحب الهواء، وجهاز تفكيك المواد عالي السرعة، وريش الرفع، ونظام التنظيف الذاتي، ووحدة الإدارة، ومكونات أخرى.
مبدأ العمل هو كما يلي: تُغذى المادة الرطبة من الطرف الأعلى للأسطوانة وتتلامس بشكل معاكس للتيار مع ناقل الحرارة (مثل الهواء الساخن أو غازات المداخن) الداخل من الطرف المنخفض. وأثناء دوران الأسطوانة تُرفع المادة وتُنثر باستمرار بواسطة ريش الرفع، مما يؤدي إلى تبادل حراري مكثف وتجفيف المادة.
يتميز مجفف الخبث بإنتاجية كبيرة، ومقاومة عالية للتحميل الزائد، ومعامل انتقال حراري مرتفع، واستهلاك منخفض للطاقة. ويمكن تجهيز آلية النقل بتروس ذات أسنان قابلة للاستبدال مثبتة على مسامير، إضافة إلى جهاز رفع مواد مركّب متعدد الوظائف من نوع جديد، مما يزيل بفعالية ظاهرة «نفق الرياح» المميزة لوحدات التجفيف التقليدية.
بعد التجفيف يمكن استخدام المادة مع الجبس وكلنكر الأسمنت لإنتاج الأسمنت، كما يمكن أن تكون مادة خام لتصنيع الزجاج الخاص والسيراميك وغيرها من المنتجات.
البنية:
يتكون مجفف الخبث الأسطواني الدوار بشكل أساسي من جهاز الإدارة، وجهاز دعم بكرات الإسناد، وجهاز صدّ بكرات الإسناد، والأسطوانة، وما إلى ذلك.
مبدأ العمل:
- يُنقل الخبث بواسطة ناقل سيري أو رافعة قواديس إلى القادوس، ثم يمر عبر مغذّي القادوس على طول أنبوب التغذية إلى طرف التغذية في المجفف.
- يجب أن تكون زاوية ميل أنبوب التغذية أكبر من زاوية السكون الطبيعية للمادة، حتى تتمكن المادة من التدفق بسلاسة إلى داخل مجفف المواد المعدنية.
- أسطوانة المجفف هي أسطوانة دوارة مركّبة بميل طفيف عن المستوى الأفقي. تُغذى المادة من الجانب الأعلى، بينما يدخل ناقل الحرارة من الطرف المنخفض ويتحرك باتجاه المادة (معاكساً للتيار). ومن الممكن أيضاً أن تدخل المادة وناقل الحرارة إلى الأسطوانة في آنٍ واحد من الجانب نفسه (مع التيار). وتشمل الطرق الرئيسية لتلامس المادة مع الهواء الساخن: النمط المعاكس للتيار (تُغذى المادة من الطرف العلوي والهواء الساخن من الطرف السفلي)؛ والنمط المتوافق مع التيار (تُغذى المادة والهواء الساخن من الجانب نفسه). وعند استخدام طريقة التجفيف المتوافقة مع التيار تكون درجة الحرارة عند مخرج المجفف أقل والكفاءة الحرارية أعلى.
- مع دوران الأسطوانة تتحرك المادة بفعل الجاذبية نحو الطرف الأكثر انخفاضاً. وأثناء حركة المادة الرطبة داخل الأسطوانة تتلقى حرارة ناقل الحرارة بشكل مباشر أو غير مباشر، فتجري عملية التجفيف. وبعد ذلك تُفرّغ المادة المجففة عبر ناقل سيري أو ناقل لولبي.
- تُركّب على الجدار الداخلي لأسطوانة مجفف الخبث ريش رفع، مهمتها رفع المادة ونثرها لزيادة مساحة تلامس المادة مع تدفق الهواء الساخن. وهذا يزيد من سرعة التجفيف ويعزّز تقدم المادة إلى الأمام. وعادة ما يكون لريش الرفع (التي تُسمى أيضاً ريشاً أو مجاديف) تصميم متعدد التركيبات. ولا تقتصر وظيفتها على رفع المادة ونثرها لزيادة مساحة التبادل الحراري، بل تعزّز أيضاً تنظيف المادة المفككة أصلاً وتحسّن انتقال الحرارة. وهذا يتيح إزالة التصاق المادة بالجدران الداخلية للأسطوانة والتغلب بفعالية على ظاهرة «نفق الرياح» المميزة للمجففات التقليدية، مما يضمن تبادلاً حرارياً أكثر انتظاماً وكفاءة.
- بعد مرور ناقل الحرارة (عادة الهواء الساخن أو غازات المداخن) عبر وحدة التجفيف، يُوجَّه إلى مرشِّب غبار إعصاري لالتقاط جسيمات المادة الموجودة في تدفق الغاز.
أثناء التجفيف يجب التحكم في البارامترات الرئيسية لضمان كفاءة التجفيف وجودة المادة. فإذا كانت سرعة الغاز في حجرة التجفيف منخفضة جداً، فقد ترتفع قطرات المادة إلى المنطقة عالية الحرارة، مما يؤدي إلى تدهور جودة المنتج. وسرعة تدفق الغاز الموصى بها نحو 0.5 م/ث.
تؤثر درجة حرارة الغازات العادمة مباشرة في درجة حرارة المادة، لذا يلزم لضبطها خفض درجة حرارة الهواء الساخن الداخل أو زيادة حجم السائل المرشوش، للحفاظ على درجة حرارة المادة ضمن النطاق المطلوب.
ولمزيد من خفض محتوى الغبار في الغازات العادمة قبل تصريفها إلى الجو، يُوصى باستخدام مرشِّب كيسي أو مرشِّب غبار رطب.
معدات خط الإنتاج
يتكون خط تجفيف الخبث بشكل أساسي من الوحدات والمعدات التالية: أسطوانة دوارة، ونظام سحب الهواء، وجهاز تفكيك المواد عالي السرعة، وريش الرفع، ونظام التنظيف الذاتي، وآلية الإدارة، ومعدات النقل، ونظام الهواء الساخن، ومخفّض السرعة، وأجهزة الإسناد وعناصر الإحكام.
وبحسب احتياجات المستخدم، يمكن تجهيز خط الإنتاج أيضاً برافعات القواديس والنواقل السيرية والمغذّيات الموزِّعة وغيرها من معدات النقل، إضافة إلى أجهزة توليد الحرارة مثل مولّد الغاز وغرفة الاحتراق.
كما يشمل نظام تنقية الغازات العادمة عادةً مرشِّب غبار إعصارياً، ويمكن عند الحاجة تزويده إضافياً بمرشِّب كيسي أو مرشِّب غبار رطب.
ويمثّل خط الإنتاج هذا نظاماً متكاملاً يجمع الوحدات والمعدات المذكورة لتجفيف الخبث وغيره من المواد بكفاءة.
مجال التطبيق
يصلح مجفف الخبث لمعالجة المواد ذات الرطوبة العالية والكثافة الظاهرية الكبيرة، مثل:
- الخبث؛
- الحجر الجيري؛
- الطين؛
- رمل النهر؛
- رمل الكوارتز؛
- خبث الأفران العالية المحبب؛
- حمأة الفحم؛
- حمأة مياه الصرف وغيرها من المواد الرطبة.
يُستخدم الجهاز على نطاق واسع في صناعات مواد البناء والمعادن وتجهيز الخامات والكيمياء والأسمنت.
يصلح مجفف الخبث لتجفيف المواد ذات مستويات الرطوبة المختلفة: المنخفضة والمتوسطة والعالية.
