CC BY
68
УДК 669.713.7
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ГАЗОУДАЛЕНИЯ ОТ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ КАНДАЛАКШСКОГО И БОГОСЛОВСКОГО АЛЮМИНИЕВЫХ ЗАВОДОВ
В.В.Кондратьев1, С.Г.Шахрай2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
2Институт цветных металлов и материаловедения СФУ (Сибирский федеральный университет), 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79.
Выполнено обследование систем газоудаления и газоочистки Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов. Приведены балансовые расчеты, изучен состав и свойства пылевых отложений в системах газоудаления. Предложены мероприятия, позволяющие без привлечения инвестиций сбалансировать газоходную сеть и увеличить КПД очистки газов. Ил. 8. Табл. 8. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: системы газоудаления и газоочистки; пылевые отложения в газоходах; баланс систем газоудаления; «сухая» газоочистка; содобикарбонатная газоочистка.
RESEARCHES AND DEVELOPMENT OF PROPOSALS ON THE OPTIMIZATION OF AERODYNAMIC PARAMETERS OF SYSTEMS OF GAS REMOVAL FROM ELECTROLYZERS OF KANDALASHSKY AND BOGOSLAVSKY ALUMINUM PLANTS V.V. Kondratiev, S.G. Shakhrai
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Institute of Nonferrous Metals and Material Science SFU (Siberian Federal University), 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041.
The examination of the systems of gas removal and gas cleaning of Kandalakshsky and Bogoslovsky aluminum plants is performed. Balance calculations are performed; the composition and properties of dust deposits in gas removal systems are studied. The measures allowing to balance the flue gas network and increase the efficiency of gas cleaning without investments are proposed. 8 figures. 8 tables. 6 sources.
Key words: systems of gas removal and gas cleaning; dust deposits in flues; balance of gas removal systems ; "dry" gas purification; sodium bicarbonate gas purification
Введение. В последние годы в России «сухая» очистка анодных газов адсорбцией фтористого водорода, смолистых веществ, включая бенз(а)пирен, и части соединений серы глиноземом получила всеобщее признание. В настоящее время такая технология эксплуатируется на Красноярском, Братском, Иркутском, Саяногорском, Кандалакшском, Богословском, Уральском и Волгоградском алюминиевых заводах. Выполнены проекты для Волховского и Надвоицкого алюминиевых заводов.
Показатели «сухих» или адсорбционных систем превосходят показатели содобикарбонатных технологий, содержащих в аппаратурном оформлении электрофильтр и аппарат мокрой очистки. Однако при эксплуатации «сухих» технологий существует ряд проблем, ухудшающих показатели работы. Одна из причин - неудовлетворительная работа систем организованного газоудаления. Неточности проектных проработок, ошибки монтажа оборудования, а также
неоптимальные режимы эксплуатации приводят к дисбалансу газоудаления от электролизеров, возникновению несанкционированных подсосов воздуха, ухудшению атмосферы в корпусах электролиза и снижению степени очистки анодных газов.
В настоящей работе представлены результаты натурного обследования систем газоудаления Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов инструментальными способами.
Методика проведения исследований. Инструментальные замеры произведены в соответствии с ГОСТ 17.2.4.06-90 «Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения» с помощью поверенных приборов: пневмометрической трубки конструкции «НИОГАЗ», спиртового микроманометра ММН-2400(5)-1.0, дифференциального манометра цифрового ДМЦ-01, измерителя комбинированного ТАММ-20, ртутных термометров.
1Кондратьев Виктор Викторович, кандидат технических наук, начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института, тел.: 89025687702.
Kondratiev Victor, Candidate of technical sciences, Head of the Department of Innovation Technologies of Physico-Technical Institute, tel.: 89025687702.
2Шахрай Сергей Георгиевич, кандидат технических наук, доцент кафедры теплотехники и техносферной безопасности. Shakhrai Sergey, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Heating Engineering and Technosphere Safety.
По результатам инструментальных измерений расчет характеристик пылегазовоздушных потоков выполнен с использованием формул (1) - (4).
Плотность газовой среды при рабочих условиях, кг/м3:
7Р =7о ■
273 (Б ± Р )
^ V атм — ст /
760 ^ (273 + Т ) '
(1)
где /0 = 1,29 кг/м - плотность воздуха при нормальных условиях; Bатн - барометрическое давление; Pст -статическое давление (разряжение) в газоходе; Тг - температура газовой среды.
Скорость движения газа на участке замера, м/с:
w =
V
2 ■ Е ■ Рд
Гр
(2)
где g = 9,8 м/с - ускорение свободного падения; Рд -динамическое давление газа.
Расход газа на участке замера при рабочих условиях, м3/ч:
О = w ■ 5 ■ 3600,
где S - площадь поперечного сечения газохода. Расход газа при нормальных условиях, нм3/ч: 273 (Бат - Рст )
Оо =
760 (273 + Тг)
■ О.-
(3)
(4)
Обследование газоходной сети Кандалакшского алюминиевого завода. На Кандалакшском алюминиевом заводе обследован второй блок «сухой» очистки газов от электролизеров корпусов № 1-4. Блок включает в себя 18 модулей «реактор - рукавный фильтр», системы внешних газоходов большого диаметра, сети внутрикорпусных газоходов и соединительных патрубков от укрытий электролизеров, а также дымососы.
В период обследования газоходной с использованием [1-5] сети выявлено:
- наличие на внутренних поверхностях газоходной сети отложений возгонов смолистых веществ и пыли, представленной углеродом, глиноземом и фтористыми солями;
- 2-х кратная и более разница средних объемов газоудаления от электролизеров, нм /ч, в частности: корпус № 1 - 3335,6; корпус № 2 - 3258,2; корпус № 3 - 7585,8; корпус № 4 - 4910. При этом в корпусах № 1 и 2, несмотря на меньший удельный газоотсос, наблюдалась более благоприятная санитарно - гигиеническая обстановка, чем в корпусах № 3, 4. Обусловлено это аэродинамическим совершенством газоходной сети корпусов № 1,2 (рис. 1) и наличием неплотностей в укрытиях электролизеров корпусов № 3,4;
- эксплуатация дымососов с производительностью выше допустимой. Согласно технической характеристике производительность дымососа ДА-26х2 - 600 000,0 м /ч. По данным инструментальных измерений производительность дымососа № 4 составляла 628 947,35 м3/ч, дымососа № 5 - 717 695,98 м3/ч.
Инструментальные измерения аэродинамических параметров пылегазовоздушных потоков в системе организованного газоотсоса проводились при следующих параметрах. Дымосос №4: угол открытия направляющих - 69° (максимальный), токовая нагрузка - 106 А; дымосос № 5 - 71° (максимальный) и 101 А соответственно; степень открытия клапанов на выходе из рукавных фильтров 10-18 (I серия) - 75%. Результаты измерений объемов газоотсоса в газоотводящих патрубках электролизеров и суммарный объем газоотсоса от серий представлены в табл. 1, объемов газоотсоса в сборном коллекторе и расчет подсосов воздуха - в табл. 2.
Наличие значительных подсосов в газоходной сети корпусов № 1,2 при ее аэродинамическом совершенстве можно объяснить следующими причинами: негерметичными диэлектрическими разрывами на газоотводящих патрубках и сборных газоходах на выходе из корпусов; негерметичностью перегородок между подземными газоходами «грязных» и очищенных газов, направляющихся в трубу; наличием других неплотностей (люки, задвижки и т.п.).
Причины неравномерности объемов газоотсоса заключаются в следующем. Компоновка системы «сухой» газоочистки и газоходов большого диаметра в условиях Кандалакшского алюминиевого завода производилась в стесненных условиях, в межкорпусных двориках, не предусмотренных для размещения по-
Рис. 1. Внутрикорпусные высокоскоростные газоходы переменного сечения корпусов № 1;2 КАЗа
Таблица 1
Результаты измерений объемов газоотсоса от электролизеров корпусов №1-4 КАЗ_
Корпус Электролизеры Средний объем газоотсоса от электролизера, нм3/ч Всего от электролизеров, нм3/ч
номера кол-во
1 119-141 23 3256,5 74898,8
142-164 23 3414,7 78539,1
2 219-241 23 3321,6 76397,2
242-264 23 3194,8 73479,4
Итого I серия: 3296,9 303314,5
3 316-340 26 7702,8 192570,1
341-355 15 7390,7 110860,3
4 421-440 20 4768,6 95371,1
441-460 20 5052,0 101040,7
Итого II серия: 6228,525 499842,2
Таблица 2
Объемы несанкционированных подсосов_
Серия Объем газоотсоса, нм3/ч Величина подсосов
от электролизеров в сборном газоходе по серии на один электролизер, нм /ч
нм3/ч %
I 303314,5 432232,2 128917,7 42,5 1401,3
II 499842,2 578592,70 78750,5 15,75 972,23
добных систем. В связи с неидеальной компоновкой возникает факт неравномерности в распределении организованного отсоса. При монтаже системы трубопроводов в некоторых местах стыковка труб производилась по сложному профилю - особенно в местах тройников. Сама сеть до и после блока газоочистки имеет много участков с повышенными местными сопротивлениями, что является причиной неравномерности статического давления (разрежения) в газоходах.
Второй причиной неравномерности объемов газоотсоса является объединение потоков очищенного газа после модулей «реактор - рукавный фильтр» с их выводом на дымососы. Такая схема не позволяет корректно управлять величиной газоотсоса для каждой серии электролиза, а недостаток площадей двориков не позволяет произвести разводку газоходов после газоочистки отдельно для каждой серии - по одному дымососу на каждые два корпуса плюс один резервный.
Разность объемов газа, проходящего через модули газоочистки, достигает 28 243,3 нм3/ч при среднем объеме очищаемого газа 56 819,6 нм3/ч. Объясняется это неравномерной подачей глинозема в модули газоочистки: при его различной концентрации в пылегазо-воздушной смеси изменяется сопротивление рукавных фильтров, что влечет за собой меньший поток газа в данный модуль.
Основная причина подсосов, образования отложений и недостаточности объемов газоотсоса от электролизеров 11-ой серии заключается в различном сечении патрубков, соединяющих укрытие электролизера со сборным газоходом.
Обследование газоходной сети Богословского алюминиевого завода. В настоящей работе представлены результаты обследования газоходной сети первого электролизного корпуса Богословского алюминиевого завода. В корпусе расположено 160 элек-
тролизеров с боковым токоподводом и самообжигающимся анодом на силу тока -94,5 кА с четырехрядным поперечным расположением. Электролизеры объединены в группы по 10 штук. КПД укрытия электролизеров в настоящее время составляет около 87%. Удаляемая от электролизеров пылегазовоздушная смесь через верхние соединительные патрубки (по два патрубка на электролизер) поступает во внутрикорпус-ные сборные газоходы постоянного сечения диаметром 1320 мм, проложенные на отметке 4,0 м. Скорость движения пылегазовоздушной смеси в них колеблется от 2,0 до 10,0 м/с, что является причиной оседания взвешенных частиц внутри газоходов. По причине оседания пыли и наличия подсосов (негерметичность газоходного тракта) объемы эвакуируемых от электролизеров газов неравномерны.
Система газоходов от сборных патрубков электролизеров до тягодутьевого оборудования имеет сложную геометрию, неиспользуемое оборудование, избыточное количество магистральных газоходов, включая круговую обвязку, и как итог повышенные местные сопротивления.
Пылегазовоздушная смесь подается вентиляторами В0Д-30 на 4 блока газоочистки. Каждый блок газоочистки состоит из двух двухкамерных скрубберов (рис. 2). Первая камера скруббера полая, орошаемая тремя ярусами эвольвентных форсунок диаметром 25 мм. Вторая - с насадкой из полипропиленовых шаров и тарельчатым орошением. Каплеуловитель скруббера жалюзийный, наклонный. Орошение содовым раствором с концентрацией 10-15 г/дм3. Циркуляционной емкостью служит нижняя конусная часть скруббера. Улавливание фтористых и сернистых соединений происходит по реакциям:
2 802 + 02 + 2 №2С03 = 2 №2804 + 2 С02 ; (5) ИР + №2С03 = №Р + №НС03 ; (6)
НР + №НС03 = №Р + С02 + Н20. (7)
Рис. 2. Блок газоочистки Богословского алюминиевого завода
Полученный в результате реакций (6), (7) фтор-содобикарбонатный раствор используется в производстве регенерационного криолита. Проектные технические характеристики двухкамерного скруббера приведены в табл. 3, вентиляторов В0Д-30 - в табл. 4.
Обследование сборных внутрикорпусных газоходов показало наличие в них отложений глинозема, фтористых солей и углерода, что обусловлено низкими скоростями движения пылегазовоздушной среды, не превышающими 4 м/с, тогда как необходимым условием нерасслоения потока на фазы является скорость не менее 15 м/с. Элементы конструкции системы газоудаления, которые были оставлены после монтажа газоочистного оборудования - «штаны» внутри вентиляционных камер и коробки-тройники в
местах стыковки наружных газоходов, способствуют созданию повышенных местных сопротивлений, что приводит к падению статического разрежения и выбиванию газов из-под укрытий электролизеров. Статическое разрежение на газоотводящих патрубках электролизеров не превышает 15 Па, тогда как оптимальный аэродинамический режим создается при разрежении не ниже 300-500 Па.
Результаты измерений объемов газоотсоса представлены в табл. 5, объемы несанкционированных подсосов воздуха - в табл. 6.
Таким образом, подсосы воздуха в количестве более 20 % объема газоотсоса, особенно в зимнее время, приводят к резкому падению аэродинамического режима и температуры пылегазовоздушной смеси на 10-20°^ что является причиной конденсации смолистых веществ, и образованию отложений на стенках газоходов. Низкие скорости газового потока в системе внутрикорпусных газоходов (менее 10 м/с) обуславливают накопление пыли, что приводит к уменьшению пропускной способности газоходов и увеличению энергетических затрат на эвакуацию газов.
Механизм образования отложений на стенках газоходов. Анодные газы со взвешенными частичками пыли, эвакуируемые от электролизеров, представляют собой нестабильную аэродисперсную систему, содержащую возгоны - сконденсировавшиеся газообразные компоненты химических реакций и смолистых веществ. Основные свойства пыли в газовоздушной смеси, влияющие на образование отложений на стенках газоходов: форма частиц, химический состав, способность к самопроизвольной коагуляции (слипанию) и аутогезия. Форма частиц пыли довольно разнообразна, возгоны большей частью имеют шарообразную или тэтраэдальную формы. Химический состав пыли и возгонов в основном представлен соединениями фтора, натрия и алюминия, смолистыми веществами и
Таблица 3
Проектные технические характеристики двухкамерного скруббера_
Параметр Ед. изм. Значение
Объем газов, поступающих в скруббер м3/ч 585000
Диаметр скруббера мм 6000
Скорость газа в аппарате м/с 5,2
Плотность орошения полой камеры 3 2 м /(м -ч) 35
Плотность орошения камеры со взвешенной шаровой насадкой 10
Количество раствора, подаваемого на орошение полой камеры м3/ч 990
Количество раствора, подаваемого на орошение камеры со взвешенной шаровой насадкой 283
Гидравлическое сопротивление аппарата Па 1460
Таблица 4
Техническая характеристика вентилятора ВОД-ЗО_
Параметр Ед. изм. Значение
Производительность м3/ч 585000
Полный напор при рабочих условиях и указанной производительности Па 3350
КПД максимальный % 82
Скорость вращения об/мин 600
Потребляемая мощность на валу электродвигателя кВт 920
Таблица 5
Результаты измерений объемов газоотсоса от электролизеров корпусов №1 БАЗ
Электролизеры Средний объем газоотсоса газов, нм3/ч
номера кол-во от электролизера от 160 электролизеров от корпуса в сборных газоходах по сумме дымососов
47 - 56 83 - 92 93 - 102 160 6739,8 1078372,0 1140458,0 1298682,81
Таблица 6
Объемы несанкционированных подсосов_
Величина подсосов
от электролизеров до сборных газоходов на один эл-ер, нм3/ч от сборного газохода до дымососа на один эл-ер сумма
нм3/ч % нм3/ч % нм3/ч нм3/ч %
62 085,9 5,76 388,0 158 224,7 14,67 988,9 1376,9 20,43
углеродом (табл. 7, 8, рис. 3).
Коагуляция (слипание) пыли - укрупнение частиц под действием молекулярных сил. Мелкая пыль, в том числе и возгоны, склонна к самопроизвольной коагуляции. Чем выше скорость газа, тем больше его турбулентность, тем больше вероятность столкновения частиц пыли, находящихся во взвешенном состоянии в газе, и тем быстрее они коагулируют. Частицы пыли разного размера лучше укрупняются, чем частицы одинакового размера. Форма скоагулированной пыли может быть самой разнообразной: шаровидной, в виде цепочки и бесформенной.
Аутогезия пыли - это ее способность налипать на стенки газоходов и аппаратов газоочистки, что приводит к частичному или полному забиванию их пылью. На холодные поверхности газоходов и аппаратов мельчайшие частицы пыли осаждаются более интенсивно, чем на горячие. С явлением аутогезии тесно связана сыпучесть пыли, оцениваемая по углу естественного откоса. Глиноземная пыль относится к не-слипающемуся типу, но наличие возгонов смолистых веществ приводит к самопроизвольной коагуляции
частиц и осаждению их на стенках газоходов. Этот механизм приводит к образованию стойких неразрушающихся отложений.
Таблица 8
Фазовый состав отложений из газоходов
Наименование соединения Химическая формула
Углерод (графит) С
Гидрооксифторид алюминия 16Д1(0Н;Р)3-6Н20
Хиолит N85^14
Криолит №3Д1Р6
а-глинозем а-Л!203
Y-глинозем Y-Al20з
Флюорит ОаР2
Таким образом, основная причина образования отложений в газоходах заключается в наличии в отходящих газах возгонов смолистых веществ и взвешенных частиц. При наличии подсосов в системе газоходов уменьшается температура пылегазовоздушного потока, а в связи с недостаточной скоростью потока происходит его расслоение, вследствие чего смолистые вещества осаждаются на внутренних поверхностях газоходов, связывая остальные взвешенные частицы (глинозем, частицы углерода и фтористые соли).
Рекомендации по совершенствованию систем газоудаления Кандалакшского алюминиевого завода. В связи с неидеальной компоновкой системы
Таблица 7
Химический состав отложений в газоходах
Наимено вание Р N8 О Б04 Смол. Л! Вла га Ре
Содержа ние, % 21,7 4,73 20,36 3,41 6,01 23,12 1,45 0,056
Рис. 3. Рентгенограмма отложений из газоходов: 1 - характерные линии 16А1(0Н;Р)3-6Н20; 2 - характерные линии №5Д!3Р14; 3 - характерные линии ЫаЗМРб; 4 - характерные линии С (+ общий фон); 5 - характерные линии а-А1203; 6 - характерные линии Y-Al203
газоходов и блока газоочистки, а также для выравнивания объемов газоотсоса и снижения интенсивности образования отложений рекомендуется:
- увеличить диаметры соединительных патрубков между укрытием электролизеров II серии с внутрикор-пусным газоходом до 400 мм, что обеспечит равномерность объемов газоотсоса и высокоскоростной режим движения пылегазовоздушного потока в газоходах;
- максимально герметизировать шторные укрытия электролизеров и патрубки, соединяющие укрытие электролизера с внутрикорпусным газоходом. При меньшем, чем проектный, удельном объеме газоотсоса на !-ой серии выход газа из-под укрытий возникает только из-за негерметичности анодных крышек и других неплотностей;
- провести реконструкцию внутрикорпусных скоростных газоходов переменного сечения 11-ой серии электролиза (корпуса 3 и 4), по аналогии с газоходной сетью 1-ой серии, с установкой клапан-дросселей для регулирования газораспределения и встроенных клапанов обратной продувки для удаления отложений (по принципу рукавных фильтров);
- оснастить собственным тягодутьевым оборудованием аспирационную систему блока газоочистки №2. Существующая схема аспирации от действующих дымососов нарушает равномерность газораспределения, увеличивает энергозатраты на эвакуацию газов и снижает ресурс оборудования;
- эксплуатация блока газоочистки целесообразна при следующих режимах: положение направляющих дымососа №4 69° (максимальное), токовая нагрузка -106 А; положение направляющих дымососа №5 71° (максимальное), токовая нагрузка - 101 А; степень открытия клапанов на выходе из рукавных фильтров 10-18 (I серия) - 75%;
- проверить герметичность подземных газоходов и диэлектрических разрывов {-ой серии;
- вести более строгий контроль над соблюдением геометрии в местах стыковки патрубка и укрытия электролизера в период капитального ремонта;
- осуществлять стыковку патрубка с внутрикорпус-ным газоходом с помощью тройника улучшенной конструкции (рис. 4).
Рекомендации по совершенствованию систем газоудаления Богословского алюминиевого заво-
да. В процессе обследования выявлена низкая эффективность очистки газов в скрубберах [6]. Связано это с образованием отложений двойной соли №Р-№^04 на стенках скрубберов. В результате снижается плотность орошения содовым раствором и эффективность улавливания загрязнений. Объем подаваемого содового раствора на момент исследований составлял 960 м /ч при проектных 1273 м3/ч. Таким образом, плотность орошения полой и насадочной камер скруббера снижена на 25 %, что привело к снижению эффективности улавливания по различным видам загрязнений от 5 до 30%. Для восстановления проектной плотности орошения необходимо периодически промывать скруббера крепким содовым или щелочным раствором. Периодичность промывки должна определяться по степени снижения объема подаваемого содового раствора на орошение скрубберов. Циркуляционный содовый раствор также должен анализироваться на содержание солей жесткости, т.к. завод для производственного водоснабжения использует достаточно жесткую воду.
В период исследований отмечено, что анодные крышки на укрытиях не закрываются (рис. 5). Это приводит к повышенному выбросу загрязняющих веществ в атмосферу корпуса и далее через аэрационный фонарь в атмосферный воздух. По данным обследования Богословского алюминиевого завода в фонарь первого электролизного корпуса выделяется до 0,112 г/с бенз(а)пирена, который возгоняется с другими смолистыми веществами. Также открытые анодные крышки способствуют попаданию частиц глинозема и другой неорганической пыли в анодную массу, что негативно сказывается на качестве спеченного анода и вызывает его повышенную осыпаемость, т.е. образование угольной пены.
Скорость движения газа в газоотводящих патрубках электролизеров составляет 1,0-6,0 м/с. Это приводит к осаждению пыли на внутренних поверхностях газоходов и неэффективному отводу газов от электролизера. Низкий скоростной режим обусловлен неоптимальной формой (квадратное сечение), большим размером (0,5 м2) газоотводящего патрубка и негерметичным выполнением диэлектрического разрыва (рис. 6). Для увеличения скорости движения газа до 15 м/с целесообразно выполнить газоотводящий патрубок круглого сечения диаметром 0,25 м.
Рис. 4. Схема ввода газоотводящих патрубков электролизеров во внутрикорпусной газоход
Рис. 5. Открытые анодные крышки
Рис. 6. Квадратный патрубок и негерметичный диэлектрический разрыв
Внутрикорпусные сборные газоходы имеют неплотности, несмотря на свою небольшую протяженность. Узлы их стыковки имеют конфигурацию, способствующую повышенному падению разрежения, тогда как на выходе из корпуса оно составляет 120 -930 Па, в газоотвоодящих патрубках 0,98-16,0 Па (рис. 7). Из-за ситуационного размещения оборудования корпуса невозможно выполнить узлы стыковки и переходов более оптимальной конфигурации. Таким образом, наиболее действенной мерой является максимальная герметизация сети внутрикорпусных газоходов.
Система наружных газоходов большого сечения также имеет недостатки, которые приводят к дополнительному аэродинамическому сопротивлению в 6901810 Па. В первую очередь это обусловлено наличием неиспользующегося оборудования в помещениях вентиляционных камер корпуса и сложной системой обвязки с наличием тройников на газоходах между корпусом и дымососами (рис. 8).
Для уменьшения потерь статического разряжения целесообразно избавиться от неиспользующегося оборудования из вентиляционных камер и сложной обвязки корпуса. Внутрикорпусные сборные газоходы объединить в 8 существующих выходов из корпуса и направить по четырем магистральным газоходам на
каждый блок газоочистки. В каждом блоке газоочистки целесообразно использовать по одному дымососу и скрубберу (на данный момент используется 5 пар дымососов и скрубберов из 8). Объем отводимого газа
при таких условиях составит: 585000х 4 _ 73125
160*2
м /ч на один электролизер, что является достаточным объемом по опыту эксплуатации систем газоотведения на филиале «КАЗ-СУАЛ» при строгом производственном контроле систем укрытий электролизеров.
При использовании по одной паре «дымосос-скруббер» на каждом блоке газоочистки обеспечивается 100 %-ый резерв оборудования, что позволит увеличить срок его эксплуатации и предотвратить аварийные ситуации.
Рис. 8. Узлы избыточного сопротивления в системе газоочистки
В качестве дополнительной меры повышения эффективности газоотсоса рекомендуется теплоизолировать наружную сеть газоходов ввиду того, что в холодное время года температура отводимых газов снижается до 15-45°С. Такое снижение температуры газа приводит к конденсации смолистых веществ и оседанию их на внутренних поверхностях газоходов, увеличивая поверхностное трение газа.
Выводы. Выполнен цикл исследований систем газоудаления Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов: приведены объемы газоотведения
по электролизерам, газоочистным системам и дымососам, а также показатели работы систем газоудаления и систем газоочистки при максимальном режиме работы дымососного оборудования и систем газоочистки. Приведен анализ по потерям давления в системах газоочистки и газоудаления, объемам отвода газов по системе внутрикорпусных и магистральных
газоходов, даны рекомендации по оптимизации работы систем газоудаления и газоочистки.
Статья подготовлена с использованием результатов научно-исследовательских работ, финансируемых в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, гос.контракт № 02.740.11.0418
Библиографический список
1. Юдашкин М.Я. Очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1976.
2. Кривандин В.А., Марков Б.Л. Металлургические печи. М.: Металлургия, 1967.
3. Кондратьев В.В., Ржечицкий Э.П. Параметры работы систем «сухой» газоочистки на алюминиевых заводах с технологией электролиза БТ // Сб. докладов XII Международной конференции-выставки «Алюминий Сибири 2006». Красноярск, 2006.
4. Кондратьев В.В. О причинах образования отложений на внутренних поверхностях газоходов электролизного производства //Сб. материалов научно-практической конференции «Алюминий Урала 2006». Краснотурьинск, 2006.
5. Соболев С.А., Блинкин Н.К., Кондратьев В.В. Распределение выбросов бенз(а)пирена по подразделениям филиала «БАЗ-СУАЛ» // Сб. материалов научно-практической конференции «Алюминий Урала 2006». Краснотурьинск, 2006.
6. Кондратьев В.В. Результаты исследования аэродинамических параметров и эффективности «сухой» газоочистки 6-ой серии электролиза филиала «БАЗ-СУАЛ»// Вестник ИрГТУ. 2006. № 4, т. 2. С.12-15.
7. Шахрай С.Г., Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. и др. Влияние состояния газоходов на эффективность эвакуации газов от электролизеров Содерберга // Сб. докладов XIV Международной конференции-выставки «Алюминий Сибири 2008». Красноярск, 2008.
УДК 622.735; 622.342.1
ОСОБЕННОСТИ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ АЛЮМОСИЛИКАТОВ И КВАРЦА НА ПРИМЕРЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ТОПАЗА
1 9
К.А.Перепелица1, С.А.Богидаев2
ОАО «Иргиредмет»,
664025, г. Иркутск, б.Гагарина, 38.
Представлены исследования, проведенные на минеральном сырье, в котором ценными компонентами являются золото, кварц и мелкозернистый топаз. Топаз может извлекаться только флотационным обогащением, где важную роль в разделении минералов топаза и кварца играет предварительная кислотная обработка. Обоснован выбор в качестве кислотной обработки серной, а не плавиковой кислоты. Ил. 4. Табл. 1. Библиогр. 2 назв.
Ключевые слова: флотационное обогащение; кислотная обработка; концентрат; хвосты.
FEATURES OF FLOTATIONAL SEPARATION OF ALUMINUM SILICATES AND QUARTZ ON THE EXAMPLE OF
TECHNICAL TOPAZ
K.A. Perepelitsa, S.A. Bogidaev
PLC "Irgiredmet"
38, Gagarin Blvd., Irkutsk, 664025.
The paper presents the researches carried out on mineral raw material, whose valuable components are gold, quartz and fine-grained topaz. Topaz can be extracted only by flotation concentration. The preliminary acid treatment plays an important role in the separation of the minerals of topaz and quartz. The choice of a sulfuric acid in the place of hydrofluoric one for the acid treatment is proved. 4 figures. 1 table. 2 sources.
Key words: flotation concentration; acid treatment; concentrate; tails.
Единственное в России месторождение золото-кварц-топазовой руды «Копна» с балансовыми запасами 28 млн т расположено в пределах северо-
восточного склона Салаирского кряжа в Центральной части Урского рудного поля, вблизи поселка Урск в Гурьевском районе Кемеровской области [1]. Помимо
1 Перепелица Клавдия Александровна, аспирант, научный сотрудник лаборатории обогащения руд, тел.: 89526237230, e-mail: [email protected]
Perepelitsa Klavdiya, Postgraduate, Research Worker of the Laboratory of Ore-Dressing, tel.: 89526237230, e-mail: [email protected]
2Богидаев Сергей Александрович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории обогащения руд, тел.: 89025770382, e-mail: [email protected]
Bogidaev Sergey, Doctor of technical sciences, Leading Researcher of the Laboratory of Ore-Dressing, tel.: 89025770382, e-mail: [email protected]
