Научная статья на тему 'Совершенствование производства извести в шахтных печах'

Совершенствование производства извести в шахтных печах Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
889
147
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИЗВЕСТЬ / ОБЖИГ ИЗВЕСТНЯКА / ШАХТНАЯ ПЕЧЬ / КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ / ТОПОЧНЫЕ ГАЗЫ / ВАПНО / ВИПАЛЕННЯ ВАПНЯКУ / ШАХТНА ПіЧ / КАРБОНАТ КАЛЬЦІЮ / ТОПКОВі ГАЗИ / LIME / LIME BURNING / SHAFT FURNACE / CALCIUM CARBONATE / FURNACE GASES

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Питак И. В., Шапорев П. В., Шестопалов А. В., Шапорев В. П.

Представлен анализ шахтных печей для производства извести. Выявлены недостатки работы современных печей при обжиге извести полидисперсного состава. Предложена конструкция пересыпной печи с повышенной эффективностью, которая обеспечивает повышение производительности печи на 15 %, утилизацию отходов карбонатного сырья, снижение расхода тепла на 20-28 %. В экспериментальных исследованиях были установлены кинетические процессы обжига. Приведены данные эксплуатации печи с рекомендуемыми конструктивными изменениями.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Improvement of lime production in shaft furnaces

The analysis of shaft furnaces for lime production is shown. The main disadvantages of modern furnaces during the lime burning with polydisperse composition are identified. It is proposed the design of overturning furnaces with high efficiency, which enhances the productivity of the furnace by 15 %, waste disposal carbonate raw materials, reduction of heat consumption by 20-28 %. The kinetic features of burning process were established in experimental researches. The data of furnace operation with the recommended design changes is given. The adopted in this work approach to process improvement and the design of the shaft furnace allowed developing a rational geometrical design of the shaft furnace reaction zone, and correlation of zone size from the particulate material fed to the burning, and the highest productivity, which is associated with the transverse dimension of the shaft. The relations obtained in the design of shaft lime-burning furnaces is an effective means of solving the problems of scaling of studied processes and objects, although they are semi-empirical. As shown from the table of the performance of the industrial shaft furnace and semi furnace with cone transitions given in this paper, the efficiency of lime burning in the simulated structure is evident.

Текст научной работы на тему «Совершенствование производства извести в шахтных печах»

Available at: \www/URL: http://www.ifoam.org/about_ifoam/ standards/index.html. — 18.11.2014.

6. Правила для виробнигав сертифжовано! оргашчно! про-дукци [Електронний ресурс] / Федеращя оргашчного руху Украши. — Режим доступу: \www/URL: http:www.organic. com.ua/uk/homepage/2010-01-26-13-44-34

7. The World of Organic Agriculture 2013: Key Indicators and Leading Countries [Electronic resource] / FiBL & IFOAM 2013. — Available at: \www/URL: http://www.organic-world.net/filead-min/documents/yearbook/2013/web-fibl-ifoam-2013-25-34.pdf

8. Janssen, M. Product labelling in the market for organic food: Consumer preferences and willingness-to-pay for different organic certification logos [Text] / M. Janssen, U. Hamm // Food Quality and Preference. — 2012. — Vol. 25, № 1. — P. 9-22. doi:10.1016/j.foodqual.2011.12.004

9. Завор^ня, Г. Як виконати угоду з 6С? Техшчне регулюван-ня та стандартизащя. 1нфографжа [Електронний ресурс] / Г. Завор^ня, Д. Луценко, Л. Акуленко // бвропейська правда. — Режим доступу: \www/URL: http://www.eurointegration.com.ua/ articles/2014/07/7/7023953

10. Amarjit, S. The global market for organic food & drink [Text] / Sahota Amarjit // The World of Organic Agriculture, Statistics and Emerging Trends. — 2009. — P. 59-64.

11. Raynolds, L. T. The Globalization of Organic Agro-Food Networks [Text] / L. T. Raynolds // World Development. — 2004. — Vol. 32, № 5. — P. 725-743. doi:10.1016/j.worlddev.2003.11.008

12. Popescu, A. Considerations regarding the development of organic agriculture in the world, The EU-27 and Romania [Text] / A. Popescu, C. Pop // Scientific Papers. Series «Management, Economic Engineering in Agriculture and rural development». — 2013. — Vol. 13, Issue 2. — P. 323-330.

13. Пиндус, В. Сьогодення [Електронний ресурс] / Василь Пин-дус // Мiжнародна Громадська Асощащя «БЮЛан Украша». — Режим доступу: \www/URL: http://www.biolan.org.ua/uk/ biolan-ukraine/today

АНАЛИЗ ПРОбЛЕМ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОбЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ В УКРАИНЕ

В статье по результатам проведенного социологического исследования и анализа нормативно-технического обеспечения выделена проблематика производства органической продукции в Украине. Описаны тенденции и особенности развития органического производства сельскохозяйственной продукции в Украине и в Европе, предложен ряд мер государственной политики по формированию органического ведения сельскохозяйственной деятельности в Украине.

Ключевые слова: органическое производство, сертификация органической продукции, система управления органическим производством, маркировка.

Бубела Тетяна ЗтовНвна, кандидат технчних наук, доцент, кафедра метрологи, стандартизацп та сертифжацп, Нащо-нальний утверситет «Львiвська полтехнжа», Украта, e-mail: paholuk@ukr.net.

Воробець Ольга Володимирiвна, асшрант, кафедра метро-логп, стандартизацп та сертифжацп, Нащональний утверситет «Львiвська полтехнжа», Украта, e-mail: worobetsola@gmail.com.

Бубела Татьяна Зиновьевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра метрологии, стандартизации и сертификации, Национальный университет «Львовская политехника», Украина. Воробец Ольга Владимировна, аспирант, кафедра метрологии, стандартизации и сертификации, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.

Bubela Tatiana, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: paholuk@ukr.net.

Vorobets Olha, Lviv Polytechnic National University, Ukraine, e-mail: worobetsola@gmail.com

Питак И. В., Шапорев П. В., Шестопалов А. В., Шапорев В. П.

УДК 66.041.53.666.92 DOI: 10.15587/2312-8372.2014.34787

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ В ШАХТНЫХ ПЕЧАХ

Представлен анализ шахтных печей для производства извести. Выявлены недостатки работы современных печей при обжиге извести полидисперсного состава. Предложена конструкция пересыпной печи с повышенной эффективностью, которая обеспечивает повышение производительности печи на 15 %, утилизацию отходов карбонатного сырья, снижение расхода тепла на 20-28 %. В экспериментальных исследованиях были установлены кинетические процессы обжига. Приведены данные эксплуатации печи с рекомендуемыми конструктивными изменениями.

Ключевые слова: известь, обжиг известняка, шахтная печь, карбонат кальция, топочные газы.

1. Введение

Для ряда технологических процессов, например, при производстве высокодисперсных гидроксида (ВГОК) и оксида (ВОК) и карбоната кальция (химически осажденный мел) (ХОМ), а также хлорной извести (ХИ) и в производстве сахара необходимо использовать известь с содержанием СаОобщ не менее 96 %, при этом содержание СаОакт должно быть более 90 %, а кроме того в продукте должны быть минимальные примеси MgO, R2O3, н. р. HCl [1].

В настоящей статье рассмотрена весьма актуальная задача о ресурсо- и энергосбережении при производстве

обожженной высокоактивной извести в шахтных печах с использованием в качестве топлива природного газа. Как известно, основные исследовании при решении этой задачи преимущественно направлены на усовершенствование и модернизацию конструкций шахтных печей с целью обеспечения возможности использования в печах сырья полидисперсного состава греющей и охлаждающей среды по поперечному сечению шахты; минерализации коэффициента расхода воздуха на сжигание топлива; создание зоны в печи адиабатической выдержки обжигаемого материала. В связи с этим обоснование конструктивных и технологических решений, обеспечивающих достижение указанных показателей является актуальной задачей.

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/1(20], 2014, © Питак И. В., Шапорев П. В.,

Шестопалов А. В., Шапорев В. П.

59

J

2. Анализ литературы и постановка проблемы

Получение извести для указанных производств осуществляется в шахтных печах цилиндрического типа с прямым профилем футеровки, производительностью от 20 до 50 т/сут., диаметром шахты от 2 до 3 м и высотой 6-8 диаметров печи [2]. В качестве топлива используется только природный газ, что обеспечивает чистоту продукта обжига. Кроме того в шахтную печь подается известняк с фракционным составом 60 ■ 80 мм, что обеспечивает разрежение в верхней части шахты 200 даПа, в средней части 100 даПа, в нижней части шахты 40 даПа [2]. Тем не менее и в этих печах при использовании балочных и многосопловых горелок, а также кернов [3, 4] наблюдаются неблагоприятные условия смешения газа и воздуха, о чем свидетельствует коэффициент избытка по кислороду а = 1,2 ■ 1,35. Выходящие из зоны подогрева печные газы содержат 2022 % СО2 и около 6 % О2. Средняя температура газов в зоне обжига 1200-1250 °С. Энергозатраты на производство 1 т продукции составляют 4000 ± 300 кДж/кг.

В результате продукт обжига в указанных печах содержит СаОобщ ~ 92-93 %, СаОакт « 80-85 %, потери при прокаливании (ПППМ) < 10 %. Чистота продукта достигает не только за счет использования газообразного топлива, но и за счет грохочения известняка с выделением фракции 60-80 мм, а также обогащение известняков с использованием фотоэлектронного сепаратора [3, 4]. Это приводит к тому, что в отвал идут фракции менее 60 мм до 35 % от массы известняка и фракции более 80 мм до 20 %. Таким образом, коэффициент расхода известняка добытого на карьере для производства 1 т продукта достигает 2 ■ 2,1 т/т. Анализ химического состава фракции известняков Каракубского и Комсомольского месторождений в интервале более 20 мм и менее 60 мм представлены в работах [5, 6] показал, что фракция 20-60 мм содержит %масс.: СаСО3 — 97,2...98,5, MgCO3 — 0,4, SiO2 — 0,1, н. р. в HCl — 0,04, R2O3 — 0,5, влага — 0,5, тяж. Мет — следы. Таким образом, как следует из [7, 8] по содержанию %масс.: СаСО3 — 97,85, MgCO3 — 0,4, содержание н. р. в HCl — 0,4, содержанию суммы полуторных оксидов железа характеристики вышеуказанных отсевов фракций 20-60 мм, по химическому составу практически идентичны и отвечают требованиям к известнякам, предназначенных для получения извести, применяемой для производства ВГОК, активного оксида кальция (ВОК) и химически осажденного мела (ХМ). Количество полученной фракции 20-60 мм достаточно чтобы обеспечить производство ВГОК ~ 35-40 тыс. т/год. Однако обжиг материала полидисперсного состава фракцией 20-60 мм в существующих шахтных печах практически не отработан и требует значительных энергозатрат из-за увеличения насыпной плотности обжигаемого слоя в печи и уменьшения его пористости, как показано в [9] приводит к достаточно неравномерному распределению газов по поперечному сечению печи, более высокому сопротивлению слоев и необходимости повышения избытка кислорода до 1,35-1,45.

В работе [5] авторами данной статьи была предложена концепция для термической обработки полидисперсных пород известняка с регулируемой температурой теплоносителя. Согласно этой концепции печь должна ха-

рактеризоваться следующими особенностями: сжигание топлива должно осуществляться вне слоя материала с получением продукта горения заданной температуры для обеспечения равномерного распределения теплоносителя и снижения аэродинамического сопротивления, движение газов в зоне обжига должно происходить в перпендикулярном направлении по отношению к опускающемуся материалу. В указанных работах экспериментально показана возможность реализации положений концепции, описана конструкция печи и установлена возможность получения извести, отвечающей требованиям для указанных производств [6].

Однако, для того чтобы определить конфигурацию шахты печи, соотношение основных размеров шахты и оптимальную технологическую обвязку печного агрегата, что необходимо для выполнения проектных работ и конструктивных расчетов, необходимы дополнительные оценки конструктивных особенностей шахтной печи с определением соотношений ее рациональных размеров.

3. цель и задачи исследования

Целью работы является нахождение и координация известной информации и данных, включая собственные исследования, необходимые для конструирования шахты печи, проведение расчетов процесса и запуска новой установки при гарантии ее экономичности и качества продукции.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

— создание и анализ процесса в демонстрационной установке шахтной печи, в которой реализуется концепция тепловой обработки известняка полидисперсного состава, освещается в работах [5, 6];

— оценка условий движения твердого материала и теплоносителя в шахте печи, времени необходимого для диссоциации известняка на 99 % и условий равномерного распределения теплоносителя по поперечному сечению движущегося слоя;

— определение рациональных конструктивных размеров шахты печи в зависимости от соотношения между диаметром горячей зоны и размеров кускового известняка с учетом условий, отмеченных в предыдущем пункте;

— подтверждение эффективности рекомендуемых конструктивных изменений шахты печи для достижения поставленной цели.

4. результаты исследований по оценке процесса обжига известняка в модернизированной известково-обжигательной печи

В данной статье приводятся экспериментальные результаты по процессу обжига известняка Каракубского месторождения фракции 20-60 мм в экспериментальной шахтной печи и определение рациональных конструктивных соотношений печи.

На рис. 1 приведена принципиальная схема обжигового агрегата. Как видно из рис. 1 агрегат имеет загрузочные и разгрузочные бункеры (на схеме не показано), металлический жесткий корпус печи 5, футерованный огнеупорным кирпичом 2, штуцера для подачи и отвода воздуха в охлаждаемую зону печи, устройство для

I 60

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/1(20], 2014

J

загрузки известняка 10 и выгрузки извести 8, штуцера для отвода газов сверху печи, фурменные проемы 6, с газовыми горелками 7, установленные по высоте шахты термопарами 11. Термопары на рис. 1 пронумерованы от 1-7. Жесткий корпус печи имеет теплоизоляцию 3, которая помещена в мягкий корпус печи 4. Шахта печи 1 имеет конфигурацию последовательно соединенных цилиндров через конусообразные переходы.

от ГЗ

ВС из поз

Коллектор отвода ВС

сечению шахты оказывают влияние рабочие фракции известняка и характер движения материала в цилиндрической части печи. Наилучшим вариантом характера (режима) движения материала является вариант, когда средние вертикальные скорости V крупных кусков (0,04-0,06 м); мелких кусков (0,02-0,03 м) Ут в объеме и мелких кусков в пристеночной области равны, то есть Уу = Ут. В работах [4, 7] проведено численное моделирование течения сыпучего материала в реакторе шахтового типа и было с достаточной достоверностью установлено, что вышеуказанный вариант может достигаться при среднем размере мелких кусков — 0,03 м, среднем размере крупных кусков 0,06 м и соответственно массовом содержании фракций 25-30 и 70-75 % и наличием конусной части в печи в зоне выгрузки и переходных зонах.

Как показано в отсевах известняка фракцией 2060 мм соотношение мелких фракций (более 20 и менее 40 мм) и крупных фракций (более 40 и менее 60) находится примерно в тех же пределах, которые установлены в [9, 10]. В этих же работах теоретически и экспериментально доказано, что, если выполняются условия соотношения размеров конусной части шахты, а так же переходных зонах, разделения скоростей движения по фракциям в шахте незначительное (порядка 2-3 %). Таким образом, можно принять, что по высоте шахты в цилиндрических областях обе фракции движутся совместно с одинаковой скоростью.

Таким образом, при принятом фракционном составе известняка, подаваемого в печь, можно принять условие равномерного движения материала вдоль шахты печи. Кинетика обжига известняка при условии движения плотного слоя и проницаемого для топочных газов (фильтрация через слой) достоверна описывается формулой:

300аХ oAT2

Qyp oCoro

300аХ oAT2

(1 -ET )

(1 -ET ),

(ХГо

x + -Г

1

-j eaAT2ro

C-1 —-

C0

(1)

Сечение А - А

Рис. 1. Шахтная пересыпная печь: 1 — рабочая камера печи; 2 — кладка из огнеупорного кирпича; 3 — теплоизоляция печи; 4 — корпус теплоизоляции; 5 — жесткий корпус печи; 6 — фурмы; 7 — горелки для стекания газообразного топлива; 8 — валковый выгружатель; 9 — отвод выгружаемого материала; 10 — устройство для

загрузки нового известняка Обозначения на рис. 1: * — точки замера температур газового потока; ОТГЗ — отвод из печи топочных газов; ВС — газо-воздушная смесь из зоны охлаждения продукта (содержание О2 не менее 19 %масс.); Э — эксгаустер (высокотемпературный насос); ГТ — газообразное топливо; В — вентилятор; Ц — циклон; Т — вытяжная труба; ^ — направление движения твердого материала; ^ — направление движения газов

Во всех типах печей независимо от конструктивного оформления различают три основных зоны: зону подогрева, зону обжига и зону охлаждения. На равномерное распределение скоростей газового потока по

где (¿с — удельный расход тепла, кДж/кг;р0 — плотность известняка — 2553 кг/м3; С0 — содержание известняка СаСО3 — %масс; г0 — средний размер куска известняка, м; а — коэффициент теплообмена, кДж/(м2 ■ ч ■ К); ДТ2 — разность температур между газовой средой и ве-ществом;ДТ2 = Тс - Тв, где Тс — температура газовой среды, К; Тв — относительно постоянная температуры кусков материала в зоне обжига, К; X 0 — коэффициент теплопроводности кДж/(м2 ■ ч ■ К);е — коэффициент = 0,42 10-3.

Используя экспериментальные данные, полученные авторами по формуле (1) было определено время полного разложения известняка со средним размером г0 ~ 0,05 м и С0 =95 %масс в зависимости от температуры Тс. Результаты расчетов приведены на рис. 2.

Результаты расчетов показывают (рис. 2), что до а = 60-80 кДж/(м2 ■ ч К) лимитирующей стадией теплопередачи является подвод тепла к материалу с газом с определенной Тс. Выше указанного значения а интенсивность подвода тепла почти не сказывается на общем коэффициенте теплопередачи, время полного разложения при этом является неизменным.

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/1(20], 2014

Рис. 2. Зависимость продолжительности полного разложения известняка от Тс и значений а

Таким образом температура топочных газов, с которой необходимо их подавать в горячую зону (Тс ) должны быть в пределах 1423-1523 К, а высота (размер) горячей зоны исходя из линейной скорости перемещения материала по высоте V, = 0,8 ■ 10-3 м/с должна быть в пределах 3,5-4 м, что вообще-то согласуется с размерами промышленных печей. При этом поперечный размер ^) горячей зоны должен определяться из условия радиального проникновения потока топочных газов в слои материала По, который как авторами установлено ранее [10] можно оценить по уравнению:

1^0,35 КК

V 0,09 , Кф

(2)

где КК = —м — симплекс кусковой засыпки размером -м;

D — диаметр шахтной печи, м; Кф = ^ — симплекс

фурменного устройства; С — коэффициент, учитывающий симплекс раскрытия струи потока топочных га-а

зов тттттг, где а — угол раскрытия факела горелки, 360

и соотношение скорости движения газового потока в слое материала к скорости движения материала, т. е.:

a Vr C " 360 ' VV'

Расчет статистических характеристик уравнения (2) и коэффициентов проникновения топочных газов на ЭВМ показал, что С ~ 25, 2±0, 6 при а = 1,25, П0 = 0,5.

Анализ показал, что при значениях П0 > 0,5 потоки топочных газов, введенные в фурмы, перекроют все сечение печи и их распределение по высоте при условии наличия конусных переходов будет примерно таким: выше фурм = 75-85 % потока топочных газов, ниже фурм ~ 15-20 % потока.

Исходя из результатов экспериментальных и теоретических исследований, приведенных в работах [6, 9], конусные переходы в шахте реактора рассчитываются из условий (для исследованных фракций -м), которые должны обеспечивать угол раскрытия конуса 15° (рис. 1) и при этом диаметр нижнего сечения конуса - (рис. 1), будет являться диаметром шахты печи ниже конусного перехода. Указанные условия обеспечивают относитель-

ное постоянство скорости V, исключают возможности зависания слоя и за счет изменения гидродинамического сопротивления обеспечивают вышеотмеченное распределение потоков. Высота усеченного конуса Н1 (рис. 1) в зависимости от D (2 + 3 м) и угла раскрытия конуса (15°) составляет (6 + 12) Соответственно последнему, отношение d/D находится в интервале 0,3 + 0,8.

Высота зоны охлаждения и выгрузки выбирается из условия соблюдения угла раскрытия конусной части 30°, Dl ~ 2,2D для создания в охлаждающей зоне шахты коллектора для отвода ВС (рис. 1). Высота шахты от конца верхнего уровня горящей зоны по ходу топочных газов рассчитывается по уравнению (1) с учетом того, что температура топочных газов должна изменяться от 1423 К до 423 К на выходе из печи.

Вышеописанные конструктивные особенности печного агрегата преследуют следующую цель: равномерное распределение теплоносителя по сечению шахты, создание устойчивой горячей зоны, печи с относительно постоянной и регулируемой температурой материала в этой зоне, интенсификация процесса диссоциации и повышение доли СаО акт в продукте обжига до 90-92 %, утилизацию отходов карбонатного сырья фракции 2060 мм с одновременным снижением расхода природного газа на 10-20 %, получение отходящих топочных газов с повышенной объемной долей СО2 до 23-35 %, что позволяет их использовать в производстве белой сажи, химически осажденного мела в процессах карбонизации.

Эффективность рекомендуемых конструктивных изменений, кроме приведенных данных, можно оценить по данным приведенным в табл. 1, где показаны результаты эксплуатации шахтных агрегатов, применяемых в промышленности и с рекомендуемыми конструктивными изменениями.

Таблица 1

Показатели работы промышленной шахтной печи с Б = 2,5 м, Н= 18,3 м и полузаводской печи с конусными переходами, имеющей аналогичный размер Б в горячей зоне выше фурм

Показатели Промышленная печь Полузаводская печь

Фракционный состав известняка, м 0,060 0,03-0,06

Фракция более нижнего предела, %масс. 75,0 75,0

Давление (даПа)

- в верхней части печи 200,0 200,0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- в средней части печи 100,0 130,0

- в нижней части перед зоной охлаждения 40,0 25,0

Состав отходящего газа сверху печи, %об.:

- СО2 14,5 26,7

- Ог 10,5 2,6

- СО 0,53 0,14

- Нг 0,44 0,52

- СН4 0,29 0,19

- N2 73,69 69,5

Коэффициент избытка кислорода при сжигании газа 1,55 1,12

Объем СаОсвоб., т/мгсут 8,3 9,6

Степень обжига, % 98,7 99,0

Расход тепла, кДж/кгСаОсв. 6600 5120

Как видно из данных по эксплуатации печей, приведенных в табл. 1, описанная конструкция модерни-

С

62

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/1(20], 2014

зированной шахтной печи и способ обжига в ней обеспечивает повышение производительности печи (объем СаОсвоб.) на 15 %, утилизацию отходов карбонатного сырья фракции 0,03-0,06 м, снижение расхода тепла на получение 1 кг СаОсвоб., на 20-28 %. Кроме того в отходящих газах модернизированной печи содержание СО2 повысилось в 1,8 раза, содержание СО снизилось в 3,8 раза, коэффициент избытка по кислороду снизился в 1,4 раза. Все эти показатели достигнуты при достижении степени превращения 99,0 % и при содержании СаОакт — 90-92 %.

5. Обсуждение результатов исследования усовершенствования процесса

и конструкции шахтной печи

Приведенные результаты исследований являются продолжением и обобщением ранее выполненных авторами работ. Принятый в данной работе поход к усовершенствованию процесса и конструкции шахтной печи позволил создать рациональную геометрическую конструкцию реакционных зон шахтной печи и установить соотношение размеров зон от размеров кускового материала, подаваемого на обжиг, и принятой производительности, которая связана с поперечным размером шахты. Полученные соотношения при проектировании шахтных известково-обжигательных печей является эффективным средством решения задач масштабирования изучаемых процессов и объектов, хотя и являются полуэмпирическими. Как следует из табл. 1 эффективность процесса обжига известняка в моделированной конструкции очевидна. Поэтому при выполнении проектов строительства и модернизации шахтных и известково-обжигательных печей с использованием газообразного топлива для предварительной оценки конструкции и процесса целесообразно использовать полученные результаты.

6. Выводы

1. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности широкого внедрения усовершенствованной конструкции печи в различных отраслях промышленности.

2. Установленные расчетные формулы, полученные конструктивные соотношения размеров, и конфигурация внутренней части печи базируются на результатах вышеуказанных теоретических и экспериментальных исследований и не противоречат известным фундаментальным работам, в которых рассматриваются методы достижения аналогичных целей.

Литература

1. Табунщиков, Н. П. Производство извести [Текст] / Н. П. Табунщиков. — М.: Химия, 1974. — 240 с.

2. Нехлебаев, Ю. П. Экология топлива при производстве извести [Текст] / Ю. П. Нехлебаев. — М.: Металлургиздат, 1987. — 135 с.

3. Компанеец, В. В. Сокращение использования природного газа за счет перевода существующих известково-обжигательных печей на твердое топливо [Текст]: сб. трудов I Международной отраслевой научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в области проекта предприятий горно-металлургического комплекса, 27-28 марта 2012 / В. В. Компанеец // Инновационные пути модернизации базовых отраслей промышленности, энерго- и ресурсосбережение, охрана окружающей природной среды. — Харьков: Энергосталь, 2012. — С. 122-134.

4. Дорофеенко, С. О. Численное моделирование движения сыпучего материала в реакторе шахтного типа [Текст] / С. О. Дорофеенко // Теоретические основы технологи. — 2007. — Т. 41, № 2. — С. 205-212.

5. Николаев, Л. А. Теоретическая химия [Текст] / Л. А. Николаев. — М.: Высшая школа, 1984. — 400 с.

6. Ландау, Л. Д. Теоретическая физика [Текст] / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — М.: Наука, 1979. — Т. IX: Статистическая физика, Ч. 2. — 700 с.

7. Дорофеенко, С. О. Численное моделирование течения би дисперсного сыпучего материала в реакторе шахтного типа [Текст] / С. О. Дорофеенко // Теоретические основы химической технологи. — 2007. —Т. 41, № 6. — С. 625-629.

8. А. с. № 1322050 СССР, МКИ F27B1/00. Шахтная печь для получения хлористого амония [Текст] / Зотов В. Н., Ойгенблик А. О., Пахомов В. А. — № 4008187/22-02; заяв. 28.11.1985, опубл. в Б. Н. 1987, Бюл. № 25. — 2 с.

9. Жулин, В. М. Влияние высокого давления на реакции в жидкой фазе [Текст] / В. М. Жулин // Физическая химия. Современные проблемы (ежегодник). — М.: Химия, 1984. — 200 с.

10. Calcination of Limestone [Text] / Lime and Limestone. — Wiley-VCH Verlag GmbH, 1998. — P. 139-154. doi:10.1002/ 9783527612024.ch15

ВД0СК0НАЛЕННЯ ВИРОбНИЦТВА ВАПНА В ШАХТНИХ ПЕЧАХ

Представлено анашз шахтних печей для виробництва вап-на. Виявлеш недолши роботи сучасних печей при випаленш вапняку полщисперсного складу. Запропонована конструкщя пересипно! печi з шдвищеною ефектившстю, яка забезпечуе шдвищення продуктивной печi на 15 %, утилiзацiю вiдходiв карбонатно! сировини, зниження витрати тепла на 20-28 %. У експериментальних дослщженнях були встановлеш кше-тичш процеси випалення. Приведет дат експлуатацп печi з рекомендованими конструктивними змшами.

Kлючовi слова: вапно, випалення вапняку, шахтна тч, карбонат кальщю, топюж гази.

Питак Инна Вячеславовна, кандидат технических наук, доцент, кафедра химической техники и промышленной экологии, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, e-mail: ipitak5@gmail.com. Шапорев Павел Валерьевич, инженер, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина.

Шестопалов Алексей Валерьевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра химической техники и промышленной экологии, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, e-mail: pheonix_alex@mail.ru.

Шапорев Валерий Павлович, доктор технических наук, профессор, кафедра химической техники и промышленной экологии, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, е-mail: fiola2008@mail.ru.

Штак 1нна Вячеславiвна, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра хмчног техтки i промисловог екологп, Нащональний техтчний утверситет «Хартвський полтехшчний iнститут», Украгна.

Шапорев Павло Валертович, тженер, Нащональний техшчний утверситет «Хартвський полтехшчний тститут», Украгна. Шестопалов Олекст Валертович, кандидат технчних наук, доцент, кафедра хмчног технки i промисловог екологп, Нащональний технчний утверситет «Хартвський полтехшчний iнститут», Украгна.

Шапорев Валерт Павлович, доктор технчних наук, профе-сор, кафедра хiмiчног технжи i промисловог екологп, Нащональний технчний утверситет «Хартвський полтехнчний iнститут», Украгна.

Pitak Inna, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: ipitak5@gmail.com.

Shaporev Pavel, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine.

Shestopalov Oleksii, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, e-mail: pheonix_alex@mail.ru. Shaporev Valery, National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Ukraine, е-mail: fiola2008@mail.ru

TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/1(20], 2014

63-J

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.