Научная статья на тему 'СЖИГАНИЕ RDF-ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО ДУТЬЯ'

СЖИГАНИЕ RDF-ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО ДУТЬЯ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
193
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
RDF ТОПЛИВО / КИСЛОРОД / ТЕМПЕРАТУРА ГОРЕНИЯ / ОБЪЕМ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ / РАСХОД ГАЗА

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Коновалов В. М., Гончаров А. А., Федоров А. С., Мошков И. П., Гостев Н. С.

Цементная промышленность располагает уникальными возможностями решения вопросов утилизации техногенного сырья и коммунальных отходов. Проблема использования альтернативных видов топлива в технологическом процессе производства цемента обусловлена, как правило, их низкой калорийностью. Приведенные расчеты показывают возможность использования RDF топлива в составе смешанного топлива при сжигании его в условиях повышенного содержания кислорода в воздухе. Уменьшение объема продуктов горения повышает температуру факела, что будет способствовать увеличению производительности цементной вращающейся печи. При оптимальном соотношении компонентов, смешанное топливо можно использовать как в низко - так и в высокотемпературных зонах цементных печных агрегатов. Существуют ограничения по увеличению концентрации кислорода в воздухе, обусловленные снижением действительной температуры горения топлива вследствие обратных реакций разложения продуктов горения и нарушения скоростных режимов работы суспензионных теплообменников. Кроме того, увеличение кислорода в воздухе значительно снижает тепловую эффективность клинкерного холодильника в результате увеличения объемов избыточного воздуха. Использование RDF топлива в оптимальном соотношении позволяет заменить до 42 % природного газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Коновалов В. М., Гончаров А. А., Федоров А. С., Мошков И. П., Гостев Н. С.

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

COMBUSTION OF RDF FUEL USING OXYGEN BLAST

The cement industry has unique opportunities to address the issues of utilization of manmade raw materials and municipal waste. The problem of using alternative fuels in the technological process of cement production is usually due to their low calorie content. The above calculations show the possibility of using RDF fuel as part of a mixed fuel when it is burned under conditions of an increased oxygen content in the air. Reducing the volume of combustion products increases the temperature of the torch, which increases the productivity of the cement rotary kiln, mixed fuel can be used in both low - and high-temperature zones of cement kiln units with an optimal ratio of components. There are restrictions on increasing the concentration of oxygen in the air, due to a decrease in the actual combustion temperature of the fuel due to the reverse reactions of the decomposition of combustion products and violations of the high-speed modes of operation of suspension heat exchangers. In addition, an increase in oxygen in the air significantly reduces the thermal efficiency of the clinker cooler as a result of the increase in excess air volumes. The use of RDF fuel in the optimal ratio allows replacing up to 42 % of natural gas.

Текст научной работы на тему «СЖИГАНИЕ RDF-ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО ДУТЬЯ»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-10-79-86 *Коновалов В.М., Мошков И.П., Федоров А. С., Гостев Н. С., Гончаров А.А.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

*Е-mail: konovalov52@mail.ru

СЖИГАНИЕ RDF-ТОПЛИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДНОГО ДУТЬЯ

Аннотация. Цементная промышленность располагает уникальными возможностями решения вопросов утилизации техногенного сырья и коммунальных отходов. Проблема использования альтернативных видов топлива в технологическом процессе производства цемента обусловлена, как правило, их низкой калорийностью. Приведенные расчеты показывают возможность использования RDF топлива в составе смешанного топлива при сжигании его в условиях повышенного содержания кислорода в воздухе. Уменьшение объема продуктов горения повышает температуру факела, что будет способствовать увеличению производительности цементной вращающейся печи. При оптимальном соотношении компонентов, смешанное топливо можно использовать как в низко - так и в высокотемпературных зонах цементных печных агрегатов. Существуют ограничения по увеличению концентрации кислорода в воздухе, обусловленные снижением действительной температуры горения топлива вследствие обратных реакций разложения продуктов горения и нарушения скоростных режимов работы суспензионных теплообменников. Кроме того, увеличение кислорода в воздухе значительно снижает тепловую эффективность клинкерного холодильника в результате увеличения объемов избыточного воздуха. Использование RDF топлива в оптимальном соотношении позволяет заменить до 42 % природного газа.

Ключевые слова: RDF топливо, кислород, температура горения, объем продуктов сгорания, расход газа.

Введение. В современном развивающемся мире уделяется значительное внимание решению задачи снижения экологической нагрузки на окружающую среду. В том числе и за счет глубокой переработки производственных отходов и вовлечения их в производственный процесс с технологиями рециклинга [1-5]. Все большую актуальность приобретает замена части основного топлива на альтернативное, производимое в процессе переработки твердых коммунальных отходов. Твердые коммунальные отходы (ТКО), это возобновляемый источник энергии, который при определенной обработке и сортировке, позволяет использовать свою химическую энергию в энергетических и иных целях, без существен-

ных ограничений. Примером такого обработанного топлива на основе ТКО является Refuse Derived Fuel или RDF - топливо [6].

Основная часть. RDF - топливо, производится за счет измельчения, сепарации и обезвоживания ТКО. В стадии сепарации отходов, отбирается горючая фракция с высоким теплосодержанием. В зависимости от требований заводов, RDF - топливо может быть получено в виде спрессованных брикетов или пеллет [7, 8].

Основным показателем качества RDF-топлива является его теплота сгорания, которая зависит от содержания горючих веществ. По имеющемуся химическому составу RDF-топлива (табл. 1), рассчитана теплотворная способность равная 18383 кДж/кг.

Таблица 1

Элементный состав топлива

Состав природного газа, %

CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 СО2 N2 W

96,42 1,64 0,399 0,132 0,0278 0,183 1,17 0,3

Состав RDF, %

Ср Hp Sp Np Op Wp Ap 2

43,19 6,14 0,19 0 20,47 15 15 99,99

Низкая калорийность и достаточно грубые фракции не позволяют в значительном количестве использовать такое топливо в основной форсунке, обеспечивающей высокую температуру в

зоне спекания клинкера. Поднять эксергетиче-ские показатели такого топлива, возможно за счет интенсификации его сжигания в среде обогащенной кислородом [9].

Перспективным направлением увеличения доли кислорода в воздухе служат мембранные установки. Мембранный метод основан на том, что мембрана выборочно пропускает через себя различные газы. Разделение газов на мембране достигается таким образом, что при повышенном давлении, находясь в составе воздуха, они разделяются на «быстрые» и «медленные». На поверхности и внутри мембраны создаётся разница в парциальных давлениях, кислород как быстрый газ успевает пройти сквозь волокно мембраны, а азот как медленный газ, накапливается и выводится отдельно, при этом движущей силой процесса является разность химических потенциалов веществ по обе стороны мембраны. Полимерная мембрана состоит из пористого волокна, с внешней стороны покрытого специальным газоразделительным слоем, толщина которого не превышает 0.1 мкм, благодаря чему обеспечивается высокая удельная проницаемость газов через полимерную мембрану. На данный момент полимерные вещества обладают высокой селективностью, что позволяет получать продуцируемый

Расчетная температура горения газа в зав

газ с высокой степенью очистки (до 45 %) [1012].

В настоящей работе проведены расчеты горения газообразного и RDF топлива с увеличенным содержанием кислорода в воздухе выше 21 %, которые показывают, что температура горения возрастает, за счет снижения азота в продуктах сгорания, но одновременно ускоряются обратные процессы диссоциации: СО2 = СО +1/2О2; Н2О = Н2+ 1/2О2, снижающие температуру горения [13, 14]. В таблице 2 приведены расчетные температуры горения с учетом диссоциации СО2 и Н2О в зависимости от содержания кислорода в воздухе (добавка кислорода 1-10 %). Увеличение доли кислорода в воздухе более 6 % ведет к увеличению концентрации СО2 и паров воды в продуктах горения топлива и значительному ускорению эндотермических процессов их диссоциации с большими затратами тепла. В тоже время увеличение концентрации кислорода в воздухе 1-6 %, выравнивает температуры горения альтернативного топлива и природного газа и (табл. 2).

Таблица 2

[мости от содержания кислорода в воздухе

Калорийность топлива, 02=21 % Содержание кислорода в воздухе, % Температура горения, теоретическая t °С l-теор, С Температура горения действительная t °С фасч., С

Газа а=1.1 RDF а= 1.14 Газа а=1.1 RDF а=1.14

Газа QH=36140 RDF Qj? =18380 21 1855 1745 1804 1700

22 1925 1763 1840 1747

24 2048 1795 1896 1779

27 2229 1844 1956 1870

31 2348 1881 1943 1840

Применительно к цементной вращающейся печи производительностью 3000 т клинкера в сутки, работающей по сухому способу на природном газе, изменение содержания кислорода в

Объемы воздуха, отходящих газов и к.п.д.

кислорода в воздухе

составе воздуха на горение, оказывает значительное влияние на количество избыточного воздуха из клинкерного холодильника, что снижает его тепловой к.п.д. (табл. 3).

Таблица 3

холодильника при различном содержании (топливо газ-100 %)

Содержание О2 в воздухе, % Воздух на горение, м3/кг кл. К.П.Д. холодильника, % Потери тепла с избыточным воздухом, кДж/кг кл. Температура вторичного воздуха, °С

21 0,972 60 422 660

22 0,941 58 438 670

24 0,847 56 470 709

27 0,752 53 508 756

31 0,653 50 547 820

Обогащение воздуха кислородом снижает отходящих газов. Это может повлиять на пропор-объем продуктов горения и, соответственно, всех циональное снижение скорости газовых потоков

по газоходам запечного тракта. Рекомендуемые

С повышением температуры в зоне уменьшается время пребывания материала в зоне (Е^ ~ 2300) [15]:

скорости по газоходам 18-24 м/с, а снижение их на 10 % (то есть до 16,2-18 м/с), может привести к «провалам» материала.

Расчетная температура факела возрастает на 36 и 92 °С при обогащении воздуха кислородом от 1 до 3 %, соответственно. Температура определяет скорость химического взаимодействия и синтез минералов в зоне обжига. В первом приближении можно воспользоваться формулой Арениуса:

где Kcзs - коэффициент скорости химической реакции; Е - энергия активации процесса; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура.

Таблица 4

Объемы кислорода, необходимые для достижения заданных концентраций его в воздухе для горения топлива

1. е 2300/Т /е 2300/т2 =1,02 где Т:=2077 К;

2. е 2300/Т1 /е 2300/Т3 =1,048

Т2==2113 и Т3=2169К.

Уменьшение продолжительности обжига в 1,02 и 1,048 раза, позволит увеличить производительность на 2,6 т/ч и 6,2 т/ч соответственно.

Повышение температуры открытого факела может отрицательно повлиять на длительность эксплуатации футеровки. Но, существуют приемы, позволяющие снизить это влияние - скажем изменением положения горелки.

Содержание О2 в воздухе, % Дополнительный объем О2, (м3/м3 газа) Дополнительный объем О2, м3/ч (расход газа 13000 м3/ч)

22 0,101 1301

24 0,277 3600

27 0,497 6460

31 0,716 9308

В таблице 4 приведены результаты расчетов потребности в дополнительном количестве кислорода для указанной выше печи, работающей на природном газе.

Таблица 5

Объемы продуктов горения топлива: RDF-100% и газа-100%

Вид топлива Объем газов при содержание О2 в воздухе, %

21 22 24 27 31

RDF Газ RDF Газ RDF Газ RDF Газ RDF Газ

Кг/нм3 9,05 14,55 8,71 13,94 8,049 12,89 7,24 11,54 6,62 10,23

нм3/ нм3 6,97 11,81 6,57 11,32 6,16 10,47 5,66 9,39 5,15 8,33

Если обогащенный кислородом воздух подавать в кальцинатор, где преимущественно «беспламенное» горение, то это должно интенсифицировать процесс теплообмена, и способствовать сжиганию альтернативного топлива в этом агрегате. Подача альтернативного топлива с горячего конца печи определяется его калорийностью (но не ниже 16 800 кДж/кг), и в этом случае кислородное дутье несомненно улучшит процесс его сжигания.

В случае использования альтернативного топлива, количество отходящих газов при горении топлива заметно меняется. В таблице 5 приведены суммарные объемы продуктов горения

при RDF - 100 % и газа - 100 %, при коэффициенте избытка воздуха а= 1,15.

Приведенные расчеты показывают, что количество продуктов горения при сжигании RDF на 40 % меньше чем при сжигании газа. Однако, учитывая, что калорийность

RDF = 18383 кДж/кг, то такого топлива потребуется больше на получение 1 кг клинкера, чем газа. Из материальных балансов работы вращающейся печи сухого способа производства, рассчитанных при различных концентрациях кислорода в воздухе установлено, что различие в объемах, отходящих после декарбонизатора газов не

значительно и даже при использовании RDF несколько больше, чем на газообразном топливе. Это дает основание считать, что замена части природного газа на альтернативное топливо не изменит скоростные потоки в системе запечных теплообменников, при соблюдении температурного режима их работы. Следует учитывать то, что расчетная температура горения альтернативного топлива при нормальном содержании кислорода в воздухе - 21 % составляет 1700 °С, а для газа 1745 °С. С увеличением доли кислорода в воздухе до 24 % разница температур горения практически выравнивается, а при содержании 10 % избытка кислорода (то есть 31 % в воздухе) разница температур горения рассматриваемых топлив вновь увеличивается.

Задаваясь расчетным значением расхода тепла на обжиг клинкера -3370 кДж/кг кл. на основании тепловых балансов можно рассчитать расход альтернативного топлива и его оптимальное соотношение. Следует оптимальным считать замену натурального топлива на RDF в количестве до 48 % в кг условного топлива. К тому же, использование RDF создает щадящие температурные условия для футеровки.

В таблице 6 приведены расчетные данные по объему отходящих газов, а также температура горения смешанного топлива, состоящего (по соотношению теплоты) из 42 % RDF и 58 % природного газа.

Объем продуктов горения и температура горения смеси (RDF+газ) при их оптимальном соотношении при а=1,15

Таблица 6

Продукты горения Объем газов, м3/кг кл., при содержание О2 в воздухе, %

21 22 24 27 31

CO2 0,1169 0,1168 0,1168 0,1168 0,1168

HO2 0,1959 0,1948 0,1932 0,1912 0,1892

O2 0,0280 0,029 0,0280 0,0248 0,0217

N2 0,8612 0,8111 0,7253 0,6325 0,5514

SO2 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001

2 продуктов горения 1,2021 1,1517 1,0634 0,9654 0,8792

t горения средняя 1787 1795 1834 1862 1896

Принимая во внимание заданную производительность печи (130 т/ч), размеры газоходов между ступенями и температурные параметры отходящих газов можно рассчитать скоростные потоки газов (см. таб. 7).

Из приведенных значений следует, что с увеличением доли О2 в воздухе на 1-3-6 и 10 % при

работе на газе скорость по газоходам снижается на 3-10-16 и 23,5 % соответственно с 13-20 м/с до 9-15,3 м/с при 10 % избытке О2, что может привести к «провалам» материала. Минимальная скорость для пневмотранспортирования сырья (размер частицы - 200 мкм и 2 мм) должна быть не ниже 7,5 и 15 м/с соответственно.

Таблица 7

Скорость газовых потоков в запечных газоходах при использовании смеси (RDF+газ), при а=1,15

Положение газохода Диа-метр газо-хода, мм Площадь газохода, м2 Температура газов,°С Содержание кислорода в воздухе,%

21 22 24 27 31

Скорость газовых потоков, м/с

Выход из циклонов 5,1 и 5,2 3040 7,25 350 16,6 16,4 15,3 14,2 13,3

Газоходы: между 4 - 5 3322 8,66 355 14,1 13,9 13,0 12,6 11,3

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

между 3 - 4 3272 8,40 525 18,5 18,2 17,1 15,9 14,8

между 2 - 3 3462 9,41 790 22,0 21,6 20,3 18,8 17,6

между 1 - 2 3662 10,52 770 19,3 19,0 17,2 16,5 15,4

Декарбонизатор - 1 циклон 3632 10,36 865 21,4 21,0 19,8 18,3 17,0

В случае использования смеси топлива с приведенным в таблице 7 соотношением при использовании атмосферного воздуха, объем газов и скорость, повышается почти на 10 % по сравнению с газообразным топливом, что по скоростям находится в допустимых значениях. При увеличении доли кислорода на 3 %, количество газов при работе на смешанном топливе приближается к объемам газов на газообразном топливе (см. табл. 6), что будет соответствовать существующему режиму работы печи. Повышение доли кислорода более 3 % нецелесообразно и с точки зрения сохранения скорости газовых потоков.

Использование альтернативного топлива позволит заменить часть природного ископаемого топлива при сохранении основных теплотехнических показателей работы печного агрегата (таблица 8).

А повышение кислорода в воздухе несомненно интенсифицирует процесс окисления органического топлива, что повысит и температуру горения и улучшит условия теплообмена. Поскольку основным фактором, определяющим скорость химической реакции, в том числе и реакции клинкерообразования, является температура, то использование кислородного дутья должно улучшить основные показатели вращающейся печи, в частности производительность.

Таблица 8

Основные показатели расхода топлива при использовании RDF

Наименование Подача RDF Подача газа Итого

Главная Кальци- Главная Кальци-

горелка натор горелка натор

Ввода топлива, % 40 60 38 62

Расход газа, м3/ч 5 000 8 050 13050

Планируемый ввод RDF, кг/ч 4297 6446 10743

Расход топлива, (кг/ч), м3/ч (10743) 13050

Количество теплоты, ГДж/ч 184 438,1

Без ввода RDF

Расход условного топлива, кг.усл.т./ч 0 0 5 729 9 223 14952

С вводом RDF

Расход топлива, тыс.(кг/ч), м3/ч (4,3) (6,5) 2,9 4,7

Общий расход топлив, (кг/ч), м3/ч, [кг усл.т./ч] (10743) 7570 [14952]

Количество теплоты, ГДж/ч 184 254.1 438,1

Расход условного топлива: - кг усл.т./ч 17,5 25,2 14,7 42,6 100

- % 42,7 57,3 100

Снижение объема подачи 42

газа от существующего,0/).

Вывод. Сжигание RDF-топлива как альтернативного источника энергии в среде с повышенным содержанием кислорода в количестве 24 %, позволит снизить расход природного газа на 42 %, что обеспечит значительную экономию в статье расходов на топливо, при условии, разумеется, что RDF обойдется дешевле газа.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бушихин В.В., Полозев Г.М., Кайгородов О.Н., Федосеев О.Е. Традиционные энергоносители и альтернативное топливо // Цемент. 2013. № 1. С. 80-84.

2. Айхас К., Виноградов К.А., Корнеев В.В. Предварительное технико-экономическое обоснование организации комплексного предприятия

по подготовке отходов к захоронению в производстве цемента // Цемент Информ. 2014. № 1. С. 34-38.

3. Шубин В.И. Использование техногенных материалов, в том числе горючих отходов, в производстве цемента // Цемент Информ. 2014. № 1. С. 3-8.

4. Классен В.К., Мирошникова О.В. Зависимость активности цементного клинкера от ввода нефтяного кокса в сырьевой шлам // Техника и технология силикатов. 2017. № 4. С. 2-6.

5. Мирошникова О.В., Борисов И.Н. Использование различных горючих отходов в производстве цемента // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. №7 С.71-76. DOI: 10.12737/агис1е_5Ь4Ю2ЬеЮ29е8.04326623

6. Пронина О С. Общие положения. Предпосылки использования ТБО в качестве топлива

// Новости теплоснабжения. 2008. № 2 (90). [Электронный ресурс]. URL:

https://www. rosteplo. ru/Tech_stat/stat_shablon .php ?id=2061 (дата обращения: 06.09.2021)

7. Зинченко М.Г., Шапорев В.П. Технология переработки твердых бытовых отходов и осадков сточных вод в органоминеральные удобрения // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. №3. С. 149-152.

8. Актанбаева А.А. Брикетирование ТБО и их применение [Электронный ресурс]. URL: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/35351 (дата обращения: 10.09.2021)

9. Гердас М., Чегно Р., Курунов И. Ф., Лин-гарди О., Рикеттс Д. Современный доменный процесс. Введение. М.: Металлургиздат, 2016. 280 с.

10.Дытнерский Ю. И., Брыков В.П., Кагра-манов Г.Г. Мембранное разделение газов. М.: Химия, 1991. 341 с.

11.Мирошниченко Ю.В., Еникеева Р.А., Кассу Е.М. Характеристика методов получения

медицинского кислорода и перспективы их использования в военном здравоохранении // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2016. № 2(54) С. 157-163.

12. Отчет о НИР № 4400/301121 «Исследование способов построения системы одновременного получения кислорода и азота из атмосферного воздуха с использованием криогенной и мембранной технологии» (шифр «Мочес»): Под ред. д.т.н. Баркова Б.В., ответственный кандидат испанских наук. Моргун М. А. М.: ВАТУ, 2001.

13.Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и продуктам их сгорания. М.-Л., Госэнергоиздат, 1962. 288 с.

14.Казанцев Э.И. Промышленные печи. М., Металлургия., 1975. 367 с.

15.Вальберг Г.С., Глозман А.А., Швыдкий М.Я. Новые методы теплового расчета и испытаний вращающихся печей. М.: Стройиздат, 1973, 111 с.

Информация об авторах

Коновалов Владимир Михайлович, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии цемента и композиционных материалов. E-mail: konovalov52@mail.ru. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.

Мошков Иван Петрович, магистрант кафедры технологии цемента и композиционных материалов. E-mail: konovalov52@mail.ru. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.

Федоров Александ Сергеевич, аспирант кафедры технологии цемента и композиционных материалов. E-mail: konovalov52@mail.ru. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.

Гостев Николай Сергеевич, бакалавр кафедры технологии цемента и композиционных материалов. E-mail: konovalov52@mail.ru. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.

Гончаров Александр Анатольевич, заведующий лабораторией кафедры технологии цемента и композиционных материалов. E-mail: konovalov52@mail.ru. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия, 308012, Белгород, ул. Костюкова, д. 46.

Поступила в мае 2022 г.

© Коновалов В.М., Мошков И.П., Федоров А.С., Гостев Н.С., Гончаров А.А., 2022

*Konovalov V.M., Moshkov I.P., Fedorov A.S., Gostev N.S., Goncharov A.A.

Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov *Е-mail: konovalov52@mail. ru

COMBUSTION OF RDF FUEL USING OXYGEN BLAST

Abstract. The cement industry has unique opportunities to address the issues of utilization of manmade raw materials and municipal waste. The problem of using alternative fuels in the technological process of cement production is usually due to their low calorie content. The above calculations show the possibility of using RDF fuel as part of a mixed fuel when it is burned under conditions of an increased oxygen content in the air. Reducing the volume of combustion products increases the temperature of the torch, which increases

the productivity of the cement rotary kiln, mixedfuel can be used in both low - and high-temperature zones of cement kiln units with an optimal ratio of components. There are restrictions on increasing the concentration of oxygen in the air, due to a decrease in the actual combustion temperature of the fuel due to the reverse reactions of the decomposition of combustion products and violations of the high-speed modes of operation of suspension heat exchangers. In addition, an increase in oxygen in the air significantly reduces the thermal efficiency of the clinker cooler as a result of the increase in excess air volumes. The use of RDF fuel in the optimal ratio allows replacing up to 42 % of natural gas.

Keywords: RDFfuel, oxygen, combustion temperature, volume of combustion products, gas consumption.

REFERENCES

1. Bushikhin V.V., Polozev G.M., Kaigorodov O.N., Fedoseev O.E. Traditional energy carriers and alternative fuel [Tradicionnye energonositeli i al'ter-nativnoe toplivo]. Cement. 2013. No. 1. Pp. 80-84. (rus)

2. Aikhas K., Vinogradov K.A., Korneev V.V. Preliminary feasibility study on the organization of an integrated enterprise for the preparation of waste for disposal in the production of cement [Predvaritel'noe tekhniko-ekonomicheskoe obosno-vanie organizacii kompleksnogo predpriyatiya po podgotovke othodov k zahoroneniyu v proizvodstve cementa]. Cement Inform. 2014. No. 1. Pp. 34-38. (rus)

3. Shubin V.I. The use of man-made materials, including combustible waste in the production of cement [Ispol'zovanie tekhnogennyh materialov, v tom chisle goryuchih othodov, v proizvodstve cementa]. Cement Inform. 2014. No. 1. Pp. 3-8.

4. Klassen V.K., Miroshnikova O.V. Dependence of the activity of cement clinker on the input of petroleum coke into the raw sludge [Zavisimost' ak-tivnosti cementnogo klinkera ot vvoda neftyanogo koksa v syr'evoj shlam]. Technique and technology of silicates. 2017. No. 4. Pp. 2-6. (rus)

5. Miroshnikova O.V., Borisov I.N., The use of various combustible wastes in the production of cement [Ispol'zovanie razlichnyh goryuchih othodov v proizvodstve cementa]. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2018. No.7. Pp. 71-76. DOI: 10.12737/arti-cle_5b4f02bef029e8.04326623(rus)

6. Pronina O.S. General provisions. Prerequisites for the use of MSW as a fuel, Heat Supply News 2008. No. 2 (90). URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_sha-blon.php?id=2061 (date of treatment: 09.06.2021)

7. Zinchenko M.G., Shaporev V.P., Technology of processing solid household waste and sewage sludge into organo-mineral fertilizers [Tekhnologiya pererabotki tverdyh bytovyh othodov i osadkov sto-

chnyh vod v organomineral'nye udobreniya]. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2014. No. 3. Pp. 149-152. (rus)

8. Aktanbayeva A.A. Briquetting of MSW and their application URL: http://earchive.tpu.ru/han-dle/11683/35351 (date of treatment: 10.09.2021)

9. Geerdas M., Chegno R., Kurunov I.F., Lingardi O., Ricketts D. Modern domain process. Introduction [Sovremennyj domennyj process]. M. : Metallurgizdat, 2016. 280 p. (rus)

10. Dytnersky Yu.I., Brykov V.P., Kagramanov G.G. Membrane separation of gases [Membrannoe razdelenie gazov]. M.: Chemistry, 1991. 341p.

11. Miroshnichenko Yu.V., Enikeeva R.A., Kassu E.M. Characteristics of methods for obtaining medical oxygen and the prospects for their use in military healthcare [Harakteristika metodov polu-cheniya medicinskogo kisloroda i perspektivy ih ispol'zovaniya v voennom zdravoohranenii]. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2016. No. 2(54). Pp. 157-163. (rus)

12. Research report No. 4400/301121 «Investigation of ways to build a system for the simultaneous production of oxygen and nitrogen from atmospheric air using cryogenic and membrane technology» [Otchet o NIR № 4400/301121 «Issledovanie sposobov postroeniya sistemy odnovremennogo polucheniya kisloroda i azota iz atmosfernogo vozduha s ispol'zovaniem kriogennoj i membrannoj tekhnologii»]. (Code "Moches"): Ed. d.t.s. Barkova B. V., responsible Spanish Ph.D. Morgun M. A. M.: VATU, 2001. (rus)

13. Dubovkin N.F. Handbook of hydrocarbon fuels and their combustion products [Spravochnik po uglevodorodnym toplivam i produktam ih sgoraniya]. M.-L., Gosenergoizdat, 1962. 288 p. (rus)

14. Kazantsev E.I. Industrial furnaces [Promyshlennye pechi]. M.: Metallurgy., 1975. 367 p. (rus)

15. Valberg G.S., Glozman A.A., Shvydkiy M.Ya. New methods of thermal calculation and testing of rotary kilns [Novye metody teplovogo rascheta i ispytanij vrashchayushchihsya pechej]. M.: Stroyizdat, 1973, 111p. (rus)

Information about the authors

Konovalov, Vladimir M. Candidate of Technical Sciences, Associate. E-mail: konovalov52@mail.ru. Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. Russia, 308012, Belgorod, st. Kostyukova, 46.

Moshkov, Ivan P. Undergraduate. E-mail: konovalov52@mail.ru. Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. Russia, 308012, Belgorod, st. Kostyukova, 46.

Fedorov, Aleksand S. Post-graduate student. E-mail: konovalov52@mail.ru. Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. Russia, 308012, Belgorod, st. Kostyukova, 46.

Gostev, Nikolai S. Bachelor of the Department of Technology of Cement and Composite Materials. E-mail: konovalov52@mail.ru. Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. Russia, 308012, Belgorod, st. Kostyukova, 46.

Goncharov, Alexander A. Head of the Laboratory. E-mail: konovalov52@mail.ru. Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. Russia, 308012, Belgorod, st. Kostyukova, 46.

Received 01.06.2022 Для цитирования:

Коновалов В.М., Мошков И.П., Федоров А.С., Гостев Н.С., Гончаров А.А. Сжигание RDF-топлива с использование кислородного дутья // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2022. № 10. С. 79-86. DOI: 10.34031/2071-7318-2022-7-10-79-86

For citation:

Konovalov V.M., Moshkov I.P., Fedorov A.S., Gostev N.S., Goncharov A.A. Combustion of rdf fuel using oxygen blast. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2022. No. 10. Pp. 79-86. DOI: 10.34031/20717318-2022-7-10-79-86

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.