авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

Использование твердых углеродсодержащих отходов в пирометаллургических процессах

-- [ Страница 2 ] --

Рис. 2. Изменение температуры отходящих газов во времени для различных шихт при проведении экспериментальных исследований в агломерационных чашах.

По данным теплотехнического расчета подтвержденного экспериментальными исследованиями, на нагрев и диссоциацию известняка полезно расходуется около 30 % тепла. Потери тепла на недожог, с золой, с известью, с воздухом охлаждения и в окружающую среду от элементов конструкции не превышают 25 %.

Данные приведенные в таблице 1 свидетельствуют о возможности повышения качества получаемых продуктов в т.ч., за счет применения более калорийного и менее зольного углеродсодержащего сырья (например, резиновых отходов).

КПД процесса в соответствие с экспериментальными исследованиями составляет 42% - выше, чем при использовании теплового потенциала углеродсодержащих отходов для получения пара и электроэнергии на его основе.

Непрерывный обжиг в слое с использованием в качестве нового вида топлива твердых углеродсодержащих материалов может быть реализовано в обжиговых металлургических агрегатах: в трубчатых вращающихся печах и агрегатах конвейерного типа для обжига шламов глиноземного производства, получения металлургической и строительной извести.

2. С целью увеличения теплового КПД агрегата и обеспечения снижения выбросов кислот и диоксида серы в окружающую среду следует использовать технологию слоевого обжига твердых шихт металлургического назначения в агрегате конвейерного типа.

Обжиговые трубчатые вращающиеся печи, являясь агрегатами непрерывного типа, имеют ряд существенных недостатков, связанных с большим пылеуносом, значительной капиталоемкостью при невысокой удельной производительности и низком тепловым КПД. Теплоноситель (отходящие газы) взаимодействуя исключительно с верхним слоем шихты не обеспечивает равномерный прогрев всего слоя. Обжиговые агрегаты конвейерного типа позволяют осуществить наиболее полный прогрев слоя при просасывании горячих отходящих газов через слой обжигаемого материала.

На основании результатов проведенных экспериментальных исследований и выполненного теплотехнического расчета предложены технология переработки углеродсодержащих твердых отходов в пирометаллургическом процессе и конструкция термического агрегата на основе конвейерной обжиговой машины. Разработан метод подготовки шихтовых компонентов и схема газопотоков (рис. 3). Предложено использование дополнительных рыхлящих устройства, устройств вторичного зажигания потухших участков слоя и грохота для отсева золы. Машина оснащается тягодутьевыми установками и многоступенчатой системой газоочистки.

Получаемая известь может быть использована для формирования шлакообразующих смесей в печах черной металлургии; в качестве связки при изготовлении металлургических брикетов; приготовления растворов на основе известкового молока для систем мокрой газоочистки в металлургических печах; для приготовления строительных растворов и изготовления бетонных изделий; в качестве компонента вяжущих в основании дорожных одежд. Аглопорит и цементный клинкер используется в строительной и металлургической промышленности в качестве универсального наполнителя и вяжущего.

КПД процесса в соответствие с экспериментальными и теоретическими исследованиями с учетом полезного использования тепла отходящих газов в соответствии с разработанной схемой газопотоков составляет 55%.

Экспериментально было установлено, что высота слоя твердых углеродсодержащих отходов отходов должна превосходить высоту слоя обжигаемого материала в 5-6 раз и находиться в диапазоне 400-600 мм. Оптимальный гранулометрический состав обжигаемого материала находится в пределах 5-20 мм, а отходов - 50-100 мм.

Показатели технологического процесса энергетического использования смешанных твердых углеродсодержащих отходов с калорийностью порядка 10 МДж/кг в слое с известняком приведены в таблице 3.

В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что предлагаемая технология энергетического использования твердых углеродсодержащих отходов на обжиговой машине конвейерного типа, позволяет снизить объем вредных выбросов в атмосферу в виде кислот (HCl, HF) и диоксида серы, за счет поглощения твердыми продуктами обжига содержащими известь и известняк, рис. 4.

Таблица 3.

Предварительные параметры процесса использования теплового потенциала твердых углеродсодержащих отходов для получения извести

Наименование параметров Показатели
1 Крупность известняка перед укладкой на колосниковую решетку 520 мм
2 Весовое отношение отходы/известняк, загруженных на колосниковую решетку 2,58,0
3 Общая высота слоя на колосниковой решетке 400700 мм
4 Послойная укладка: низ слоя – известняк, верх – отходы
5 Температура в камере зажигания 10001200°С
6 Время пребывания в зоне зажигания 2,0-2,5 мин.
7 Скорость сжигания отходов 20-30 мм/мин.
8 Максимальная температура:
  • на границе известняк-отходы
800-1100°С
  • отходящий газ в вакуум-камере
600-900°С
9 Удельная производительность по сжиганию отходов 0,3-0,36т/м2ч
10 Степень обжига известняка 60-70%

 Массовая доля хлора и серы в-3

Рис. 4. Массовая доля хлора и серы в различных продуктах обжига при проведении экспериментальных исследований в аглочашах

Снижение содержания в дымовых газах HCl/HF значительно уменьшает вторичное образование полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов на стадии охлаждения дымовых газов.

ЗАключение

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи использования энергетического потенциала твердых углеродсодержащих отходов в пирометаллургических процессах.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

1. Использование твердых углеродсодержащих отходов в качестве нового вида топлива с получением продуктов металлургического и попутного назначения, обеспечивает эффективную утилизацию теплового потенциала отходов и поглощение кислот и диоксида серы.

2. Установлено, что для реализации задачи слоевого обжига наиболее целесообразно использовать усовершенствованную конвейерную обжиговую машину и соответствующую технологию, отличающуюся системой газопотоков, наличием дополнительных рыхлящих и зажигающих устройств, грохота для отсева золы и систем подготовки шихты.

3. Экспериментальными исследованиями показано, что тепловой КПД процесса слоевого сжигания отходов в слое на разработанной обжиговой машине конвейерного типа составляет 55%, что существенно выше, чем термический эффект от эксплуатации систем с теплоносителем в виде пара.

4. Установлено, что оптимальные условия сжигания отходов на обжиговой машине конвейерного типа достигаются при укладке слоя отходов на слой известняка (или другого обжигаемого сырья), при этом высота слоя отходов должна превосходить толщину слоя обжигаемого материала в 5-6 раз и находиться в диапазоне 400-600 мм. Оптимальный гранулометрический состав обжигаемого сырья находится в пределах 5-20 мм, а отходов - 50-100 мм.

5. Экспериментально установлена возможность использования в качестве обжигаемого материала известняка, аглопоритовой шихты и шихты для производства цементного клинкера на основе белитового шлама глиноземного производства.

6. Экспериментально установлена возможность использования теплового потенциала широкого спектра углеродсодержащих твердых отходов на конвейерной машине.

7. Ожидаемый экономический эффект от предложенных разработок составил порядка 50 рублей на 1 тонну извести.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

  1. Феоктистов А.Ю. Технологические преимущества использования твердых углеродсодержащих отходов в обжиговой машине конвейерного типа для получения продукции металлургического и попутного назначения / В.А. Арсентьев, И.Н. Белоглазов// Металлург, 2009. № 12. С. 42- 44.
  2. Арсентьев В.А. Новая технология термического уничтожения твердых бытовых отходов / А.В.Петров, И.Н. Белоглазов, А.Ю. Феоктистов //Черные металлы, 2006 г. №7-8. С. 37-41.
  3. Патент 22977871 Российская Федерация, МПК B01D46/26. Устройство для очистки газа / М. И. Ильин, Б. Н. Куценко, А.Ю. Феоктистов и др. СПГГИ (ТУ) им. Плеханова, 2007 г.
  4. Феоктистов А.Ю. Исследование термической переработки отходов на конвейерной обжиговой машине / А.Ю. Феоктистов // Записки Горного института, 2007 г. Т. 170. С. 176-179.
  5. Белоглазов И.Н. Обоснование актуальности применения металлургических агрегатов для утилизации отходов [Электронный ресурс] / И.Н. Белоглазов, А.Ю. Феоктистов // Инженерные и технологические исследования для устойчивого развития, 2006 г. http://www.msuie.ru/unesco.forum/ .
  6. Feoktistov A. Application of conveyor kiln for the thermal treatment of carbonaceous household wastes/Materialy XLVII Sesji Pionu Gorniczego, Akademia Gorniczo-Hutnicza, Krakow, 2006. C. 48.
  7. Feoktistov A. Carbonaceous household wastes as fuel feedstock in thermometallurgical equipment and processes/Тезисы LVIII Международного форума горняков и металлургов «Freiberger Forschungshefte», Фрайберг, Германия, 2008.C. 199-203.


Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.