КОНСТРУКТИВНЕ ОФОРМЛЕННЯ ТА ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСІВ У ВИПАЛЮВАЛЬНИХ ШАХТНИХ ПЕЧАХ З ВИКОРИСТАННЯМ ГАЗОПОДІБНОГО ПАЛИВА
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.02.14Ключові слова:
шахтна піч, вапно, виробництво вапна, випал вапняку, газовий потікАнотація
У статті проаналізовано шахтні печі для виробництва вапна. За способом випалювання шахтні печі бувають пересипні, напівгазові, на газоподібному і рідкому паливі. Встановлено недоліки роботи основних сучасних печей при випалюванні вапна. Основними агрегатами для великотоннажного виробництва вапна є шахтні вапняково-випалювальні печі, в яких в якості палива використовуються доменний кокс або антрацит або сортові вугілля. Як правило тощі види палива застосовують у виробництвах, де поряд у технологічному циклі використовується вуглекислий газ, який міститься у топкових газах з концентрацією 36−40%мас. Дані по експлуатації шести печей на території України на підприємствах показали, що основного поширення набули газові шахтні печі циліндричного і щілинного типу з прямим профілем футерування продуктивністю від 100 до 250 т/добу, діаметром шахти від 3,2 до 5,4 м і висотою 6−8 діаметрів печі. Найчастіше на них використовуються системи опалення з центральним і двома рядами периферійних інжекційних пальників без висову. Найбільш відповідальною частиною усіх печей є розподіл швидкостей газового потоку по перетину шахти печі й глибина радіального проникнення газового потоку в шар матеріалу. Розрахунки τ1 і τП проводилися таким чином: для вибирали інтервал температур середовища від 1300 до 250−300 °С, для τП − вибирався інтервал температур для матеріалу від 1000 до 100 °С і враховувалася щільність продукту при ступеня розкладання вапняку 98% (=1700 кг/м3). У зоні підігріву лімітуючою стадією є підведення тепла від газу до кускових матеріалів і при цьому можна прийняти рівним ~ 400−450 кДж/(м2∙год∙К) і τ1 оцінюється 0,8÷1 години. Загальний час перебування матеріалу в печі (зоні підігріву і зоні випалу) оцінюється 1,4÷1,5 години, середня швидкість переміщення матеріалу в циліндричної частини печі оцінюється як 0,004 м/с, що дозволяє вважати, що фільтрується шар умовно нерухомим. Зазначені характеристики впливають на якість вапняку і рівномірність випалу вапняку, що і було основою конструктивного оформлення випалювальних печей шахтних з використанням газоподібного палива.
Посилання
Shaporev P. V., Pitak I. V., Sebko V. V. Shakhtnaya pech` dlya myagkogo obzhiga izvestnyaka [Shaft kiln for soft calcining of limestone]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shukhova, 2013, no. 3, pp. 86−90.
Meshalkin V. P., Shulaev N. S., By`kovskij N. A., Aristov V. M. Fiziko-khimicheskie osnovy` kombinirovannoj energoresursoeffektivnoj tekhnologii pererabotki stokov proizvodstva kal`czinirovannoj sody` [Physicochemical foundations of a combined energy-resource-efficient technology for processing effluents from the production of soda ash]. Khimiya, nauki o materialakh, 2020, Vol. 494, pp. 45−49.
Ishkil`din A. S. Podkhody` k postroeniyu sistem avtomaticheskogo kontrolya zagazovannosti [Approaches to the construction of automatic gas control systems]. Sovremenny`e tekhnologii: dostizheniya i innovaczii. 2020, pp. 466−467.
Pitak I. V., Shaporev P. V., Shaporev V. P., Protopopov R. Ya. Udoskonalennya virobnicztva vapnyaku v shakhtnikh pechakh [Improving limestone production in mine kilns]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology, 2012, no. 26, pp. 33–41.
Pashhenko A. A., Akramov R. A., Ibragimov K. A. Svojstva vyazhushhikh sintezirovanny`kh v solnechny`kh pechakh [Properties of binders synthesized in solar kilns]. Neorganicheskie materialy`,1985, no.5, pp. 870−872.
Sokrashhenie ispol`zovaniya prirodnogo gaza za schet perevoda sushhestvuyushhikh izvestkovo-obzhigovy`kh pechej na tverdoe toplivo [Reducing the use of natural gas by converting existing lime kilns to solid fuels]. Collection of works I Interdisciplinary scientific and practical. Conf., young scientists and specialists. "Innovative ways of modernizing basic industries, energy and resource conservation, environmental protection", March 27–28, 2012, Kharkiv, pp. 122−134.
Matyukhin V. I., Yaroshenko Yu. G.. Zhuravlev S. Ya., Morozova E. V., Matyukhina A. V. Tekhnologicheskiye vozmozhnosti ispolzovaniya prirodnogo gaza v shakhtnykh pechakh dlya obzhiga izvestnyaka [Technological possibilities of using natural gas in shaft kilns for calcining limestone]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 2020, 63 (1), pp. 13−18.
Plotnikova S. E., Peregudov Yu. S., Gorbunova E. M., Niftaliev S. I. Perspektivy` primeneniya zhidkikh otkhodov proizvodstva kal`czinirovannoj sody` v kachestve khladonositelya na osnove trojnoj sistemy` CaCl2-K2Cr2O7-H2O [Prospects for the use of liquid waste from soda ash production as a coolant based on the CaCl2-K2Cr2O7-H2O ternary system]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenerny`kh tekhnologij, 2020, no. 82(3), pp. 233−238.
Protasova E. P., Puzikov N. T. Matematicheskoe modelirovanie i chislenny`j analiz shakhtnoj pechi izvestkovogo proizvodstva [Mathematical modeling and numerical analysis of a shaft kiln of lime production]. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/matematic heskoe-modelirovanie-i-chislennyy-analiz-shahtnoy-pechi-izvestkovogo-proizvodstva/viewer (accessed 12.05.2021).
Czkhovrebova I. B., Chochieva A. V., Shevchuk P. S. Perspektivy` ispol`zovaniya tekhnicheskie sredstva pri provedenii tamozhennogo kontrolya delyashhikhsya i radioaktivny`kh materialov [Prospects for the use of technical means during customs control of fissile and radioactive materials]. Nauka i innovaczii v XXI veke: aktual`ny`e voprosy`, otkry`tiya, 2019, p. 51.
Il`yashenko N. I., Fil`shin V. E. Issledovanie ae`rodinamicheskikh kharakteristik shakhtny`kh izvestkovy`kh pechej s prinuditel`ny`m otvodom gaza cherez kern [Investigation of the aerodynamic characteristics of shaft lime kilns with forced gas removal through the core]. Zhurnal Mekhanika, 1976, no. 1, 168 p.
Issledovanie proczessa obzhiga izvestnyaka v shakhtny`kh pechakh s gazoobrazny`m toplivom [Investigation of the process of calcining limestone in shaft furnaces with gaseous fuel]. Proceedings of NIOCHEM, Kharkiv, 1981, Vol. 56, pp. 64−76.
Negadajlov A. A., Negadajlov P. A., Shaporyev V. P. Optimizacziya raspredeleniya kuskovogo materiala po diametru shakhtnoj pechi s czel`yu umen`sheniya vredny`kh vy`brosov v atmosferny`j vozdukh ot izvestnyakovogo proizvodstva [Optimization of the distribution of lumpy material along the diameter of the shaft furnace in order to reduce harmful emissions into the atmospheric air from limestone production]. Ekologi`chna bezpeka, 2013, no. 2, pp. 97–102.
Pitak I. V., Shaporev P. V., Shestopalov A. V., Shaporev V. P. Sovershenstvovanie proizvodstva izvesti v shakhtny`kh pechakh [Improvement of lime production in shaft kilns]. Tekhnologicheskij audit i rezervy` proizvodstva, 2014, no. 6 (1), pp. 59–63.
Izmalkova T. V. Sovremenny`e sposoby` i metody` optimizaczii grunulometricheskogo sostava czementno-mineral`ny`kh smesej [Modern methods and methods for optimizing the grunulometric composition of cement-mineral mixtures]. Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferencziya molody`kh ucheny`kh BGTU im. V.G. Shukhova. 2016, pp. 1188–1192.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Валентин Витяганець, Валерій Шапорев, Інна Пітак, Антоніна Баранова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
