Богатир А. С.

Сортировать по умолчанию названию
  • ОБПАЛЮВАЛЬНА ПІЧ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ВАПНА

    Використання природного газу в Україні у 2010 році по даним Мінпромполітики складає 57722 млн. куб. м., хімічна промисловість використовує 6301,3 млн. куб. м., на досягнення кінцевого продукту, що складає близько 11 % від загального використання газу в Україні. Виробництво вапна здійснюється на вапняно-випалювальних ділянках металургійних та хімічних підприємств, у будівельній промисловості та ін. із застосуванням різних агрегатів. Деякі печі (наприклад, шахтні) працюють із використанням твердого палива. Обпалювальні печі бувають шахтними, обертовими, камерними, тунельними та ін. Обпалювальна піч призначена для випалу різних матеріалів (вапно, вогнетривка глина, руда також вогнетривка цегла, фарба на посуді і т. ін.). Розглянемо обертову трубчасту піч для випалу вапняку (CaCO3) з метою отримання вапна (CaО). Піч працює наступним чином [1]. Вапняк подається до печі із бункера, що розташований в верхній частині печі, далі транспортується через піч за рахунок обертання барабану, який нахилений до горизонту на 2-5 градуси, при цьому нагрівається до 900-1000°С. Отримання готового вапна відбувається на протилежному кінці барабану. За енергетичною ознакою трубчасті обертові печі відносяться до печей- теплообмінників зі змінним по довжині режимом теплової роботи. На ділянці, де відбувається горіння палива і температура продуктів згоряння досягає 1250-1300 °С, здійснюється теплообмін за рахунок радіаційного режима. У міру просування продуктів згоряння палива по довжині печі вони охолоджуються до декількох сотень градусів (700–900 °С). Печі для випалу вапняку споживають багато енергії. Витрати палива досягають 250 кг.у.т./т готового вапна. Найбільші втрати тепла втрачаються через футерівку апарату, що становлять 20-50 % від загальної теплової потужності печі. Існує декілька способів зниження теплових втрат. Традиційними є збільшення товщини кладки, використання теплоізоляції між кожухом і футеровкою. Проте стійкість внутрішнього футерування в круглому барабані, який постійно обертається, невелика, тому такий спосіб зниження теплових втрат малоефективний. На сьогоднішній день існують розробки та технічні розрахунки застосування спеціальних покриттів та екранів [2], завдяки чому відбувається зменшення тепловіддачі випромінюванням і конвекцією від зовнішньої поверхні печей. Серед теплових агрегатів обертова піч відрізняється високими температурами корпуса та рівнем втрат в навколишнє середовище. Аналіз відомих способів зменшення цих втрат дозволяє очікувати значний ефект від використання екранів і покриттів за рахунок зниження втрат теплоти в навколишнє середовище. Зниження втрат теплоти в навколишнє середовище може забезпечити: зниження потужності холостого ходу печі, і як наслідок, зниження витрати палива [3]; покращення умов праці обслуговуючого персоналу, тобто вирішує задачу охорони праці та збільшення терміну робочої кампанії печі.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ХОЛОДИЛЬНИКА ДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АЛЮМІНІЮ

    Очищений технічний сульфат алюмінію призначений для очистки води господарсько-питної та промислового значення, використання в паперово-целюлозній, текстильній і інших галузях промисловості [1]. Інститутом газу НАН України розроблена схема виробництва сульфату алюмінію, яка включає: підготовку пульпи, гранулювання сульфату алюмінію в грануляторі киплячого шару, повернення рециркуляту в гранулятор, охолодження гранул в холодильнику дисперсних матеріалів з можливістю класифікації, осадження фракцій матеріалу в циклонах, складування [2]. Сформовані гранули, маючи високу температуру, в межах 200-250°С, можуть злипатися в бункері. Тому, перед вивантаженням в бункер, є необхідність їх охолодження. Цей процес відбувається в холодильнику. В технологічній лінії виробництва сірчанокислого алюмінію для охолодження гранул готового продукту використано холодильник дисперсних матеріалів псевдозрідженого шару. На основі проведених авторами досліджень, було поставлено задачу вдосконалення апарату псевдозрідженого шару, таким чином, щоб при вивантаженні мати можливість класифікувати матеріал, що охолоджується та полегшити вивантаження крупної фракції. Поставлена задача вирішується тим, що в апараті псевдозрідженого шару зроблені додаткові стінки, які дозволяють поділити робочу камеру на три зони з змінними швидкостями на рівні верхньої частини апарату таким чином, щоб у першій зоні вивантажувалась дрібна фракція, у другій - середня фракція, в третій зоні, через вивантажувальний пристрій, – крупна фракція (рис.1). Таким чином, використання запропонованого апарату для обробки сипких матеріалів у псевдозрідженому шарі, розширює технологічні можливості апарата за умови відносно простих конструкцій та забезпечує ефективне оброблювання найрізноманітніших матеріалів.

    Переглянути
  • ОБПАЛЮВАЛЬНА ПІЧ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ВАПНА

    Вапно здавна використовувалось людьми в різних сферах. Воно використовується в гірничодобувній, металургійній та сталеливарній промисловості. Багато вапняку та вапна використовується в будівництві, починаючи від вапнякового щебеню і закінчуючи різними будівельними сумішами, фарбами та клеями на основі вапна. Розглянемо технологічну схему виробництва вапняку. Вологий вапняк зі складу за допомогою системи завантажування 1 через завантажувальний бункер 2 поступає у високотемпературний шахтний підігрівач 3, де розміщуючись на лопатках попередньо підігрівається за допомогою димових газів що відходять з робочого простору. Попередньо підігріта сировина за допомогою завантажувальної головки 5 подається у барабан обертової печі для обпікання. Вапно, яке утворилося у процесі обпалу вапняку, надходить у шахтний охолоджувач 10. Отриманий кінцевий продукт за допомогою системи вивантаження 12 транспортується на склад. Природний газ надходить у центральний пальник 8 в кількості, необхідній для забезпечення заданої потужності печі. Повітря для горіння в наведеній печі подається із шахтного охолоджувача вапна і направляється в відкидну головку печі за рахунок напору вентилятора. Кількість повітря залежить не тільки від потужності пальника але й від продуктивності проходження готового вапна. За енергетичним ознакою трубчасті обертові печі відносяться до печей- теплообмінників зі змінним по довжині режимом теплової роботи. На ділянці, де відбувається горіння палива і температура продуктів згоряння досягає 1250-1300 °С, здійснюється теплообмін за рахунок радіаційного режима. У міру просування продуктів згоряння палива по довжині печі вони охолоджуються до декількох сотень градусів (700–900 °С). Печі для випалу вапняку споживають багато енергії. Витрати палива досягають 250 кг.у.т./т готового вапна. Найбільші втрати тепла втрачаються через футерівку апарату, що становлять 20- 50% від загальної теплової потужності печі. Існує декілька способів зниження теплових втрат. Традиційними є збільшення товщини кладки, використання теплоізоляції між кожухом і футеровкою. Проте стійкість внутрішнього футерування в круглому барабані, який постійно обертається, знижується. Такий спосіб зниження теплових втрат малоефективний. На сьогоднішній день існують розробки та технічні розрахунки застосування спеціальних покриттів та екранів [2], завдяки чому відбувається зменшення тепловіддачі випромінюванням і конвекцією від зовнішньої поверхні печей. Серед теплових агрегатів обертова піч відрізняється високими температурами корпуса та рівнем втрат в навколишнє середовище. Аналіз відомих способів зменшення цих втрат дозволяє очікувати значний ефект від використання екранів і покриттів за рахунок зниження втрат теплоти в навколишнє середовище. Зниження втрат теплоти в навколишнє середовище може забезпечити: зниження потужності холостого ходу печі, і як наслідок, зниження витрати палива [3]; покращення умов праці обслуговуючого персоналу, тобто вирішує задачу охорони праці та збільшення терміну робочої кампанії печі.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ДОЗУВАННЯ ПОЛІМЕРУ ПРИ ЧЕРВ’ЯЧНІЙ ЕКСТРУЗІЇ

    Для повного дослідження процесу екструзії його доцільно розглядати як сукупність послідовних процесів подачі, плавлення та гомогенізації. При цьому одним із найважливіших показників є продуктивність, за яку відповідає третя зона (зона гомогенізації), в якій відбувається течія розплаву[1]. Ця зона починається в місці, де тільки завершився процес плавлення. Зону течії розплаву також називають насосною зоною, так як в більшості випадків розплав полімерів повинен бути переміщений до фільєри проти значного тиску. Перші дослідження проблеми течії розплаву відносяться до 1922 року [2]. В ранніх роботах, розглядалися ньютонівські рідини, в’язкість яких не залежить від температури. Це досить зручний випадок для аналізу, тому що він достатньо простий і дає точні і зрозумілі аналітичні рішення. Використання спрощеної ньютонівської моделі дозволило б для рідин, в’язкість яких не залежить від температури, проаналізувати течію розплаву поперек каналу незалежно від течії вздовж вісі каналу, тобто протитечія окремо від прямотечії, яка спричинена рухом граничної поверхні. Якщо прийняти, що: рідина – ньютонівська; течія стала; в’язкість розплаву не залежить від температури та нехтуючи силами інерції і тяжіння через їх відносно малу в'язкість; ширина каналу вважається необмеженою; кривизна каналу незначна (наближення плоских поверхонь), то модель можна розглядати, як плоско паралельну, яка зображена на рис.1. Плоска пластина рухається зі швидкістю Vb над плоским прямокутним каналом з кутом φ між Vb та сторонами каналу. Зауважимо, що тиск є функцією тільки координати z вздовж вісі каналу. Отже, рівняння (1) можна проінтегрувати для того щоб отримати профіль напруг зсуву в радіальному напрямку (y). Зокрема, особливий інтерес представляє вплив глибини каналу на течію розплаву. Швидкість потоку прямо пропорційна глибині каналу, а швидкість протитечії збільшується разом з глибиною каналу, зведеного в куб. Отже, протитечія збільшується набагато швидше зі зростанням глибини каналу, чим прямотечія. Тому глибина каналу в зоні дозування зазвичай робиться невеликою. Попередньо проведені експериментальні дослідження показали, що оптимальна глибина каналу, яка забезпечує найвищу продуктивність екструдера при заданій швидкості шнека і градієнту швидкості, з достатньою точністю може бути визначена за допомогою рівняння об'ємноъ витрати в повздовжньому напрямку.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ХОЛОДИЛЬНИКА ДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АЛЮМІНІЮ

    Очищений технічний сульфат алюмінію призначений для очистки води господарсько-питної та промислового значення, використання в паперово-целюлозній, текстильній і інших галузях промисловості [1]. Інститутом газу НАН України розроблена схема виробництва сульфату алюмінію, яка включає: підготовку пульпи, гранулювання сульфату алюмінію в грануляторі киплячого шару, повернення рециркуляту в гранулятор, охолодження гранул в холодильнику дисперсних матеріалів з можливістю класифікації, осадження фракцій матеріалу в циклонах, складування [2]. Сформовані гранули, маючи високу температуру, в межах 200-250°С, можуть злипатися в бункері. Тому, перед вивантаженням в бункер, є необхідність їх охолодження. Цей процес відбувається в холодильнику. В технологічній лінії виробництва сірчанокислого алюмінію для охолодження гранул готового продукту використано холодильник дисперсних матеріалів псевдозрідженого шару. На основі проведених авторами досліджень, було поставлено задачу вдосконалення апарату псевдозрідженого шару, таким чином, щоб при вивантаженні мати можливість класифікувати матеріал, що охолоджується та полегшити вивантаження крупної фракції. Поставлена задача вирішується тим, що в апараті псевдозрідженого шару зроблені додаткові стінки, які дозволяють поділити робочу камеру на три зони з змінними швидкостями на рівні верхньої частини апарату таким чином, щоб у першій зоні вивантажувалась дрібна фракція, у другій - середня фракція, в третій зоні, через вивантажувальний пристрій, – крупна фракція (рис.1).

    Переглянути