автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Интенсификация и оптимизация энерготехнологических процессов на примере обжига цементного клинкера

^Л^ . . —На гувах рукописи

Тру баев Павел Алексеевич

Интенсификация и оптимизация

энерготехнологических процессов на примере обжига цементного клинкера

05.17.08 — Процессы и аппараты химической технологии

05.17.11 — Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Белгород 2006

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В. Г. Шухова

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Беседин Павел Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дорохов Игорь Николаевич

доктор технических наук, профессор Шубин Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор Зубехин Алексей Павлович

Ведущая организация:

Южно-Российский государственный технический университет, г. Новочеркасск

Защита состоится 26 октября 2006 г. в II00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.204.03 в конференц-зале РХТУ им. Д. И. Менделеева (125047, Москва, Миуская пл., 9).

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан 18 сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного советаЖенса А. В.

Актуальность проблемы

Промышленность строительных материалов является крупным потребителем сырьевых и энергетических ресурсов. Технология производства строительных материалов на основе силикатных соединений (цемента, стекла, керамики, огнеупоров и др.) заключается в высокотемпературной обработке специально приготовленных сырьевых смесей в обжиговых аппаратах. Исследование, оптимизация и интенсификация этих технологий определяется тесной взаимосвязью протекающих в одном аппарате тепломассообменных, физико-химических и химических процессов. Поэтому задачи энергосбережения, оптимизации и интенсификации процессов производства строительных материалов могут быть решены на основе методов системного анализа этих процессов и комплексного подхода к технологии.

В 1995-2005 г. в российской промышленности значительно изменились экономические и технологические условия. Увеличение удельной стоимости топлива, выработка запасов традиционного сырья, применение техногенного сырья и нетрадиционных видов топлива, увеличение выпуска специальной продукции привели к изменению технологических условий производства и заметному изменению свойств перерабатываемого сырья. В применяемой в настоящее время методологии энергосбережения и интенсификации процессов производства строительных материалов используются методы и усредненные константы, относящиеся к традиционной сырьевой базе. Поэтому существующие подходы не могут в полной мере отражать современные условия и требуют дальнейшего развития и совершенствования, так как отсутствие методов и способов учета изменяющегося минералогического состава сырьевых материалов и выпускаемой продукции сдерживает дальнейшее развитие научных основ процессов получения силикатных строительных материалов, препятствует интенсификации производства и энергосбережению. Одинаковая сырьевая база, используемая в технологии различных силикатных строительных материалов, и близкий способ производства, заключающийся в высокотемпературной обработке сырья, позволяют рассматривать однотипные процессы преобразования сырья и применять обобщенные методы анализа технологий.

В связи с вышеизложенным тема работы является актуальной и направлена на развитие научных основ совершенствования процессов получения силикатных строительных материалов в обжиговых высокотемпературных аппаратах.

Цель исследований

Целью работы является развитие методологии энергосбережения, оптимизации и интенсификации теплотехнологических процессов промышленности силикатных строительных материалов в условиях изменения традиционной сырьевой базы, применения техногенного сырья, выпуска специальной продукции.

В соответствии с указанной целью на основании методов системного анализа и информационных технологий выделен следующий комплекс задач:

— разработка методологии и информационных средств технологических, теплотехнических и термодинамических расчетов процессов получения силикатных строительных материалов в высокотемпературных аппаратах при изменении минералогического состава перерабатываемого сырья и выпускаемой продукции;

— разработка методологии сравнительного теплового, термодинамического и эксергетического анализа теплотехнологических процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов;

— определение теплофизических свойств сырьевых материалов и получаемой продукции при изменении их минерального состава;

— разработка методологии энергосбережения и интенсификации теплотехно-логических процессов производства силикатных строительных материалов, в том числе путем регулирования состава и свойств обрабатываемых сырьевых смесей.

Научная новизна исследований

Разработана методология исследования и оптимизации многокомпонентных силикатных сырьевых смесей и систем, ориентированная на технологии, характеризующиеся изменением минерального состава сырья и продукции и использованием техногенных материалов, в том числе:

— предложена формализация методов расчета и корректирования многокомпонентных сырьевых смесей производства силикатных материалов, заключающаяся в обобщенном описании методов расчета сырьевых смесей различных технологий. Отличие от существующих методов заключается в возможности расчета смесей с неограниченным числом компонентов и проведении расчета по произвольно составляемым наборам требований к сырьевым смесям и получаемому продукту;

— для многокомпонентных систем и смесей силикатной технологии разработан метод локализации области существования. Он заключается в определении границ локальной области симплекса по ограничениям, задаваемых доя характеристик, являющимися функциями содержания компонентов. В отличие от существующих методов границы области определяются аналитически, а не перебором вариантов;

— разработан метод оптимизации многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений-равенств и неравенств. Для задач технологии силикатных строительных материалов метод, по сравнению с существующими, позволяет повысить устойчивость решения и сходимость.

Предложена методология теплотехнического анализа промышленных аппаратов, учитывающая состав и свойства обжигаемого сырья и применение техногенных материалов, в том числе:

— разработаны методики теплотехнических расчетов процесса обжига карбо-натосодержащего сырья с добавлением техногенных продуктов в условиях недостаточности контрольной информации.

— предложена методика количественной оценки теплового режима работы вращающейся печи по температуре внешней поверхности ее корпуса;

— предложен метод теплового расчета действующей вращающейся печи для определения производительности при заданном тепловом режиме, позволяющий оценивать работу печи при вводе в нее техногенных продуктов и производить поиск способов интенсификации технологического процесса.

Проведено комплексное исследование теплопроводности сырьевых смесей и обоженных продуктов технологии строительных материалов, в том числе:

— разработан основанный на решении обратной задачи метод определения зависимости коэффициента теплопроводности гранулированного материала от температуры, позволяющий определять коэффициент теплопроводности при температурах до 1500°С;

-впервые экспериментально определены коэффициенты теплопроводности обжигаемого в печи слоя материала и цементного клинкера, установлена зависимость коэффициента теплопроводности от состава материала; 2

-разработан метод расчета коэффициента теплопроводности многокомпонентных материалов, отличающийся использованием в качестве характеристик компонентов их коэффициентов теплопроводности, а не эмпирических констант. Произведена оценка коэффициентов модели, лежащей в основе метода, для огнеупорных материалов, цементных сырьевых смесей различного состава и клинкера. Впервые получены модульные характеристики цементных сырьевых смесей и клинкера, характеризующие их теплофизические свойства.

Разработан метод численного решения модели теплообмена при принудительной фильтрации воздуха через засыпку из гранул и алгоритм расчета теплообмена в слое материала на переталкивающей решетке колосникового типа. Предложен способ учета неравномерности слоя, образующегося вследствие движения колосников. Экспериментальным путем в лабораторных условиях получены критериальные уравнения, уточняющие коэффициенты аэродинамического сопротивления и теплообмена в аппаратах с колосниковыми решетками.

Разработаны обобщенная методология теплового, термодинамического и эк-сергетического анализа процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов, основанная на едином описании тепловых, термодинамических и теплофизических свойств перерабатываемых материалов, в том числе:

— предложен метод теплового расчета химических аппаратов с использованием полной энтальпии входных и выходных потоков, которая включает физическую составляющую, определяемую температурой, и химическую составляющую, определяемую составом, агрегатным и структурным состоянием материала. Для использования в предложенном методе составлены таблицы термодинамических свойств соединений силикатной технологии;

— впервые установлена зависимость между термодинамической эффективностью процесса преобразования сырьевой смеси в цементный клинкер и показателями качества получаемого продукта. Предложен обобщенный вид термодинамических критериев, характеризующих эффективность процесса преобразования сырьевых материалов в продукты силикатной технологии с учетом минералогического состава сырья получаемого продукта;

— предложен метод расчета химической эксергии химических элементов, используемой для расчета реакционной эксергии химических соединений. Метод учитывает требуемый состав окружающей среды и позволяет получать химическую эксергию, согласованную с используемыми термодинамическими данными. Составлены таблицы химической эксергии соединений силикатной технологии при разной температуре окружающей среды с веществами отсчета, соответствующим сырьевой базе силикатной технологии.

Практическая ценность исследований

Практическая значимость заключается в решении ряда инженерно-технических задач для производства различных стройматериалов и разработке методологии теплотехнологического и термодинамического анализа, которая может быть применена для широкого круга технических и производственных задач, относящихся к получению продукции из природного и техногенного сырья.

1. Разработана методологическая и информационная база анализа, моделирования и интенсификации высокотемпературных теплотехнологических процессов

производства строительных материалов, учитывающая свойства перерабатываемого сырья, использование техногенных материалов и нетрадиционного топлива.

2. Разработан ряд программных средств для расчета многокомпонентных сырьевых смесей, в том числе: цементных сырьевых смесей в условиях двухтит-ровой технологии; магнезиальных высокожелезистых цементов; стекольной сырьевой шихты. Разработана программа расчета и оптимизации цементных сырьевых смесей, позволяющая: проводить расчет и оптимизацию смесей с неограниченным числом компонентов; использовать произвольные сочетания требований к составу сырьевой смеси и клинкера; учитывать произвольное количество присадок в печи и добавок в сырьевую смесь; проводить оптимизацию сырьевой смеси по произвольно составляемому критерию; учитывать при оптимизации ограничения-равенства и неравенства. Предложены и апробированы методики оптимизации сырьевых смесей по их энергоемкости, методика выбора сырьевых компонентов из производственной базы, методика расчета сырьевой смеси, включающей техногенные продукты.

3. Установлено, что точность тепловых расчетов процессов преобразования сырья мало зависит от используемых термодинамических данных и определяется методами расчетов содержания химических соединений в сырьевой смеси и получаемом продукте. Для технологии цемента разработан метод расчета массы соединений на границах зон вращающейся печи, определяемых интервалом температуры материала в 100°С. Предложены методы расчета расхода сырья и производительности печи при ее двухшламовом питании. Уточнены методы расчета материального и теплового балансов процесса обжига клинкера с учетом минералогического состава сырья и клинкера, наличия в сырье техногенных продуктов.

4. Произведено уточнение методики расчета потерь теплоты через цилиндрические стенки вращающейся печи. Предлагаются уравнения и номограммы для расчета теплопотерь через корпус в окружающую среду. Проанализировано влияние факторов на потери теплоты через стенки печи.

5. Для анализа работы печи при вводе техногенных продуктов уточнена методика моделирования теплообмена в печи, отличающаяся от имеющихся расчетом теплового потока через футеровку печи в окружающую среду и позволяющая разбивать печь на произвольные технологические зоны.

6. Показано, что анализ процесса обжига только по статьям затрат теплоты не всегда эффективно, потому что снижение удельного расхода топлива может сопровождаться снижением производительности. Предложено мероприятия по экономии топлива и интенсификацию работы печи рассматривать совместно, оценивая их по предложенному экономическому критерию. Выполнен анализ способов интенсификации работы цементной печи, в том числе и при вводе в нее техногенных продуктов.

7. Разработана термодинамическая база данных для анализа химических и тепловых процессов, ориентированная на соединения и процессы технологии силикатных строительных материалов. Предложен обобщенный метод расчета теплового эффекта клинкерообразования, учитывающий различный минералогический состав сырьевой смеси и клинкера, наличие в сырье техногенных продуктов.

8. Выполнен эксергетический анализ процесса обжига цементного клинкера с целыо его интенсификации, в том числе при использовании техногенных продуктов.

Аппробация работы

Диссертация выполнялась в соответствии с планом НИР по единому заказ-наряду Минобразования РФ на 1993-2005 г. (№ гос. per. БелГТАСМ 1.20.93.2 и БГГУ 01200300165), грантом Минобразования на 2003-2004 г., перечнем важнейших работ АО «Концерн Цемент» на 1992-1997 г. (шифры 49/92-85н и 28/96-208н), а также по прямым заказам различных предприятий на хоздоговорной основе. Результаты работы внедрены на 10 российских цементных заводах, о чем имеются соответствующие акты. По результатам исследований опубликовано 88 печатных работ. Результаты работы доложены или представлены в 1993-2005 г. на 22 международных и всероссийских научных конференциях.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем диссертации составляет 565 е., работа содержит 209 рис., 120 табл., 416 библиографических источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Особенности оптимизации и интенсификации высокотемпературных процессов технологии многокомпонентных силикатных материалов

В первой главе описаны существующие методы технологических и теплотехнических расчетов в технологии силикатных строительных материалов и цементного клинкера: способы описания состава многокомпонентных материалов; требования к оптимальному составу сырьевых смесей; методы планирования эксперимента для многокомпонентных смесей и систем; методы расчета и оптимизации многокомпонентных смесей; особенности теплового термодинамического и эксергетического анализа теплотехнологических аппаратов и моделирования теплообмена в них; методы экспериментального измерения и расчета теплофизиче-ских свойств материалов силикатных технологий; направления интенсификации и энергосбережения в промышленности стройматериалов.

Делается вывод, что на теплотехнические процессы и тепловой режим в печах производства силикатных материалов оказывают существенное влияние свойства и энергетическая ценность перерабатываемого материала. В заключение главы на основании проведенного анализа современного состояния проблемы сформулированы цель и задачи исследований.

2. Методология расчета и оптимизации многокомпонентных систем и смесей

Формализация расчета многокомпонентных смесей Расчет состава многокомпонентных сырьевых смесей является обусловленной задачей, имеющей однозначное решение, и заключается в определении содержания компонентов {X} = {хь х2, ..., Хм}, 0 < д:, < 1, в jV-компонентной смеси (системе). Требования к составу определяются в виде характеристик М (содержания оксидов, минералов, значения модулей), являющихся функциями от химического состава Sj (J = \...Ns) — условного обозначения состава материала через оксиды. Характеристики М представляются в обобщенном виде

(

л/=

к'0+ Е к'^

' „ * . '

¿о+ Е АуЯу у=1

Ч У

(1)

откуда может быть получена линеаризованная характеристика 7} (5)

т.= тт^ 0 о -*«) + Чк)- м* к'))

где £ — коэффициенты; Л„ доля потерь при прокаливании ППП/ /-го сырьевого компонента и этого же компонента на стадии переработки, для которой определяется характеристика Л/, Ь = (1 - ППП)"1; М!'х — заданное значение характеристики Л/ (требование к сырьевой смеси или продукту обжига); 5\у — содержаниеу-й статьи химического состава в /-м компоненте.

Для расчета Л'-компопентных сырьевых смесей предложено формализован-

(2)

ное уравнение:

Л'-!

/

М**- Е Г(5пр»)9пр*

л

I - 2 <7Пр* * -1

\

■71[5лгу),/= 1...Лг-1, (3)

Г "I

где5,у = | ^¿¡^-¿л'^лгу! ¿= 1.. ./V— I ^л^^лгу! /=1 ] х*=1- Ехд

Чир — количество и массовая доля в обоженном продукте добавок и присадок. Уравнение (3) описывает задачи расчета сырьевых смесей цементного, стекольного и ряда других производств и позволяет использовать в расчете неограниченное число компонентов, учитывать ввод в сырьевую смесь и печь добавок и присадок, обычно являющимися техногенными продуктами.

Оптимизация многокомпонентных систем в симплексной системе координат при наличии ограничений Оптимизация многокомпонентных сырьевых смесей силикатных строительных материалов относится к задаче нелинейного программирования, в которой на независимые переменные {А'}, оптимальные значения которых ищутся для минимизации (максимизации) критерия оптимальности Кот = /от({Лг}), наложены нелинейные ограничения-равенства и неравенства на характеристики М. Задача оптимизации многокомпонентной смеси в работе имеет вид:

^ОГТТ - /от(№) -> гат (шах); м,

Л/Г <Ма({Х))<Ма, а= 1... к;

^Е 7}т(5)X) = о| = ^Е атх, = 6„), т= 1

N Л /»1

\

£ <7 л Ру > -1

; 0<х,< 1; х, = д„ру, ... Я, ¡=] + Ы-К\

кит Хсг-ксгХ* = 0, с*а, 1 <4{с,(1)<и, е {Л"}, г =

+ 1 =ЛГ,

Факторные пространства для определения состава

где Л'р, Л'н — число ограничений-равенств и ограничений-неравенств; Л/1™", Л/™*— границы ограничений-неравенств; Л^ — количество заданных соотношений между расходом компонентов; ¿-коэффициенты.

Решение задачи (4) связано с определенными трудностями и требует учета специфического характера целевой функции /оггг( {X}) и ограничений, заключающегося в том, что по управляющим параметрам {X} и химическому составу* сырьевых компонентов {5/} определяется химический состав сырьевой смеси {5С„} и продукта {5^,}, по которым и определяются характеристики М, входящие в Копт и ограничения (рис. 1):

М = /ЦЯс-Мад); {5} = /({$,}, {*}). (5)

Для решения задачи (4) предлагается численный метод, основанный на методе покоординатного спуска с учетом взаимовлияния симплексных переменных. В множестве {X) определяется базовое решение {Х0}, удовлетворяющее ограничениям, и выделяется переменная Ху. Оставшееся множество разбивается на зависимые {Л'3} и независимые {А""} переменные, [X] = {Л'3} II {Л'"} II {%}, причем в подмножестве {Xй} число элементов Л'н = Л'р. Изменение переменной х$ в симплексной системе координат влияет на другие переменные:

Минералоги Содержание

ческии состав компонен-

{Л/}=Л(5» тов {X}

X И !

Модульные г Химический

характеристики состав

(М) =Л{5}) (5}

— -----

Расчет и Планирование

оптимизация эксперимента

сырьевых на диаграмме

смесей «Состав-

-свойство»

Информационные задачи Рис. 1. Методы представления состава многокомпонентных материалов и их взаимосвязь с информационными задачами

N

Е а,к х, -■

Ьк,к=1 х„ = хт-

е {X3}.

(6)

При определении Хя с учетом выражения (6) система (4) преобразуется в замкнутую, из которой определяются неизвестные {А"3}. Пошаговое приближение состоит в поочередном задании в качестве всех переменных множества {X}. Блок-схема метода представлена на рис. 2. Исследование показало, что в задачах технологии цемента, наиболее сложных в производстве стройматериалов, метод обладает высокой устойчивостью и сходимостью.

Базовая точка ¡Л'°}; шаг Ддг

-Н 0-

~7=0~1

| Определение множества зависимых переменных{Л"*} |

> Ах *= |Ал| иначе Ах ■= - |Ду| |

| Л-Г=Я'Л Ах |

Рис. 2. Алгоритм метода оптимизации в симплексной системе координат

* Под химическим составом в технологи стройматериалов понимается условное обозначение минералогического состава через оксиды, например состав цементных сырьевых смесей и клинкера обозначается содержанием оксидов СаО, БЮъ А12Оз, Рс20з, К^О и др.

Методы исследования и планирования экспериментов на факторном пространстве многокомпонентных систем Для учета особенностей описания сырьевых смесей в технологии силикатных стройматериалов, представленных в выражении (5) и на рис. 1, предлагаются методы преобразования ограничений, заданных для характеристик, в ограничения на содержание компонентов. Это позволяет ускорить сходимость при оптимизации, уменьшить число ограничений, осуществлять переход между факторными пространствами содержания компонентов, химического и минералогического составов (см. рис. 1). Алгоритм преобразования представлен на рис. 3.

^Число компонентов// и характеристике, ограничения А^""^ А/;"*4, к = 1...о\

Определение систем уравнений расчета многокомпонентной сырьевой смеси для всех сочетаний из _С?характеристик:^./«(Л/^ | т = 1 кт е 1...С), п=1...С%~'_

| / - I... ГУ*—0)

_♦_

Определение вида зависимости характеристики от х* (с использованием коэффициента коррелм-ции К): К(х„ А/,) £ о => Щ = А^". А^ = A/f; К(х„ Щ < 0 => К = К". К = * = 1...Q

Расчет интервалов содержания компонентов при всех сочетаниях характеристик:

Ограничения по ;-му компоненту: Ш.) = [ тах(У™ | л = 1 , max

—<d

Определение ограничений содержания компонентов R ((.г)") = U R(x,) _v ' _

Рис. 3. Алгоритм преобразования ограничений

Далее в работе рассмотрены особенности планирования эксперимента при нелинейном оценивании свойств смесей и систем. Предложено математическое описание симплекса:

И Л

insX, <Xs;™;xs™x-^тт = Д^,/=1...Л'; I ^Г" + Av* = 1; Ix,= l, (7)

/-i <=i и аналитический метод нахождения координат вершин локальной области А симплекса /4s, образованной пересечением т ограничивающих область поверхностей

шах шах max ^

х, ,Х2 , — ,хт ,т> 2:

- условия, определяющие наличие пересечения

{Мт} 6 1...jV, 1 <m<N, ie {Л/и} а а

V J U»(Mmj J

f ^ f - ^

A\Vke{Mm} E Axk+Ax-t>^ \ J \ k={Mm)

w i t ■ i i max ^ Smax

Vke{Mm}xt <xk

— координаты вершин пересечения A,

л ( ( 5шт> п П &птп тахп тах 1.. «,.. * X * . л п«п

/И*, П*у I«** П^У )и= ;

Ах; = х™х-х™т; {А*и} = 11 I ] е {Л/т}, е {Мт},к*] )•

т

При 2 Лх*= Дг'-> {Л,} = {Л',} П А, (л/т), где Л, (М/ } П {хщ"}} П к — 1

т

При Е Дг,<Д/->{{Л,} = {/С,}П {(Л!ад)у},где{(Л(ад);} ({4Г} П

П {47>} п*Гпп п*,),0= {мт}),хГ^- Б лГп.

./«= (Л/}

Предложен алгоритм построения решетчатых планов на локальной области симплекса. Предложенные методы предназначены для определения базового решения {А"0} и границ области в методе оптимизации, автоматизации задач исследования многокомпонентных материалов и систем.

Методология оптимизации сырьевых смесей

В заключение в главе описываются разработанные на основе предложенных методов ряд программных продуктов: расчета цементной сырьевой смеси в условиях двухтитровой технологии; расчета магнезиальных высокожелезистых цементов; расчета стекольной сырьевой шихты; оптимизации цементных сырьевых смесей.

Описывается методология и приводятся примеры оптимизации смесей, реализуемые с помощью разработанных программ. В качестве критерия оптимизации используется энергоемкость сырьевой смеси, то есть сумма статей затрат теплоты на получение продукта, зависящих от состава сырьевых смесей (рис. 4). Расчет статей производится по упрощенному методу, предложенному в работе.

Предлагаются методики:

1) выбора сырья из базы предприятия, обеспечивающего наиболее эффективное сочетание компонентов в сырьевой смеси, что позволяет снизить расход топлива на обжиг до 3 9%. Рис. 4. Влияние состава сырьевой смеси

2) определения расхода тех- на затраты теплоты на получение продува ногенного продукта и подбор оптимального состава сырьевой смеси, что при заданном расходе техногенного продукта обеспечивает экономию топлива до 0,4%;

3) анализа работы предприятия для определения состава сырьевой смеси, обеспечивающего получение продукта с требуемыми свойствами при стабильном режиме работы печей, что позволяет снизить расход топлива до 3,6%.

3. Теплотехнические методы анализа теплотехнологических процессов и аппаратов

В работе предложено уточнение расчета ряда статей материального и теплового балансов печей, обжигающих природное и техногенное сырье.

К

4> -

йч?

-

О.

о

Минералогический Теоретические затраты состав продукта |Г1 на химические реакции

йП|

Минералогический состав сырья_

Потери теплоты с отходящими газами

Удельный расход сырьевого шлама

Испарение физической влаги

Производительность

Удельные потери теплоты через корпус

Расчеты материальных балансов теппотехнологических процессов В работе показано, что точность тепловых расчетов теплотехнологических процессов определяется не термодинамическими данными, а точностью расчета содержания химических соединений в материале на разных стадиях его обжига. Поэтому предложены уточненные расчеты материальных балансов процесса обжига цементного клинкера и производительности для действующих и проектируемых печей, расчеты при двухшламовом питании и вводе в печь техногенных продуктов.

Для позонных расчетов цементных печей предложена методика определения расходов соединений обжигаемого материала на границах зон, в которой горячая часть печи разделена на зоны с интервалом температуры материала 100°С (рис. 5), что позволяет выделить 11 зон вместо традиционных 5...6 (в том числе всего трех в горячей части) и повысить точность расчета теплообмена. 1 2 3 456789 10 11

СаСО, ЛБ-Н,

бю;

С,Б

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 Температура материала, °С

Рис. 5. Расход соединений в зонах печи (рассчитано по предложенной в работе методике):

химический состав сырьевой смеси: СаО-43.3%; Б Юг — 14,2%; АЬОз - 3,9%; Ре2Оз- 3,2%; ППП-35,4%, клинкера:

СаО - 67%; БЮг - 22%; АЬОз - 6%; Ре2Оз - 5%

Сырьевые смеси в технологии стройматериалов обычно состоят из карбонатного, глинистого и силикатного компонентов. Произведено сравнение трех способов расчета содержания карбонатов и глин в сырьевых смесях и количества технологических газов: а) по содержанию в сырьевой смеси оксидов СаО, М^, А1203; б) по содержанию А1203 и ППП сырьевой смеси; в) по титру и ППП сырьевой смеси.

Из анализа производственных данных (рис. 6) сделан вывод, что расчет по варианту «а» характеризуется завышением количества технологических газов, а по вариантам «б» и «в» дает сопоставимые результаты. Поэтому рекомендовано использование в расчетах содержание А1203 и ППП, при котором не требуется знания титра сырьевой смеси.

В работе предложен способ расчета объема отходящих газов по данным теплотехнических испытаний, позволяющий на порядок снизить погрешность результатов при наличии ошибок в измерении состава газов (рис. 7).

20 зо

Сутки

Рнс. 6. Расчет содержания технологического со2

| Расчет объема технологических газов ^

Методы:

—*- — применяемый —-предлагаемый

Рис. 7. Расчет объема отходящих газов печен, обжигающих карбонатное н глинистое сырье

к

] 4

i ^1,2

§1,0

2

Истин* ая

2

V Средня я

12 4

1200

Расчет теплоемкости обжигаемого материала Для уточнения тепловых расчетов теплоемкость обжигаемых материалов предлагается не принимать в виде констант, а рассчитывать по составу материалов и термодинамическим свойствам химических соединений, используя приведенные в работе методики и данные. Так, согласно рис. 8 рассчитанная теплоемкость обжигаемых сырьевых смесей изменяется от 0,8 до 1,3 кДж/кг-К. Она растет с повышением содержания СаО и 8Ю2, снижается при повышении содержания А1203. Наибольшее различие теплоемкости смесей разного состава, до 20.. .25%, — при температурах свыше 700 "С.

Расчет потерь теплоты через корпус вращающейся печи Вращающиеся трубчатые аппараты широко применяются при производстве стройматериалов, сушке сыпучих материалов, в металлургии. Потери через ограждающие поверхности таких аппаратов (рис. 9) составляет до 10...30 % от расходуемой теплоты. В работе показано, что наиболее точный расчет потерь теплоты , в том числе и по сравнению с тепломерами, обеспечивается при замере теплового потока от корпуса пирометром излучения. Погрешность при этом не превышает 10% и определяется точностью расчета конвективной составляющей теплового потока (которая должна учитывать совместное действие свободной термогравитационной и вынужденной конвекции для условий обтекания цилиндра потоком воздуха).

В работе проведен анализ влияния на теплопотери определяющих факторов. Вызывает интерес практическое отсутствие влияния на потери скорости ветра, об-

Ё ' 400 800 Н Температура, °С

Рис. 8. Теплоемкость сухих цементных сырьевых смесей в процессе обжига (номера 1... 12 - смеси различного состава, соответствующие вершинам области существования портландце-ментного клинкера)

Длина печи, % 20 40 60 80100

дувающего печь. Это вызвано снижением внешней температуры корпуса при увеличении скорости ветра и уменьшением теплоотдачи излучением.

Для уточнения степени черноты е внешнего корпуса печи проведено ее экспериментальное определение в

Рис. 9. Теплопотери по длине цементной вращающейся печи (средние данные 25 теплотехнических испытаний 9 печей)

производственных условиях. В результате двенадцати замеров при температурах корпуса 300...400°С получено значение е = 0,95 ± 0,01.

Разработаны номограммы для определения потерь теплоты через корпус вращающихся печей (рис. 10). При отсутствии ветра теплопотери, определенные по номограммам, превышают на 5... 10% результаты, полученные по известным методикам, при наличии ветра - они значительно ниже.

Оценка теплового режима печи по температуре ее корпуса Предложена методика оценки теплового режима вращающейся печи по температуре внешней поверхности корпуса

Удельные теплопотери на 1 м длины печи q, кВт/м [~Jq результатам МОДе-

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 V 3

лирования процесса горения природного газа предлагается температуру газов внутри печи /г и близкую к ней температуру внутренней стенки печи /„ описывать уравнением fr»i'n = a0cai^2x^'\ (8)

где х — расстояние от обреза горелки, м.

Коэффициенты а0, а\ и а2 уравнения (8) предложено оценивать по соблюдению условия imax > /'„ > /ф, где /тах —действительная температура горения в этом сечении; - температура внутренней поверхности футеровки, определяемая из ее толщины Эф и коэффициента теплопроводности Хф, температуры внешней поверхности корпуса и рассчитанного по /к теплового потока qoc. Из полученных по уравнению (8) значений I „ может быть рассчитана толщина обмазки

200 300 400 500

Температура корпуса. "С Рис. 10. Расчет потерь теплоты при учете скорости ветра и в зависимости от температуры корпуса и диаметра печи />

¿об = (0,5D—Лф)

1 -ехр — Лоб

- к \

2л, , ч 1 ,

D

(9)

О-2гф

На рис. 11 приведен анализ работы печи комбинированного способа производства АО «Себряковцемент», из которого сделан вывод, что максимальная температура факела — на расстоянии 30 м от горячего обреза печи, средняя толщина обмазки 0,6 м, имеется клинкерное кольцо толщиной 0,25 м.

Методики теплотехнических расчетов теплотехнологических агрегатов На многих отечественных заводах системы мониторинга технологических процессов не обеспечивают получения необходимого комплекса теплотехнических данных. В работе предложены методы теплового расчета печей в условиях недостаточности контрольной информации. Уточнены выражения для расчета горения топлива по регулярно определяемой теплоте его сгорания МДж/кг(м3). Для газообразного топлива (природного и попутного газа, продуктов газификации): ^=5,2+0,12^; ЪпС„

66^-60; (10) = 1 +0,266а^,

2000

¿1500 & 1000

s

500 0

/ «

и \ f v.

Г и 1

1

л ч

/ \

1 Ь siss—

80

0.213 0,1 О ,

s 5 о

20 40 60 Расстояние от горячего обреза, м Рис. 11. Тепловой режим н толщина обмазки печн: ■ - опоры (бандажи); Ф — охлаждающие вентиляторы; коэффициенты уравнения (8): оо = 224; а, =-0,00106; о, = 1,73.

+ +1Г 21 + 0,084 О? _

я --- - ' (12)

для твердого топлива (каменных и бурых углей, антрацитов) и жидкого топлива

= 0,266 V* = 0,5 + 0,266а^, (11)

где Г7^ - теоретический расход воздуха, м3/м3; Е«С„1 Г - выход углекислого газа, %; Т.пСцН^ +У * г - выход трехатомиых и негорючих газов, %; У^ — действительный выход продуктов горения, м3/м3.

От имеющихся выражения (10) и (И) отличаются применением для разного вида топлив и более высокой точностью в условиях современной топливной базы.

Система контроля многих заводов включает газоанализаторы только для кислорода. Предлагается выражение для расчета коэффициента избытка воздуха а по содержанию 02 (%) в отходящих газах печей, обжигающих карбонатное сырье, и его упрощенный вариант для традиционного сырья и природного газа среднего состава:

с

V,

и„о2 тв

где = 1,006 + 1,7-10^/га + 3,1- 10~5/г2а — поправка на влажность газов при их тем-

с ,

пературе в газонализаторе /га, °С; УС02 — объем технологического С02, м /кг кл.; Хг—удельный расход натурального топлива, м3/кг кл.

При наличии недожога в выражении (12) уточняется содержания 02:

02 = (0'2 —О^СО1)/ (1 -0,005с0'), (13)

где 0'2, СО'—содержание газов при недожоге, %.

По данным промышленных испытаний определено, что средняя ошибка при использовании выражения (12) составила 0,2% (для упрощенного варианта 0,6%), максимальная - не более 1%, ошибка выражения (13) при СО = 1% составила 3%.

В работе предложен упрощенный метод расчета тепловых балансов цементных печей по информации, получаемой с контрольных приборов. По данным промышленных испытаний погрешность метода оценена в 2%.

Анализ тепловой работы цементных вращающихся печей

Приведенные в главе результаты позволяют уточнить технологические и тепловые расчеты высокотемпературных агрегатов цементной и силикатной технологий с учетом видом обжигаемого сырья. В заключении главы на основании предложенных аналитических зависимостей проанализировано влияние технологических параметров на расход топлива на обжиг цементного клинкера. Показано, что в печах мокрого способа мероприятия по энергосбережению приводят к большему эффекту, чем в печах сухого и комбинированного способов производства. Проведен сравнительный анализ тепловой работы и сделаны рекомендации по интенсификации и энергосбережению для ряда цементных заводов.

Предложенные в главе методы являются основой теплового анализа высокотемпературных теплотехнологических процессов, использующих карбонатное и техногенное сырье, проводимого по данным теплотехнических испытаний и текущим контрольным данным. Они являются основой выбора направлений и способов интенсификации и энергосбережения для промышленных печей.

4. Моделирование и интенсификация теплообмена в теплотехнологических аппаратах

Модель процесса теплопроводности в многокомпонентных материалах Процесс теплопроводности в обрабатываемом материале оказывает значительное влияние на теплообмен в теплотехнологических установках и моделирование их тепловой работы требует использования отсутствующих в настоящее время зависимостей коэффициента теплопроводности силикатных материалов от их состава и температуры.

На основании численного моделирования процесса теплопроводности в неоднородных материалах предложено выражение для расчета усредненного коэффициента теплопроводности X* многокомпонентных смесей и систем:

К^Ч'^У' <14>

для учета типа включений компонентов выражение (14) представлено в виде:

X*-, (15)

где у> — объемная доля компонента; /и, — массовая доля компонента; р0, р/ — плотность материала и компонентов; /,{Х,) - функция от коэффициента теплопроводности /-го компонента, характеризующая изменение свойств компонентов в смеси (системе) и неравномерность теплового потока в материале; к, —коэффициенты.

В отличие от существующих методов в выражениях (14) и (15) компоненты характеризуют не эмпирические константы, а коэффициенты их теплопроводности Х„ что позволяет учитывать зависимость усредненного коэффициента А.*от температуры / при известных зависимостях X, = /(/).

Оценка коэффициентов уравнений (14) и (15) с использованием /Д,) = <3ш+ аА произведена для огнеупоров и цементных сырьевых смесей. Для огнеупоров (табл. 1) использованы литературные данные. В связи со схожестью состава коэффициенты табл. 1 могут быть применены для обжигаемых сырьевых смесей и цементного клинкера (при представлении материалов как смеси оксидов).

Таблица 1

Коэффициенты функции выражения (14) для огнеупоров

Коэффициенты Компоненты

8Ю2 МйО Л1:0., 1е:0, СаО

во 0| 0,54 0,44 1,27 0,46 1,62 0,90 0,08 0,16 3,02 -0,10

Для сырьевых смесей (табл. 2) оценка коэффициентов уравнения (15) проводилась по результатам экспериментальных исследований в установке для измерения теплопроводности методом стационарного плоского слоя. Определялась теплопроводность мела, глины и огарков и смесей из них из в соотношении 0,85:0,15:0; 0,7:0,3:0; 0,5:0,5:0; 0,63:0,27:0,1; 0,285:0,665:0,05 при температуре 100...400 °С. Полученные результаты показывают, что для сырьевых компонентов и смесей, кроме мела, наблюдается прямая зависимость теплопроводности от температуры. Теплопроводность смесей из мела и глины ниже, чем теплопроводность отдельных компонентов, и растет при повышении содержания глины. С вводом в смесь огарков и техногенных материалов теплопроводность возрастает. 14

Таблица 2

Коэффициенты функции /¿К) и выражения (15) для сырьевых смесей

Компонент Коэффициент X, уравнения (15) Коэффициенты уравнения Экспериментально определенная зависимость теплопроводности компонента от температуры

аЛ- Он Зависимость X =Л0, Вт/мК Интервал температур, °С Средняя погрешность, %

Мел Глина Огарки 0,143 0,438 24,070 2,800 -3,070 0,016 -1,504 7,779 0,031 1,590 - 0,00283/ 0,286 + 0,00182/ 0,074 + 0.00373 / 130...350 170...410 210...290 9.5 20,1 4.6

Можно заключить, что выражения (14) и (15) отражают качественную зависимость изменения коэффициента теплопроводности от температуры и обеспечивают получение результатов с допустимой степенью погрешности.

Исследование теплопроводности гранулированного материала при высоких температурах В работе предложен метод определения зависимости коэффициента теплопроводности гранул от температуры, заключающийся в экспериментальном определении температур ^ и ^ в двух точках гранулы (рис. 12) при ее нагреве или охлаждении, моделировании температурного поля гранулы с использованием этих данных, расчет изменения теплосодержания Q внутренней части гранулы за определенный промежуток времени т и расчет по полученному тепловому потоку д = фх и разнице температур с!/ коэффициента теплопроводности. Отличие метода от обратной задачи заключается в использовании моделирования для точного расчета теплосодержания гранулы Q и разницы температур <1Л

Температурное поле шарообразной гранулы описывается уравнением:

где р — плотность; с — теплоемкость; г - координата; Т— температура; а — коэффициент теплоотдачи на поверхности гранулы; Гср - температура среды; Л — радиус.

При выборе метода решения уравнения (16) обнаружено, что наибольшую точность обеспечивает схема Кранка-Николсона, но в ней при больших значениях шагов по времени происходит колебание решения для точки, лежащей на поверхности гранулы, (рис. 13, а). Неявная схема свободна от этого недостатка, но обладает большей погрешностью результатов, приводящей к более быстрому охлаждению (рис. 13, в).

Для обеспечения точности при приемлемом времени расчета и ликвидации колебания температур в граничной точке предлагается

Рис. 12. Определение теплопроводности гранул

N б

\ \

\ Ч

N в

1 А

\ .2 \ к'

\

ч]

) 20 40 60 0 20 40 60 Время, с

Рис. 13. Результаты моделирования охлаждения гранулы диаметром 1 см с использованием различных схем дискретизации:

I - температура центра гранулы; 2—температура поверхности; а — схема Кранка-Николсона; 6 — Схема Кранка—Николсона с неявным дискретным аналогом для последнего узла; в - неявная схема

дискретизировать уравнения во всех узлах сетки по схеме Кранка—Николсона, а для последнего узла на поверхности гранулы использовать неявную схему:

(г0' - Го) = ко (V,' + Г,0- Го' - Г0°);

<7-/ - Т? ) = *,(Т1Х + Т°н - Т' - 7-,°) - + Т° - Т1Х - Г°,), / = 1 ...ЛГ- 1;

Кы (Ты~ Тц-\) ~ ^гр (Гср — — 2*«ч Ты /),

0= *ф= а112; ^ = + + « М = 0,5(,,+1 - гн>.

< = 1.. М-2; Дг0 = 0,5(г, + г0); , = Я - 0,5(г„.,+ гы_ 2).

Приближение модели к экспериментальным данным производилось изменением граничных условий для учета несферичности и неровности поверхности:

а = №«о».+а™), (17)

где ¿а — варьируемый коэффициент; аКОН1„ аим — расчетные коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучением.

Алгоритм обработки экспериментальных данных представлен на рис. 14.

РСу Г1 ~ Г!-\ . Г1 Я.; РСдг ^ — ГЛ'-1

А',

Считывание из файла экспериментальных данных: радиуса Л, плотности гранулы р, времени от начала нагрева (охлаждения) до начала замеров Дто, температур/^ и/^ ^ /и =

Удаление экспериментальных точек, не входящих в заданный диапазон температур, сглаживание экспериментальных данных, результат - температуры ^ т и , т = 1 ...Л^

Расчет температурного поля гранулы у" I = О.-.А^у = О...^.

Минимизация отклонения 5 экспериментальных и расчетных температур изменением заданных _параметров методом покоординатного спуска с дроблением шага_

| Расчет коэффициента теплопроводности я» = 1... А^ и коэффициентов уравнения Д. = /(<)

| Итерационный расчет до стабилизации коэффициентов регрессионного уравнений Я. — /(у) Рис. 14. Алгоритм расчета коэффициента теплопроводности Предложенный метод использован для определения теплопроводности заводских гранул АО «Белгородский цемент», АО «Осколцемент» и гранул, полученные в лабораторных условиях обжигом в высокотемпературной печи (рис. 15), пористость гранул составляла соответственно 9,7... 11,0; 6,7... 10,8 и 17,0... 18,8%. Результаты исследований представлены на рис. 16 и 17. Для всех гранул наблюдается рост коэффициента теплопроводности с увеличением температуры. Различие теплопроводности гранул из разных источников связан с их пористостью. При увеличении коэффициента насыщения коэффициент теплопроводности клинкера растет.

СОЦЗ^

Лаб< 3(нагрев) рагорные

ЦЗ (охлаж ;ение)

300

Рис. ^.Лабораторные гранулы

500 700 900 300 500 700 900

Температура, °С Температура, °С

Рис. 16. Средняя теплопроводность Рис. 17. Средняя расчетная теплопро-

клннкерных гранул водность идеально плотного клинкера

Статистический анализ экспериментальных результатов позволил заключить, что разработанный метод позволяет с достаточной степенью точности определять коэффициент теплопроводности гранул при температурах до 1000-1500°С, не требуя дорогостоящего специализированного оборудования.

Теплопроводность материалов на разных стадиях обжига клинкера В работе в установке цилиндрического слоя исследована теплопроводность клинкера и материала, отобранного из цементных вращающихся печей, в установке плоского слоя — клинкера. Температура образцов составляла Ю0...400°С. Установлено, что зависимость теплопроводности от пористости имеет линейный вид, теплопроводность клинкера зависит от суммы минералов С3А+С4АР (содержания оксидов А12Оэ и Ре203).

В работе показана повторяемость результатов при исследовании теплопроводности различными методами. По экспериментальным данным можно оценить среднюю теплопроводность материала, обжигаемого при получении цементного клинкера (рис. 18).

Метод расчета коэффициента теплопроводности На основании модели теплопроводности и экспериментальных исследований предложен метод расчета коэффициента теплопроводности смесей и многокомпонентных материалов силикатной технологии (рис. 19).

Коэффициент теплопроводности цементного сырья в процессе обжига, рассчитанный по этой методике, представлен на рис. 20. Коэффициент теплопроводности растет при увеличении доли СаО и уменьшении Ре203 и М§0. Адекватность методики подтверждена полученными экспериментальными результатами и данными других исследователей.

На основании результатов работы предложены обобщенные характеристики для оценки теплофизических свойств материала в процессе обжига: модуль теплопроводности Мх, характеризующий скорость прохождения тепла внутри материала при его нагреве или охлаждении и модуль температуропроводности Ма (тепловой инерции), характеризующий скорость нагрева или охлаждения материала СаО

Л4=

Рис. 18. Изменение теплопроводности материала при обжиге (средние значения экспериментальных данных): I — сухая сырьевая смесь; 2 - материал за цепями; 3 - декарбони-зированный материал; 4 - клинкер (1200°С); 5 - клинкер (100°С)

0,87СаО-0,25Ре203 + 3,31М§0 '

СаО + 0,29АЬОз - 3,2МрО

Ма-

0,31 СаО-0,123Ре202

(18) 17

Исходные данные: влажность IV, количество жидкой фазы рж ф, пористость р или плотность р, состав: МаО, СаО, СаСОз, МцСО,, БЮз, А12Оз, Ре2Оз

Расчет объемного содержания компонент V, , плотности идеально плотного материала ро, плотности р и пористости р материала (с учетом его влажности)

Расчет коэффициента теплопроводности компонентов при заданной температуре /: = /О)

Расчет коэффициента теплопроводности сухого материал по выражениям (14) и (15): -АъЛМ)

Учет влажности и пористости по предложенным в работе эмпирическим зависимостям X — Р. М)

Рис. 19. Алгоритм расчета коэффициента теплопроводности смесей и многокомпонентных материалов

1,6 т

500 1000 1500 Температура, "С Рис. 20. Коэффициент теплопроводности сухого материала в процессе обжига при порнстости 0% (номера 1 ...12 соответствуют вершинам области существования порт-ландцементного клинкера)

е ,

и * «

■-г Я

£ i

245

• " 1

» *Печь № 1 I

«Печь №4 |

■ *

*

*

3,394 3,398 3,402 3,406 Ма Рис. 21. Зависимость расхода топлива на обжиг от модуля

температуропроводности (АО «Белгородский цемент»)

Предлагаемые характеристики предназначены для оценки свойств цементных сырьевых смесей с точки зрения интенсификации тепло-обменных процессов при обжиге, их влияние на процесс обжига продемонстрировано на рис. 21.

Интенсификация работы вращающихся печей

Тепловую работу теплотехнологических агрегатов недостаточно оценивать только по затратам в них теплоты. Изменение теплового режима приводит к изменению условий теплообмена (температурного напора А/ и коэффициента теплопередачи к) и количества передаваемой теплоты, и значит — к изменению производительности (массы материала).

При моделировании теплообмена изменение теплового режима вызывает изменение расчетных длин зон /', и печи ¿р, что требует изменения производительности для равенства расчетной £р и конструктивной Ь длин

2/'ДС101) = 1р(Окл) = Л (19)

Расчет теплообмена характеризуется опре-" деленной погрешностью. Предлагается в оптимизационных расчетах в уравнениях теплообмена использовать поправочные коэффициенты Х'ц и к/, определяемые по известному режиму работы печи из условия (19):

— для зон с внутренними теплообмен-ными устройствами

ац., кп сх цэ;

— для полых зон

/,=*//'„

где а '„.,— расчетный коэффициент теплообмена; «ц.з, I) — коэффициент теплообмена и длины зон с учетом корректировки.

Интенсификация действующей печи таким образом заключается в нахождении базового варианта, соответствующего реальному режиму работы печи, изменении исходных данных и решении уравнения

= (20) для определения производительности в заданных условиях. Алгоритм расчета печи представлен на рис. 22.

Материальный баланс печи и расход материалов на границах зон

| Тепловой баланс печи }

| Определение расхода топлива по тепловому балансу

Расчет теплообмена на участке: - тепловые балансы участков п темперагура газа на выходе из участка; - расчет тепловых потоков; _- определение длины зоны_

Уточнение теплового баланса с учетом изменившихся потерь в окружающую среду

Для решения задач интенсификации в работе представлено развитие существующих методик расчета теплообмена во вращающейся печи. Предлагаемая методика использует представленные в работе методы материальных и тепловых расчет, что позволило обеспечить произвольное разбиение печи на зоны и учитывать в расчетах минералогический состав обжигаемого материала.

Расчет зоны горения в методике предлагается производить по задаваемой длине факела £ф и полученной по результатам моделирования процесса горения зависимости доли несгоревшего топлива от относительной длины факела /ф(рис. 23):

.1,5

Изменение производительности с целью обеспечения заданной длины печи

Уточнение теплового баланса г учетом изменившихся потерь в окружающую среду

Рис. 22. Итерационный расчет теплообмена в действующей печи

к1" 1

§ 0,6 е о,4

I 0,2 4 0

1

1 -3/ф + 2/'ф% 0<Хг> 1; 0</ф> 1. (21)

При интенсификации одновременно изменяются производительность и расход топлива Оусл „ поэтому в качестве критерия оптимизации предлагается использовать изменение прибыли ДО, руб/ч. Предлагается способ расчета ДД учитывающий изменение производительности, расхода топлива и состава материала (наличия техногенных продуктов):

— удельная себестоимость С, руб/т кл., и прибыль В

С = Ее,<?<;/+ + + к„\ 0=[/>-(Ис,Са + ксЩ + кх + ]) С,-к„С?К\

— удельная себестоимость С и прибыль О при постоянном сырье

0,2 0.4 0.6 0.8 Относительная длина факела /ф

Рис. 23. Доля несгоревшего топлива в факеле (условия цементной вращающейся печи)

С= к' +

фт +

к'. + Ь

— изменение прибыли по сравнению с базовым вариантом

Д£> = £>-£>6аз,

где с/, (7Ы — стоимость, руб/т, и удельный расход, кг/кг кл., /-го сырьевого компонента; ки к„ — сумма статей затрат себестоимости на переработку сырьевых компонентов и приготовление сырьевой смеси и условно-постоянных затрат базового варианта, руб/т кл.; Ос и С?, От и <3? — удельный расход сырьевой смеси и топлива в рассматриваемом и базовом вариантах; кК — сумма затрат базового варианта, постоянных для 1 т продукта, руб/т; к, — затраты на топливо в базовом варианте, руб/т; Р - цена продукции, руб./т; б, и — производительность в рассматриваемом и базовом вариантах, т/ч; к\ — сумма статей затрат себестоимости базового варианта на сырье и его переработку, руб/т кл.

Исследование мероприятий по интенсификации и энергосбережению проводилось для цементной печи мокрого способа производства размером 4,5x170 м с колосниковым холодильником. Установлено, наибольший эффект вызывает изменение температуры

W* "«Я. "Ч и«Ч> »" ________

1500 1000

500

о

-500

A/jV G„ __.

X sJV'

Nv

>» >v

s

___■

^УСЛ.Т

до

, кг/т кл. 225 220 215 210 205

1,3

1 1,1 1,2 Коэффициент избытка воздуха а Рис. 24. Показатели эффективности процесса обжига

1900 1925 1950 1975 Средняя температура газов зоне спекания i,°С

горения и коэффициента избытка воздуха (рис. 24), то есть оптимизация процесса горения и тепловой работы высокотемпературной части печи.

Таблица 3

Изменение прибыли АD и производительности (7М -------------------------------------------'У, (1 т на 1 кг/т кл.

Параметр, изменением которого снижается расход топлива Изменение*

АД руб./г кл. G„, т/ч

Влажность шлама IV 23,1 -0,07

Коэффициент насыщения известью КН 128,0 0,96

Коэффициент избытка воздуха а 248,0 2,15

Температура отходящих газов /аг -68,4 -1,02

КПД холодильника Г|х 60,9 0,30

Общий пылеунос из печи 116,0 0,87

Степень черноты корпуса печи е 62,4 0,31

Средняя температура газов в зоне спекания Гг 146,0 0,42

* Знак «-» соответствует снижению показателю при снижении расхода топлива, отсутствие знака - увеличению показателя

Менее значительный эффект дает снижение влажности шлама IV, коэффициента насыщения сырьевой смеси КН, температуры . отходящих газов 10Г и коэффициента полезного действия холодильника т^ (табл. 3). Все способы энергосбережения, кроме снижения температуры отходящих газов, сопровождаются разным по величине увеличением производительности и повышением получаемой прибыли.

По предложенной методике рассмотрены два способа снижения энергопотребления: ввод в печь металлургического шлака и добавление в сырьевую смесь отходов угледобычи (выгорающей добавки). Установлено, что расход топлива на обжиг снижается во обоих случаях, но производительность повышается только при введении шлака (табл. 4). Это связано с тем, что при вводе шлака теплота экономится в горячей части печи, при этом повышается температура газа и улучшается теплообмен. При вводе выгорающих добавок часть теплоты выделяется в средней части печи, а теплонапряжение в горячей части печи снижается. Поэтому ввод в печь шлака энергетически более выгоден, чем выгорающей добавки.

Таблица 4

Показатели эффективности сравниваемых вариантов

Показатель Варианты

базовый шлак выгорающая добавка

10% 30% 3% 5%

Производительность, т/ч 49,6 58,9 58,1 49,2 49,4

Годовой выпуск продукции, тыс/ т 309,7 327,1 362,2 307,1 308,4

Удельный расход условного топлива, кг/г 203,4 184,1 154,1 178,1 161,0

Производственная себестоимость, руб./т 368,4 337,5 305,7 366,4 362,9

Экспериментальное исследование процесса принудительной фильтрации воздуха через слой гранулированного материала Процессы принудительной фильтрации воздуха через слой гранулированного материала используется в ряде аппаратов технологии строительных материалов — клинкерных колосниковых холодильниках, конвейерных кальцинаторах и др. Особенность процессов состоит в перемешивании слоя колосниковыми решетками, неправильной форме гранул и значительной неровности их поверхности.

Для экспериментального исследования была создана установка и разработаны методики проведения экспериментов и обработки полученных данных. Для исследования использовались заводские клинкерные гранулы, полученные результаты представлены на рис. 25.

Е =4-IOVJ7/Rc

600

(о = 58,8)

á

« s о. и 400

5

¡2" 200

1000

Критерий Re-Ю-*

2000 3000 4000 Критерий Re

5000

Рие. 25. Результаты экспериментального исследования принудительной фильтрации воздуха через слон гранулированного материала (диаметр гранул 1,2...2,7 см, температуры клинкера и воздуха 100...500°С)

Обнаружена зависимость увеличения сопротивления слоя при увеличении диаметра гранул, которая характерна только для условий нахождения слоя на колосниковой решетке. Это объясняется возникновением эффекта псевдоожиждено-го слоя для мелких гранул и наличие у мелких гранул по сравнению с крупными более правильной сферической формы и гладкой поверхности. Из-за этого в предлагаемой зависимости при малых значениях критерия Рейнольдса рост критерия Нуссельта при увеличении значения Яе заметно ниже, чем в имеющихся.

Моделирование и интенсификация процесса принудительной фильтрации воздуха через слой гранулированного материала В главе предложено численное решение модели и алгоритм расчета теплообмена в слое гранулированного материала, перемещаемого на колосниковой решетке. Рассмотрены причины несходимости расчета теплообмена в элементарной ячейке и предложен способ ускорения сходимости, предложен ряд способов ускорения и повышения точности расчета. На рис. 27 представлен предложенный способ расчета средних температур теплоносителей при перекрестном ходе, на рис. 27 - алгоритм расчета теплообмена в элементарной ячейке.

/„ = гм1 - Д/"„= - *(/„, - »„г);

'г= Кг - A<"r= '.2 - К'л-i);

. 1„,-1,2- А/

tul ~ tul— ti2 + tri

Рис. 26. Температурный напор и средние температуры теплоносителей в слое с фильтрацией воздуха (теплообмен с перекрестным ходом)

Результаты расчета теплообмена в слое материала па подвижной колосниковой решетке с использованием коэффициентов теплообмена, полученных для неподвижных засыпок, характеризуются в 2-3 раза завышенными значениями теплообмена и сопротивления слоя. Корректирующие коэффициенты при этом не позволяют получить адекватные результаты, так как отличие имеет место только при малых значениях Ле (рис. 28). Для учета неравномерности слоя предлагается выделить в нем участок с повышенной пористостью фу шириной Ьу (рис. 29), в каждом шаге по длине слоя рассчитывать отдельно теплообмен и сопротивление каждого участка и усреднять полученные температуры материала и газа. По данным работы промышленных колосниковых холодильников установлено, что Фу = 80%, Ьу = 5—20%.

Исходные данные: теплосодержание <7„1, | и температуры /м[, 1,1 входных

ну

потоков; удельный расход газа тг ; объем ячейки

Первое приближение qы2: а) условие равенство температур на выходе /д = б) идеальный теплообмен

д,2 =<7г| + (?м] —<7мз)

= /(?м2>; >,2 =/(<7.3, Уг)

ц, 1*е; Рг

Ыи; аг

9м2 »г)<1у

Рис. 27. Итерационный расчет теплообмена в ячейке

Ыи

1 — неподвижная засыпка;

2 — перемешивающаяся засыпка;

3 — зависимость для неподвижной засыпки с уменьшающим коэффициентом

Яе

Рис. 28. Зависимость критерия Нуссельтя от критерия Рейнольдся

Рис. 29. Участок с повышенной пористостью

На основании предложенных методов и алгоритмов разработана программа моделирования теплообмена в клинкерном колосниковом холодильнике и проведены расчеты по интенсификации в нем теплообмена, под которой понималось повышение теплового КПД при максимальной скорости охлаждения клинкера.

Показано, что оптимальный режим работы колосникового холодильника может поддерживаться при значительном изменении гранулометрического состава слоя. При диаметре гранул до 2...3 см режим работы холодильника от диаметра гранул практически не зависит (рис. 30) и увеличение высоты слоя (при сохранении постоянным расхода воздуха) на тепловой режим влияет мало. Но для более

крупных гранул увеличение высоты слоя приводит к более эффективному охлаждению.

Рис. 30. Характеристики работы колосникового холодильника при различном диаметре клинкерных гранул

расход вторичного воздуха во всех случаях 1,8 нм'/кг кл.; высота слоя одинакова во всех секциях; расход избыточного воздуха: I - 0,2; 2 - 0,5; 3 - 1,0; 4 - 1,5 нм'/кг

0.1 0,2 0,25 0,3 Высота слоя Л, м

КПД холодильника максимален при температуре клинкера после первой секции 300...500°С, в этом случае соотношение высоты слоя и расхода воздуха в первой и второй секциях на КПД практически не влияют. Но уменьшение высоты слоя в первой секции позволяет интенсифицировать охлаждение клинкера.

Сравнены способы устранения в колосниковом холодильнике избыточного воздуха, наиболее эффективным является двойная продувка с добавлением избыточного воздуха ко всему воздуху, поступающему в холодильник.

В заключение можно отметить, что предложенные в главе методы моделирования теплообмена в теплотехнологических агрегатах являются действенными средствами повышения эффективности их работы.

5. Термодинамические методы анализа теплотехнологических агрегатов

Тепловые характеристики материальных потоков

Существующие методы тепловых расчетов теплотехнологических процессов и аппаратов требуют учета химических и фазовых превращений при преобразовании материалов и поэтому не универсальны, а всегда описывают конкретную технологию. В главе на основе анализа методики расчета тепловых балансов предлагается проведение тепловых расчетов с использованием полной энтальпии входных и выходных потоков, определяемой по составу и температуре материала. Полная энтальпия Я (табл. 5)

Я=ДЯо + Я(0 (22)

включает физическую составляющую Н(1), определяемую температурой,

и химическую составляющую, определяемую составом и состоянием материала и равную энтальпии образования соединений из оксидов при О °С

ДЯ0= jj ( ДЯ°98 - МЩ25) - 1[ДЯ298 i - Л/, Я;(25)]№ }, (24)

где М— молярная масса; а, Ь, с — коэффициенты уравнения для расчета истинной молярной теплоемкости ср = а + ЬТ + сТ ; ДЯ298, ДЯ298 ¡— молярная энтальпия образования соединений и оксидов, составляющих соединение, из элементов; ц, — стехиометрические коэффициенты образования соединения из оксидов.

Тепловой баланс аппарата или отдельной стадии технологического процесса имеет вид разности полной энтальпии входящих и выходящих потоков с учетом потерь теплоты через ограждающие стенки Я„

2 [ДЯ0+Я(/)]вход = £ [ДЯ0+ Я(/)] выход + 1ЯПОТ. (25)

В рассмотрена методика позонного теплового расчета цементной вращающейся печи с использованием предлагаемого способа, который производится по содержанию соединений на границах технологических зон (рис. 31). Произведено сравнение затрат теплоты при выпуске рядового и низкоосновного клинкера и при вводе в сырьевую смесь шлака (рис. 32). При выпуске низкоосновного клинкера экономия теплоты происходит в зонах экзотермических реакций и спекания, при вводе в сырьевую смесь шлака — в зоне декарбонизации.

Таблица 5

Полная энтальпия некоторых соединений, кДж/кгг, и газов, кДж/м3__

Соединения Н20(ж) СаССЬ АБзН, БЮ2 Ре2Оз СгБ-р СзБ N2 о2 [ЬО со2 Воздух СИ,

АН0 -2502,2 -1778,7 -526,91 0 0 -734,18 -495,21 0 0 0 0 0 35900

с/ 147,1 -94,95 -46,67 -137,1 -34,08 -64,43 -68,14 -8,2 -27,4 0 -140,5 -12,2 -163,6

V 3,662 1,105 1,088 1,194 0,749 0,94 0.957 1,3225 1,3894 1,4917 2,0956 1,3365 1,9804

сЧО"5 132,2 10,96 28,63 11,7 24,38 10,73 7,904 8,4075 9,342 23,015 20,304 8,6037 82,67

¡/•10' —40,19 25,94 12,75 37,45 9,308 17,6 18,61 2,2425 7,4742 0 38,354 3,3412 44,691

0 -2502,2 -1778,7 0,0 139,0 -734,2 -495,2 ^195,2 0 0 0 0 0,0 35900,0

и о 500 -245,6 -1260,2 537,6 677,8 -279,0 -41,0 -41,0 677,0 700,4 803,4 1007,7 681,9 36991,0

1000 2597,3 -638,7 1203,3 1252,1 262,5 487,3 487,3 1400,1 1461,4 1721,8 2188,3 1413,0 38578,5

1500 6089,7 45,1 1938,3 1862,0 862,7 1060,5 1060,5 2166,0 2271,2 2755,3 3481,4 2188,1 40592,2

7500

4000

! 3000

-| 2000

-5000

0 500 1000 1500 Температура материала, °С Рис. 31. НА диаграмма процесса обжига цементного клинкера (влажность сырьевой смеси 0%): / — Д//одля материала; 2 — Н(1) материала; 3 — Н материала; Ж») газов

; 1000

' о -600

б)

о

500 1000 1500 Температура материала, °С Рис. 32. Затраты теплоты при обжиге сухого сырья (теплота, отдаваемая газовым потоком):

1 - рядовой клинкер с КН=0,89, л= 1,9, р=2,3;

2 — низкоосновный клинкер с КН=0,7, п=1,9,р=2,3;

3 - рядовой клинкер с КН=0,89, л=1,9, р=2,3, получаемый из сырьевой смеси, содержащей 20% шлака; о) абсолютные затраты тепла; б) сгеличие от варианта 1

Рассмотрены затраты теплоты в печи при использовании в качестве силикатного компонента Р-кварца и у-тридимита (рис. 33). Разница в 12,5 кДж/кг наблюдается в высокотемпературных зонах печи, что характеризуется разницей в расходе условного топлива на обжиг до 1.. .3 кг (до 2,5%).

Можно заключить, что предлагаемый метод характеризуется универсальностью и может служить основой для тепловых расчетов высокотемпературных теплотехнологических процессов, особенно при анализе преобразования нетрадиционного и техногенного сырья.

0 500 1000 1500 Температура материала, °С Рис. 33. Разница в затратах теплоты на обжиг при использовании в качестве сырья Р-кварца

н у-трндимнта

Также в главе приводится описание разработанной термодинамической базы данных, позволяющей проводить следующие виды тепловых и термодинамических расчетов: 1) расчет теплоты преобразования исходных веществ в продукты

реакции; 2) экеергетичеекий анализ процесса преобразования материалов; 3) термодинамический анализ химических реакций; 4) расчет теплоемкости технологических материалов. База данных может использоваться как отдельный программный продукт или в виде библиотеки функций.

Критерии термодинамической эффективности процесса получения цементного клинкера Для цементных клинкеров, полученных в лабораторных условиях, выявлена зависимость (табл. 6) показателей качества от термодинамических характеристик технологического процесса (энтро-

Таблица б

Коэффициенты корреляции термодинамических характеристик и свойств клинкера

пии 5 и эксергии £), причем технологические свойства зависят не от термодинамических характеристик исходных и конечных продуктов, а от их разности.

Для заводского клинкера ОАО «Белгородский цемент», который характеризуется стабильностью состава, с использованием метода эмпирической регрессии получены результаты (рис. 34), подтверждающие зависимости, выявленные для клинкеров, обожженных в лабораторных условиях.

Характеристики Механическая прочность клинкера при быстром и медленном охлаждении Содержание СаОо, при 1350 и 1400"С

Л кл с<юЦ*> СаОТ

5£ (сырье) ^„(клинкер) - - 0,17 0,62 0,80 0,29 0,65 0,76

Ее (сырье) 0.08 0,13 - -

^„(клинкер) -0,41 -0,04 - -

&Е = Е„ - Ес 0,85 0,74 - -

56 Б 55

V4

^53 52

-7-8 наш 0,12

Б 7,6 8 0,08

0,2 7 О б 0,04 1

754 895 754 895 0,602 0.608 0,614

ДЕ, кДж/кг ДЕ, кДж/кг ДБ, кДж/кг

Рис. 34. Зависимость пределов прочности на сжатие и изгиб цементов при 28-еуточном твердении от изменения химической эксергии и содержания свободного оксида кальция от изменения энтропии для клинкера АО «Белгородский цемент»

Предлагается обобщенный баланс термодинамических свойств Р (эксергии, энтальпии образования, энтропии, изобарно-изометрического потенциала) в процессе преобразования сырьевой смеси в получаемый продукт:

Ры.+8Р,-Рп + (е-1)Рг + ЬР., (26)

где Р0 Ры и РГ - соответственно удельные свойства сырьевой смеси, продукта и технологических газов; АРП — удельное безвозвратное изменение свойств при обжиге, вызванное необратимостью процессов; /*„„ — удельное возрастание свойств, вызванное внешним воздействием; ^—удельный расход сырьевой смеси, кг/кг. Свойство Р предлагается представлять в матричном виде :

Р = (Г,Ру) = (г,К). (27)

где У — вектор массового содержания компонента размером и; Ру— вектор удельных свойств компонентов размером и; Z = А У — вектор химического состава материала размерностью т; А — матрица пересчета размерностью тхп; К — матрица коэффициентов размерностью т.

Оптимизации состава сырьевой смеси на основе баланса свойств (26) может быть двух видов.

1. Если свойство Р подчиняется закону сохранения (ДРпот= 0), то его изменение в процессе обжига вызывается внешним воздействием, величина которого определяется по уравнению:

Реи=Ркл + Рг-Рс = (г,К,„), (28)

где Кси = Кы + Кг- Кс - вектор коэффициентов.

При положительном значении Рси внешнее воздействие подводит энергию, при отрицательном — отбирает. Оптимизация состава сырьевой смеси заключается в минимизации Рви.

2. При наличии безвозвратных изменений ЛРпт их объединяют с величиной РТ и изменение свойства имеет вид:

ЛЛом = АГп+Рг = Рс+ Л„ - /»„ = « ДАО + />„„, (29)

где ДК = Кс — Кц, - вектор коэффициентов.

В работе предложены матрицы коэффициентов К для расчета свойств материального и газового потока, характерных для процесса обжига клинкера, и критерии изменения теплоты (энтальпии) образования, энтропии и эксергии цементных сырьевых смесей в процессе обжига.

На основе баланса термодинамических свойств (26) предложены методики расчет теплового эффекта клинкерообразования цементного клинкера и расчет затрат теплоты на варку стекла.

Эксергетический анализ теплотехнологических процессов

Несмотря на имеющиеся литературные данные по значению химической эксергии большого количества соединений, часто возникает необходимость определения химической эксергии для иного набора веществ отсчета или другой температуры окружающей среды, а также согласования химической и термомеханической эксергии с используемыми термодинамическими данными. Например, для теплотехнологического процесса в качестве веществ отсчета удобно принимать сырьевые материалы, тогда их эксергия на входе в систему будет равна нулю.

В работе предлагается метод расчета эксергии химических элементов е„ используемых в выражении расчета реакционной эксергии ег соединений

е^ДО + Ец^, (30)

где Ай — энергия Гиббса соединения; р, — стехиометрический коэффициент вхождения ¡-го элемента в соединение; е\ — химическая эксергия ;-го элемента.

Определение химической эксергии е-, элементов с учетом неотрицательности химической эксергии всех соединений базы данных (то есть с автоматической корректировкой веществ отсчета) производится по выражениям:

N

дс,+ е ц*е*=(0 v -КТ0\пх,), /=1 ...Ы к- 1

N { 5 -ч ЛГ

А'^ = -1 ) ек -> гпах; - I (О V ЯТ0+

У *-1

У= 1...5; е^О, * = 1.../Ч где /V — количество химических элементов и веществ отсчета; 5 - количество соединений в базе данных; — стехиометрический коэффициент для к-го элемента в 1-м веществе, при отсутствии элемента ^ = 0; х - концентрация вещества в атмосфере; р — неотрицательный весовой коэффициент.

Так как энергия Гиббса всех соединений и концентрационная эксергия атмосферных N2, 02 и СОг зависит от температуры, то и получаемая химическая элементов зависит от температуры окружающей среды /0 (табл. 7).

Таблица 7

Коэффициенты уравнении е, = в« + «1/0+ о для расчета химической эксергни химических элементов (кДж/моль)

Эле- £Го <7, 10' <72-106 Вещество Эле- Оо а,-10' оуЮ6 Вещество

мент отсчета мент отсчета

N 0,268 0,981 0 Ы2 Се 498,399 -194,143 1,240 веОг

О 1,773 6,490 0 о2 Н 119,895 -88,122 68,461 Н20 (жидкость)

А1 807,089 -202,162 0 Каолинит К 421,359 -182,562 104,510 К2Сг2СЬ

Ая 393,030 -255,312 0 А5;05 и 568,500 -126,889 72,966 2Ы208Ю2 (стекло)

В 608,235 -91,829 46,188 СаО-2(В2Оз) М§ 621,153 -360,310 63,436 МвСО)

Ва 780,653 -715,141 272,435 ВаСЬ Мп 466,287 -201,545 92,232 Мп02

Ве 597,487 -107,429 -159,984 ВеО^Ог Ыа 369,123 -366,686 159,678 ЫаЫ03

С 409,488 54,174 65,090 ССЬ (газ) N1 222,496 -122,517 -136,913 Ы|(ОН)2

Са 721,404 -342,746 73,386 Кальцит РЬ 218,260 -328,395 88,686 РЬСОз

С<1 261,925 -346,083 -65,081 Сс1СОз Э 604,511 -116,274 -22,594 Са304-2[[,0

С1 17,499 271,668 -68,295 ЫаС1 БЬ 434,306 -261,016 106,519 5Ь205

Сг 524,613 -151,188 91,768 Сг20, в! 858,365 -199,292 76,409 а-кварц

Се 312,792 -186,554 58,095 СзгСОз Бп 257,778 —107,257 79,432 ЭпОг

Си 130,473 -119,678 73,773 СиО Бг 730,505 -351,931 81,309 ЭгСОз

Р 222,911 79,977 22,773 СаР2 Т| 889,970 -203,292 93,406 ЛСЬ

Ре 370,895 -151,437 90,784 Гематит гп 324,191 -353,127 74,481 гпСО,

1о - температура окружающей среды, °С

Природное сырье и сухие продукты сгорания топлива в предлагаемой модели окружающей среды отнесены к веществам отсчета и их химическая эксергия равна нулю. Поэтому химическая эксергия в теплотехнологическом процессе будет ненулевой для топлива, получаемого продукта, паров воды и техногенных продуктов, используемых в качестве сырьевых добавок. В работе приведены химическая эксергия (кДж/кг) соединений силикатных технологий строительных материалов, рассчитанная для различной температуры окружающей среды. Также в работе предложено выражение для расчета термомеханической эксергии вещества в потоке с использованием термодинамических характеристик соединений.

Для оценки теплотехнологических процессов могут использоваться эксергети-ческий КПД т|э = Еевь1х/Ее,х, отражающий эффективность передачи энергии, и эксер-гетический КПД г|эп= (еппр — ене>п.сУ(ет + езэ), отражающий эффективность

использования энергии для получения конечного продукта, где ет — эксергия выходных и входных потоков; еппр — полезная эксергия получаемого продукта; е11анс — эксергия неэнергетического сырья; ет и еэ 3 — эксергия топлива и электроэнергии. Аналогом эксергетического КПД т|э является тепловой КПД г)^^,, а Лэ.п - технологический

КПДг|то„.

На рис. 35 приведено сравнение КПД процессов обжига клинкера. Необходимо отметить более высокую степень корреляции между расходом топлива От и г)э, т|эп (соответственно 0,79 и 0,91), чем между С7Т и г|теш1> ■Птехн(0,56 и 0,87).

Сравнивая варианты с вводом в печь техногенных продуктов можно отметить, что при вводе шлака (вариант 3) тепловой и технологический КПД по сравнению с вариантами 2 и 4 меньше, но оба эксергетические КПД выше. Это говорит о более высокой эффективности процессов в печи для варианта 2, несмотря на несколько более высокие потери теплоты при этом.

Поэтому можно сделать вывод, что анализ теплотехнологических процессов по эксергетическим характеристикам более эффективен, чем по тепловым, так как оптимизация и интенсификация промышленных печей требует не только снижения потерь теплоты, но и ее более результативного использования.

Выводы

1. Разработана методологическая и информационная база информационных технологий энергосбережения, оптимизации и интенсификации теплотехнологических процессов производства строительных материалов в условиях изменения традиционной сырьевой базы, применения нетрадиционного и техногенного сырья, выпуска специальной продукции, основанная на едином описании тепловых, термодинамических и теплофизических свойств перерабатываемых материалов.

2. Разработана методология исследования и оптимизации многокомпонентных силикатных сырьевых смесей и систем строительных материалов, ориентированная на технологии, характеризующиеся изменением минерального состава сырья и продукции и использованием техногенных материалов.

Предложена формализация методов расчета и корректирования многокомпонентных сырьевых смесей технологии силикатных материалов. Для многокомпонентных систем и смесей силикатной технологии разработан метод локализации области ограничений в симплексной системе координат, задаваемых для характеристик, являющимися функциями содержания компонентов. Разработан метод оптимизации многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений-равенств и неравенств.

кпд

70 60 50 40 30 20 10

Расход условного топлива G„ кг/т кл. 220 180 140 100

<7

ПгспТ9"~ —- 1-ГГГХ

>

л _____^—^

Ни ~~r 1

1

Номер процесса Рис. 35. Энергетическая эффективность процессов обжига клинкера: 1 — мокрый способ производства, печь с рекуператорным клинкерным холодильником; 2... 4- мокрый способ производства, печь с колосниковым клинкерным холодильником; 3 -в печь вводится 30% шлака; 4— в печь вводится 5% выгорающей добавки; 5 — комбинированный способ производства; б - сухой способ производства

Разработан ряд программных средств для расчета многокомпонентных сырьевых смесей, в том числе: цементных сырьевых смесей в условиях двухтитровой технологии; магнезиальных высокожелезистых цементов; стекольной сырьевой шихты. Разработана программа расчета и оптимизации цементных сырьевых смесей, позволяющая: проводить расчет и оптимизацию смесей с неограниченным числом компонентов; использовать произвольные сочетания требований к составу сырьевой смеси и клинкера; учитывать произвольное количество присадок в печи и добавок в сырьевую смесь; проводить оптимизацию сырьевой смеси по произвольно составляемому критерию; учитывать при оптимизации ограничения-равенства и неравенства Предложены и апробированы методики оптимизации сырьевых смесей по их энергоемкости, методика выбора сырьевых компонентов из производственной базы, методика расчета сырьевой смеси, включающей техногенные продукты.

3. Предложена методология теплотехнического анализа промышленных аппаратов, учитывающая состав и свойства обжигаемого сырья и применение техногенных материалов.

Установлено, что точность тепловых расчетов процессов преобразования сырья мало зависит от используемых термодинамических данных и определяется методами расчетов содержания химических соединений в сырьевой смеси и получаемом продукте. Для технологии цемента разработан метод расчета массы соединений на границах зон вращающейся печи, определяемых интервалом температуры материала в 100°С. Предложены методы расчета расхода сырья и производительности печи при ее двухшламовом питании. Уточнены методы расчета материального и теплового балансов процесса обжига клинкера с учетом минералогического состава сырья и клинкера, наличия в сырье техногенных продуктов.

Разработаны методики теплотехнических расчетов процесса обжига карбо-натосодержащего сырья с добавлением техногенных продуктов в условиях недостаточности контрольной информации.

Предложена методика количественной оценки теплового режима работы вращающейся печи по температуре внешней поверхности ее корпуса. Произведено уточнение методики расчета потерь теплоты через цилиндрические стенки вращающейся печи. Предлагаются уравнения и номограммы для расчета тепло-потерь через корпус в окружающую среду. Проанализировано влияние факторов на потери теплоты через стенки печи.

Показано, что анализ процесса обжига только по статьям затрат теплоты не всегда эффективно, потому что снижение удельного расхода топлива может сопровождаться снижением производительности. Предложено мероприятия по экономии топлива и интенсификацию работы печи рассматривать совместно, оценивая их по предложенному экономическому критерию.

Для анализа работы печи при вводе техногенных продуктов уточнена методика моделирования теплообмена в печи, отличающаяся от имеющихся расчетом теплового потока через футеровку печи в окружающую среду и позволяющая разбивать печь на произвольные технологические зоны. Предложен метод теплового расчета действующей вращающейся печи для определения производительности при заданном тепловом режиме, позволяющий оценивать работу

печи при вводе в нее техногенных продуктов и производить поиск способов интенсификации технологического процесса.

4. Проведено комплексное исследование теплопроводности сырьевых смесей и обоженных продуктов технологии строительных материалов.

Создана экспериментальная база исследования теплопроводности материалов цементной технологии, включающая установки измерения теплопроводности методами стационарных плоского и цилиндрического слоев, методы исследования теплопроводности гранул при их нагреве и охлаждении. Разработана экспериментальная установка и методика исследования процесса принудительной фильтрации воздуха через слой гранулированного материала.

Разработан основанный на решении обратной задачи метод определения зависимости коэффициента теплопроводности гранулированного материала от температуры, позволяющий определять коэффициент теплопроводности при температурах до 1500°С. Экспериментально определены коэффициенты теплопроводности слоя обжигаемого в печи материала и цементного клинкера, установлена зависимость теплопроводности слоя от его пористости, зависимость коэффициента теплопроводности от состава материала. Разработан метод расчета коэффициента теплопроводности многокомпонентных материалов, использующий коэффициенты теплопроводности компонентов. Произведена оценка коэффициентов модели, лежащей в основе метода, для огнеупорных материалов, цементных сырьевых смесей различного состава и клинкера. Получены модульные характеристики цементных сырьевых смесей и клинкера, характеризующие их теплофизические свойства.

5. Разработан способ численного решения модели теплообмена при принудительной фильтрации воздуха через засыпку из гранул и алгоритм расчета теплообмена в слое материала на переталкивающей решетке колосникового типа. Предложен способ учета неравномерности слоя, образующегося вследствие движения колосников. Экспериментальным путем в лабораторных условиях получены критериальные уравнения, уточняющие расчет коэффициентов аэродинамического сопротивления и теплообмена в клинкерном колосниковом холодильнике.

6. Разработаны обобщенная методология теплового, термодинамического и эксергетического анализа процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов.

Предложен метод теплового расчета химических аппаратов с использованием полной энтальпии входных и выходных потоков, которая включает физическую составляющую, определяемую температурой, и химическую составляющую, определяемую составом, агрегатным и структурным состоянием материала. Для использования в предложенном методе составлены таблицы термодинамических свойств соединений силикатной технологии.

Разработана термодинамическая база данных для анализа химических и тепловых процессов, ориентированная на соединения и процессы технологии силикатных строительных материалов. Предложен обобщенный метод расчета теплового эффекта клинкерообразования, учитывающий различный минералогический состав сырьевой смеси и клинкера, наличие в сырье техногенных продуктов.

Установлена зависимость между термодинамической эффективностью процесса преобразования сырьевой смеси в цементный клинкер и показателями качества получаемого продукта. Предложен обобщенный вид термодинамических критериев, характеризующих эффективность процесса преобразования сырьевых материалов в продукты силикатной технологии с учетом минералогического состава сырья получаемого продукта.

Предложен метод расчета химической эксергии химических элементов, используемой для расчета реакционной эксергии химических соединений. Метод учитывает требуемый состав окружающей среды и позволяет получать химическую эксергию, согласованную с используемыми термодинамическими данными. Составлены таблицы химической эксергии соединений силикатной технологии при разной температуре окружающей среды с веществами отсчета, соответствующим сырьевой базе силикатной технологии. Выполнен эксергетический анализ процесса обжига цементного клинкера и путей его интенсификации, в том числе при использовании техногенных продуктов.

Публикация результатов работы

Результаты работы отражены в 88 публикациях, в том числе двух монографиях, 60 статьях, 26 тезисах докладов, использованы в двух учебных пособиях. Основными являются следующие публикации.

1. Тру баев, П. А. Эксергетический анализ теплотехнологических процессов производства строительных материалов / П. А. Трубаев // Теоретические основы химической технологии. - 2006. - Том 40, № 2. - С. 191-198 (Trubaev, P. A. Exergy Analysis of Thermal Processes in the Building Materials Industry / P. A. Trubaev // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. - 2006. - Vol. 40, No. 2. - pp. 175-182).

2. Трубаев, П. А. Критерии термодинамической эффективности получения цементного клинкера из природного сырья / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Теоретические основы химической технологии. - 2005. - Т. 39, № 6. - С. 666-672 (Trubaev, P. A Criteria for the thermodynamic efficiency of cement clinker production from natural raw material / P. A Trubaev, P. V. Be-sedin // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. - 2005. - Vol. 39, No. 6. - pp. 628-634).

3. Трубаев, П. А. Влияние технологических параметров на интенсификацию тепловой работы цементной вращающейся печи / П. А. Трубаев. - Цемент и его применение. — 2006, № 1.-С. 117-120.

4. Трубаев, П. А. Оптимизация многокомпонентных силикатных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Химическая технология. — 2006. - № 1. — С. 36-39.

5. Трубаев, П. А. Математическое и программное обеспечение расчета и оптимизации многокомпонентных сырьевых смесей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Кибернетика и системный анализ. - 2006. - № 2. - С. 164-169 (Trubaev, P. A. Mathematical and software support of calculation and optimization of multicomponent raw mixes / P. A. Trubaev, P. V. Besedin // Cybernetics and Systems Analysis. - 2006. - Vol. 42, № 2. -P. 277-283).

6. Трубаев, П. А. Преобразование ограничений при оптимизации многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Химия и химическая технология. — 2005. — Том. 48, вып. 9. - С. 131-134.

7. Трубаев, П. А. Формализация математического описания расчета стекольной сырьевой шихты / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2005. - Том. 48, вып. 9. - С. 128-131.

8. Беседин, П. В. Повышение эффективности процесса обжига клинкера / П. В. Беседин, П. А. Трубаев, Н. Е. Соболев // Цемент и его применение. — 2005. — № 4. — С. 68-72.

9. Трубаев, П. А. Анализ путей энергосбережения при производстве цемента / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века - 2006. -№ 3. - С. 60-61.

10. Трубаев, П. А. Интенсификация процесса обжига цементного клинкера при использовании техногенных материалов / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века -2005. -№ 10. - С. 60-61.

11. Беседин, П. В. Энерготехнологический анализ процессов в технологии цементного клинкера / П. В. Беседин, П. А. Трубаев; Под общ. ред. П. В. Бесе дина. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, БИЭИ, 2005.-460 с.'

12. Беседин, П. В. Исследование и оптимизация процессов в технологии цементного клинкера / П. В. Беседин, П. А. Трубаев; Под общ. ред. П. В. Беседина - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, БИЭИ, 2004. - 420 с. .

13. Трубаев, П. А. Расчет и оптимизация цементных сырьевых смесей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин, В. М. Коновалов // Цемент и его применение, 2001. - № 5. - С. 18-22.

14. Расчет потерь тепла через корпус цементных вращающихся печей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин, М. В. Нусс и др. // Цемент и его применение, 2001. - № 2. - С. 13-17.

15. Трубаев, П. А. Термодинамический анализ и критерии эффективности процесса получения клинкера/П. А Трубаев, П. В. Беседин, А С. Иванов //Цемент, 1998. -№ 5-6. -С. 22-26.

16. Трубаев, П. А. Формализация расчета многокомпонентных сырьевых смесей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Цемент, 1998.-№ 4. - С.22-25.

17. Беседин, П. В. Определение времени ■ нагрева и плавления сырьевой частицы, взвешенной в потоке газа / П. В. Беседин, П. А. Трубаев // Известия вузов. Строительство. - 2005. - № 2. - С. 95-100.

18. Беседин, П. В. Экспериментальное исследование теплопроводности гранул методом решения обратной задачи / П. В. Беседин, П. А. Трубаев, А. С. Иванов // Известия вузов. Строительство. - 2002. — № 9.

19. Трубаев, П. А. Тепловые расчеты процессов последовательного преобразования материалов / П. А. Трубаев // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 7. — С. 125—131.

20. Трубаев, П. А. Численное моделирование процесса охлаждения клинкерных гранул в колосниковом холодильнике / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Строительство. - 2004.-№ 6.-С. 120-125.

21. Трубаев, П. А. Модель процесса теплопроводности в многокомпонентных сырьевых смесях и системах технологии строительных материалов / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Строительство. — 2002. — № 11. — С. 40-45.

22. Беседин, П. В. Построение решетчатых планов на факторном пространстве многокомпонентных систем при наличии ограничений / П. В. Беседин, П. А. Трубаев // Известия вузов. Строительство. - 2001. — № 11-12. - С. 28-31.

23. Трубаев, П. А. Определение координат сечения локальной области диаграммы состояния многокомпонентных систем цементной технологии/ П. А Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Строительство. -1998. - № 11 -12. - С. 39-45.

24. Трубаев, П. А. Особенности планирования эксперимента при исследовании многокомпонентных силикатосодержащих смесей и систем / П. А Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Строительство. - 1998. -№ . 9 —С. 36-39.

25. Методическое и программное обеспечение расчета магнезиальных высокожелезистых сырьевых смесей / И. Г. Лугинина, Н. В. Литвишкова, П. А Трубаев и др. // Известия вузов. Строительство. - 1998. -X» 7. - С. 37-40.

26. Трубаев, П. А. Математическое обеспечение автоматизированного проектирования состава многокомпонентных сырьевых смесей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Известия вузов. Строительство. - 1997. —№ 5. — С. 36-41.

27. Трубаев, П. А. Интенсификация теплообмена в колосниковом клинкерном холодильнике / П. А; Трубаев, С. Н. Перескок, Ю. К. Хутяев // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова -2005.-№ 10.-С. 294-299.

28. Трубаев, П. А. Анализ теплотехнической работы вращающейся печи обжига клинкера комбинированного способа производства / П. А. Трубаев // Энергосбережение в промышленности ит теплоэнергетике: Сб. научн. тр. - Саратов, 2005. - С. 122-130.

29. Кузнецов, В. А. Энергосберегающие режимы горения в стекловаренной ванной печи / В. А. Кузнецов, П. А. Трубаев // Электро- и теплотехнологические процессы и установки: Межвузовский научный сборник. - Саратов, 2003. —С. 331-335.

30. Моделирование аэродинамических и теплообменных процессов в клинкерных колосниковых холодильниках / П. А. Трубаев, П. В. Беседин, О. Н. Сафонов, Б. М. Гришко // Материалы межд. научн. конф. «Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем». — Часть 3. - Таганрог: ТРТУ, 2002 г. - С. 69-74.

31. Беседин, П. В. Термодинамическая база данных для анализа процессов получения силикатных строительных материалов / П. В. Беседин, П. А. Трубаев // Вестник БГТУ им.

B. Г. Шухова. - 2003. - № 5. - Часть 2. - С. 229-233.

32. Трубаев, П. А. Влияние технологических параметров на производительность цементной вращающейся печи / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2003. - № 5. - Часть 2. - С. 249-254.

33. Трубаев, П. А. Расчет и оптимизация цементных сырьевых смесей с целью снижение энергозатрат на обжиг / П. А. Трубаев, П. В. Беседин, В. М. Коновалов // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы VII академических чтений РААСН,-Белгород,2001. Ч. 1.-С. 32-36.

34. Трубаев, П. А. Методы расчета и оптимизации многокомпонентных сырьевых смесей / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы VII академическм^Ьений РААСН. -^^кюрод, 2001. Ч. 2. - С. 341-346.

35. Нусс, М. В. Информац^Иая система по ^ИРшлению процессом обжига цементного клинкера / М. В. Нусс, П. А. Трубаев, В. К. Классен // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы VII академических чтений РААСН. - Белгород, 2001. Ч. 1,-С. 377-380.

36. Трубаев, П. А. Математическое и программное обеспечение расчета многокомпонентных силикатосодержащих сырьевых смесей / П. А. Трубаев // Компьютерное моделирование : Сб. научн. тр. — Белгород, 1998. - С. 337-342.

37. Иванов, А. С. Применение математического моделирования в исследовании тегхлофи-зических свойств веществ / А. С. Иванов, П. А Трубаев // Компьютерное моделирование : Сб. научн. тр. - Белгород, 1998. - С. 318-323.

38. Трубаев, П. А. Критерии изменения термодинамических свойств многокомпонентных сырьевых смесей в процессе обжига / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Высокотемпературная химия силикатов и оксидов. Тез. докл. VII межд. конф. - 18-21 марта 1998 г. -

C. П., 1998.-С. 122.

39. Трубаев, П. А. Влияние состава на теплофизические свойства цементных сырьевых смесей и клинкера / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Энерго- и ресурсосбережение в производстве цемента и других вяжущих веществ: Сб. докл. межд. конф. - Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1997.-Ч. 1.-С. 149-152.

40. Трубаев, П. А. Некоторые аспекты информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования и оптимизации технологических процессов / П. А. Трубаев, П. В. Беседин // Сб. тр. «Машины и комплексы новых экологически чистых производств строительных материалов». — Белгшэод, 1996. — С. 17^177.

41. Трубаев, П. А. Инжен^В(й метод рас^В коэффициента теплопроводности сырьевого потока во вращающейся печи при обжиге портландцементного клинкера / П. А. Трубаев // Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и

конструкций: Тезисы докл. межд. конфер. - Белгород, 1993. - Часть I. - С. 24-25. х^ п ____

Объем 2,0 пл. Заказ 162. Тираж 100. Отпечатано в БГТУ им. В. Г. Шухова, 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

Введение.

1. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОПТИМИЗАЦИИ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕХНОЛОГИИ

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Методы расчета и оптимизации многокомпонентных сырьевых смесей.

1.1.1. Характеристики цементных сырьевых смесей и клинкера.

1.1.2. Оптимальный состав сырьевой смеси и клинкера.

1.1.3. Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных смесей и разработка новых характеристик.

1.1.4. Особенности расчета состава цементных сырьевых смесей и клинкера.

1.1.5. Особенности оптимизации состава цементных сырьевых смесей и клинкера.

1.1.6. Актуальные задачи в технологии сырьевых смесей.

1.2. Теплотехнические расчеты теплотехнологических процессов и аппаратов.

1.2.1. Особенности расчета материального баланса теплотехнологических процессов и аппаратов.

1.2.2. Методы расчетов тепловых балансов теплотехнологических процессов и аппаратов.

1.2.3. Интенсификация и энергосбережение в теплотехнологических процессах

1.3. Моделирование теплообмена в теплотехнологических аппаратах.

1.3.1. Теплопроводность строительных материалов и методы ее измерения.

1.3.2. Методы расчета процессов теплообмена во вращающейся печи.

1.3.3. Методы расчета процессов теплообмена в колосниковом холодильнике.

1.4. Термодинамический анализ теплотехнологических процессов и аппаратов.

1.4.1. Обзор методов расчета теплового эффекта клинкерообразования.

1.4.2. Задачи и методы эксергетического анализа.

1.5. Проблемы и актуальные задачи в оптимизации и интенсификации высокотемпературных процессов технологии многокомпонентных силикатных материалов

2. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ И СИСТЕМ.

2.1. Формализация расчета многокомпонентных цементных сырьевых смесей.

2.1.1. Обозначение состава материалов.

2.1.2. Преобразование характеристик.

2.1.3. Формализованное уравнение расчета при отсутствии присадки золы топлива.

2.1.4. Формализованное уравнение расчета при наличии присадок к клинкеру.

2.1.5. Формализованное уравнение корректирования сырьевых смесей.

2.2. Математическое описание локальной области многокомпонентной системы

2.2.1. Особенности планирования эксперимента при исследовании многокомпонентных смесей и систем силикатной технологии.

2.2.2. Определение координат сечения локальной области диаграммы состояния многокомпонентных систем цементной технологии.

2.2.3. Построение решетчатых планов на факторном пространстве многокомпонентных систем при наличии ограничений.

2.3. Оптимизация многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений и снижении степени свободы системы.

2.3.1. Постановка задачи оптимизации.

2.3.2. Преобразования характеристик смесей и систем.

2.3.3. Учет компонентов с известным расходом.

2.3.4. Численный метод оптимизации.

2.3.5. Исследование параметров метода.

2.3.6. Преобразование ограничений в задачах оптимизации.

2.4. Программные средства расчета сырьевых смесей в производстве строительных материалов.

2.4.1. Методическое и программное обеспечение расчета магнезиальных высокожелезистых сырьевых смесей.

2.4.2. Информационные средства расчета стекольной сырьевой шихты.

2.4.3. Программа расчета и оптимизации цементных сырьевых смесей.

2.5. Оптимизация состава сырьевых смесей с целью снижения энергозатрат на обжиг клинкера.

2.5.1. Энергоемкость сырьевых смесей.

2.5.2. Методика выбора сырьевых компонентов.

2.5.3. Определение расхода техногенного продукта.

2.5.4. Снижение энергоемкости сырьевой смеси.

2.6. Выводы по главе.

3. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ.

3.1. Теплотехнологические расчеты в технологии цементного клинкера.

3.1.1. Материальный баланс и расходы материальных потоков в цементной печи.

3.1.2. Теплоемкость сырьевых смесей и клинкера.

3.1.3. Расчет потерь теплоты через корпус вращающихся печей.

3.2. Анализ теплотехнической работы цементных вращающихся печей.

3.2.1. Методика расчета материального и теплового баланса.

3.2.2. Теплотехнические расчеты в условиях недостатка контрольной информации

3.2.3. Влияние технологических параметров на затраты теплоты в печи.

3.3. Выводы по главе.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ЦЕМЕНТНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ.

4.1. Исследование теплопроводности материалов цементной технологии.

4.1.1. Экспериментальное определение теплопроводности клинкерных гранул методом решения обратной задачи.

4.1.2. Экспериментальное определение теплопроводности материала в процессе обжига.

4.1.3. Измерение теплопроводности цементного клинкера в установке плоского слоя.

4.1.4. Оценка теплопроводности материала в процессе обжига.

4.1.5. Модель процесса теплопроводности в многокомпонентных материалах.

4.1.6. Метод расчета коэффициента теплопроводности цементных сырьевых смесей и клинкера.

4.1.7. Модульные характеристики теплофизических свойств.

4.2. Методология интенсификации процесса обжига во вращающейся печи.

4.2.1. Влияние теплового режима на производительность вращающейся печи.

4.2.2. Позонный расчет теплообмена в цементной вращающейся печи.

4.2.3. Экономический критерий оптимизации работы печи.

4.2.4. Интенсификация процесса обжига во вращающейся печи.

4.2.5. Интенсификация процесса обжига при вводе техногенного продукта.

4.3. Моделирование и интенсификация теплообмена в клинкерном колосниковом холодильнике.

4.3.1. Схема и и тепловой баланс колосникового холодильника.

4.3.2. Экспериментальное моделирование аэродинамических и теплооб-менных процессов в клинкерных колосниковых холодильниках.

4.3.3. Численное решение модели процесса теплообмена в колосниковом холодильнике.

4.3.4. Интенсификация теплообмена в колосниковом клинкерном холодильнике.

4.4. Выводы по главе.

5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ОБЖИГА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА.

5.1. Расчет тепловых балансов промышленных агрегатов на основе характеристик их входных и выходных потоков.

5.1.1. Представление теплового баланса на основе характеристик входных и выходных потоков.

5.1.2. Расчет затрат теплоты на декарбонизацию, обжиг извести и при последовательном преобразовании материала в печи.

5.1.3. Термодинамическая база данных.

5.2. Критерии термодинамической эффективности процесса преобразования исходного сырья в клинкер.

5.2.1. Термодинамические характеристики процесса получения клинкера.

5.2.2. Зависимость свойств клинкера от термодинамических характеристик.

5.2.3. Обобщенный баланс термодинамических свойств.

5.2.4. Критерии термодинамической эффективности процесса получения клинкера.

5.3. Тепловой эффект клинкерообразования.

5.3.1. Расчет ТЭК на основе баланса термодинамических свойств.

5.3.2. Расчет ТЭК для различных видов сырья и клинкера.

5.4. Эксергетический анализ процесса обжига цементного клинкера.

5.4.1. Расчет эксергии для соединений технологии силикатов.

5.4.2. Эксергетический анализ процесса обжига цементного клинкера.

5.5. Выводы по главе.

Промышленность строительных материалов является крупным потребителем сырьевых и энергетических ресурсов. Технология производства строительных материалов на основе силикатных соединений (цемента, стекла, керамики, огнеупоров и др.) заключается в высокотемпературной обработке специально приготовленных сырьевых смесей в обжиговых аппаратах. Исследование, оптимизация и интенсификация этих технологий определяется тесной взаимосвязью протекающих в одном аппарате тепломассообменных, физико-химических и химических процессов. Поэтому задачи энергосбережения, оптимизации и интенсификации процессов производства строительных материалов могут быть решены на основе методов системного анализа этих процессов и комплексного подхода к технологии.

В 1995-2005 г. в российской промышленности значительно изменились экономические и технологические условия. Увеличение удельной стоимости топлива, выработка запасов традиционного сырья, применение техногенного сырья и нетрадиционных видов топлива, увеличение выпуска специальной продукции привели к изменению технологических условий производства и заметному изменению свойств перерабатываемого сырья. В применяемой в настоящее время методологии энергосбережения и интенсификации процессов производства строительных материалов используются методы и усредненные константы, относящиеся к традиционной сырьевой базе. Поэтому существующие подходы не могут в полной мере отражать современные условия и требуют дальнейшего развития и совершенствования, так как отсутствие методов и способов учета изменяющегося минералогического состава сырьевых материалов и выпускаемой продукции сдерживает дальнейшее развитие научных основ процессов получения силикатных строительных материалов, препятствует интенсификации производства и энергосбережению. Одинаковая сырьевая база, используемая в технологии различных силикатных строительных материалов, и близкий способ производства, заключающийся в высокотемпературной обработке сырья, позволяют рассматривать однотипные процессы преобразования сырья и применять обобщенные методы анализа технологий.

В связи с вышеизложенным тема работы является актуальной и направлена на развитие научных основ совершенствования процессов получения силикатных строительных материалов в обжиговых высокотемпературных аппаратах.

Целью работы является развитие методологии энергосбережения, оптимизации и интенсификации теплотехнологических процессов промышленности силикатных строительных материалов в условиях изменения традиционной сырьевой базы, применения техногенного сырья, выпуска специальной продукции.

В соответствии с указанной целью на основании методов системного анализа и информационных технологий выделен следующий комплекс задач:

- разработка методологии и информационных средств технологических, теплотехнических и термодинамических расчетов процессов получения силикатных строительных материалов в высокотемпературных аппаратах при изменении минералогического состава перерабатываемого сырья и выпускаемой продукции;

- разработка методологии сравнительного теплового, термодинамического и эксергети-ческого анализа теплотехнологических процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов;

- определение теплофизических свойств сырьевых материалов и получаемой продукции при изменении их минерального состава;

- разработка методологии энергосбережения и интенсификации теплотехнологических процессов производства силикатных строительных материалов, в том числе путем регулирования состава и свойств обрабатываемых сырьевых смесей.

Предлагаемая к защите работа обладает следующей научной новизной.

Разработана методология исследования и оптимизации многокомпонентных силикатных сырьевых смесей и систем, ориентированная на технологии, характеризующиеся изменением минерального состава сырья и продукции и использованием техногенных материалов, в том числе:

- предложена формализация методов расчета и корректирования многокомпонентных сырьевых смесей производства силикатных материалов, заключающаяся в обобщенном описании методов расчета сырьевых смесей различных технологий. Отличие от существующих методов заключается в возможности расчета смесей с неограниченным числом компонентов и проведении расчета по произвольно составляемым наборам требований к сырьевым смесям и получаемому продукту;

- для многокомпонентных систем и смесей силикатной технологии разработан метод локализации области существования. Он заключается в определении границ локальной области симплекса по ограничениям, задаваемых для характеристик, являющимися функциями содержания компонентов. В отличие от существующих методов границы области определяются аналитически, а не перебором вариантов;

- разработан метод оптимизации многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений-равенств и неравенств. Для задач технологии силикатных строительных материалов метод, по сравнению с существующими, позволяет повысить устойчивость решения и сходимость.

Предложена методология теплотехнического анализа промышленных аппаратов, учитывающая состав и свойства обжигаемого сырья и применение техногенных материалов, в том числе:

- разработаны методики теплотехнических расчетов процесса обжига карбонатосо-держащего сырья с добавлением техногенных продуктов в условиях недостаточности контрольной информации.

- предложена методика количественной оценки теплового режима работы вращающейся печи по температуре внешней поверхности ее корпуса;

- предложен метод теплового расчета действующей вращающейся печи для определения производительности при заданном тепловом режиме, позволяющий оценивать работу печи при вводе в нее техногенных продуктов и производить поиск способов интенсификации технологического процесса.

Проведено комплексное исследование теплопроводности сырьевых смесей и обо-женных продуктов технологии строительных материалов, в том числе:

- разработан основанный на решении обратной задачи метод определения зависимости коэффициента теплопроводности гранулированного материала от температуры, позволяющий определять коэффициент теплопроводности при температурах до 1500°С;

-впервые экспериментально определены коэффициенты теплопроводности обжигаемого в печи слоя материала и цементного клинкера, установлена зависимость коэффициента теплопроводности от состава материала;

-разработан метод расчета коэффициента теплопроводности многокомпонентных материалов, отличающийся использованием в качестве характеристик компонентов их коэффициентов теплопроводности, а не эмпирических констант. Произведена оценка коэффициентов модели, лежащей в основе метода, для огнеупорных материалов, цементных сырьевых смесей различного состава и клинкера. Впервые получены модульные характеристики цементных сырьевых смесей и клинкера, характеризующие их теплофизические свойства.

Разработан метод численного решения модели теплообмена при принудительной фильтрации воздуха через засыпку из гранул и алгоритм расчета теплообмена в слое материала на переталкивающей решетке колосникового типа. Предложен способ учета неравномерности слоя, образующегося вследствие движения колосников. Экспериментальным путем в лабораторных условиях получены критериальные уравнения, уточняющие коэффициенты аэродинамического сопротивления и теплообмена в аппаратах с колосниковыми решетками.

Разработаны обобщенная методология теплового, термодинамического и эксергети-ческого анализа процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов, основанная на едином описании тепловых, термодинамических и теплофизических свойств перерабатываемых материалов, в том числе:

- предложен метод теплового расчета химических аппаратов с использованием полной энтальпии входных и выходных потоков, которая включает физическую составляющую, определяемую температурой, и химическую составляющую, определяемую составом, агрегатным и структурным состоянием материала. Для использования в предложенном методе составлены таблицы термодинамических свойств соединений силикатной технологии;

-впервые установлена зависимость между термодинамической эффективностью процесса преобразования сырьевой смеси в цементный клинкер и показателями качества получаемого продукта. Предложен обобщенный вид термодинамических критериев, характеризующих эффективность процесса преобразования сырьевых материалов в продукты силикатной технологии с учетом минералогического состава сырья получаемого продукта;

- предложен метод расчета химической эксергии химических элементов, используемой для расчета реакционной эксергии химических соединений. Метод учитывает требуемый состав окружающей среды и позволяет получать химическую эксергию, согласованную с используемыми термодинамическими данными. Составлены таблицы химической эксергии соединений силикатной технологии при разной температуре окружающей среды с веществами отсчета, соответствующим сырьевой базе силикатной технологии.

Практическая значимость исследований заключается в решении ряда инженерно-технических задач для производства различных стройматериалов и разработке методологии теплотехнологического и термодинамического анализа, которая может быть применена для широкого круга технических и производственных задач, относящихся к получению продукции из природного и техногенного сырья.

1. Разработана методологическая и информационная база анализа, моделирования и интенсификации высокотемпературных теплотехнологических процессов производства строительных материалов, учитывающая свойства перерабатываемого сырья, использование техногенных материалов и нетрадиционного топлива.

2. Разработан ряд программных средств для расчета многокомпонентных сырьевых смесей, в том числе: цементных сырьевых смесей в условиях двухтитровой технологии; магнезиальных высокожелезистых цементов; стекольной сырьевой шихты. Разработана программа расчета и оптимизации цементных сырьевых смесей, позволяющая: проводить расчет и оптимизацию смесей с неограниченным числом компонентов; использовать произвольные сочетания требований к составу сырьевой смеси и клинкера; учитывать произвольное количество присадок в печи и добавок в сырьевую смесь; проводить оптимизацию сырьевой смеси по произвольно составляемому критерию; учитывать при оптимизации ограничения-равенства и неравенства. Предложены и апробированы методики оптимизации сырьевых смесей по их энергоемкости, методика выбора сырьевых компонентов из производственной базы, методика расчета сырьевой смеси, включающей техногенные продукты.

3. Установлено, что точность тепловых расчетов процессов преобразования сырья мало зависит от используемых термодинамических данных и определяется методами расчетов содержания химических соединений в сырьевой смеси и получаемом продукте. Для технологии цемента разработан метод расчета массы соединений на границах зон вращающейся печи, определяемых интервалом температуры материала в 100°С. Предложены методы расчета расхода сырья и производительности печи при ее двухшламовом питании. Уточнены методы расчета материального и теплового балансов процесса обжига клинкера с учетом минералогического состава сырья и клинкера, наличия в сырье техногенных продуктов.

4. Произведено уточнение методики расчета потерь теплоты через цилиндрические стенки вращающейся печи. Предлагаются уравнения и номограммы для расчета теплопо-терь через корпус в окружающую среду. Проанализировано влияние факторов на потери теплоты через стенки печи.

5. Для анализа работы печи при вводе техногенных продуктов уточнена методика моделирования теплообмена в печи, отличающаяся от имеющихся расчетом теплового потока через футеровку печи в окружающую среду и позволяющая разбивать печь на произвольные технологические зоны.

6. Показано, что анализ процесса обжига только по статьям затрат теплоты не всегда эффективно, потому что снижение удельного расхода топлива может сопровождаться снижением производительности. Предложено мероприятия по экономии топлива и интенсификацию работы печи рассматривать совместно, оценивая их по предложенному экономическому критерию. Выполнен анализ способов интенсификации работы цементной печи, в том числе и при вводе в нее техногенных продуктов.

7. Разработана термодинамическая база данных для анализа химических и тепловых процессов, ориентированная на соединения и процессы технологии силикатных строительных материалов. Предложен обобщенный метод расчета теплового эффекта клинке-рообразования, учитывающий различный минералогический состав сырьевой смеси и клинкера, наличие в сырье техногенных продуктов.

8. Выполнен эксергетический анализ процесса обжига цементного клинкера с целью его интенсификации, в том числе при использовании техногенных продуктов.

Диссертация выполнялась в соответствии с планом НИР по единому заказ-наряду Минобразования РФ на 1993-2005 г. (№ гос. per. БелГТАСМ 1.20.93.2 и БГТУ 01200300165), грантом Минобразования на 2003-2004 г., перечнем важнейших работ АО «Концерн Цемент» на 1992-1997 г. (шифры 49/92-85н и 28/96-208н), а также по прямым заказам различных предприятий на хоздоговорной основе. Результаты работы внедрены на 10 российских цементных заводах, о чем имеются соответствующие акты. По результатам исследований опубликовано 87 печатных работ. Результаты работы доложены или представлены в 1993-2005 г. на 22 международных и всероссийских научных конференциях.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем диссертации составляет 565 е., работа содержит 209 рис., 120 табл., 416 библиографических источника.

6. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана методологическая и информационная база энергосбережения, оптимизации и интенсификации теплотехнологических процессов производства строительных материалов в условиях изменения традиционной сырьевой базы, применения нетрадиционного и техногенного сырья, выпуска специальной продукции, основанная на едином описании тепловых, термодинамических и теплофизических свойств перерабатываемых материалов.

2. Разработана методология исследования и оптимизации многокомпонентных силикатных сырьевых смесей и систем строительных материалов, ориентированная на технологии, характеризующиеся изменением минерального состава сырья и продукции и использованием техногенных материалов.

Предложена формализация методов расчета и корректирования многокомпонентных сырьевых смесей технологии силикатных материалов. Для многокомпонентных систем и смесей силикатной технологии разработан метод локализации области ограничений в симплексной системе координат, задаваемых для характеристик, являющимися функциями содержания компонентов. Разработан метод оптимизации многокомпонентных смесей и систем в симплексной системе координат при наличии ограничений-равенств и неравенств.

Разработан ряд программных средств для расчета многокомпонентных сырьевых смесей, в том числе: цементных сырьевых смесей в условиях двухтитровой технологии; магнезиальных высокожелезистых цементов; стекольной сырьевой шихты. Разработана программа расчета и оптимизации цементных сырьевых смесей, позволяющая: проводить расчет и оптимизацию смесей с неограниченным числом компонентов; использовать произвольные сочетания требований к составу сырьевой смеси и клинкера; учитывать произвольное количество присадок в печи и добавок в сырьевую смесь; проводить оптимизацию сырьевой смеси по произвольно составляемому критерию; учитывать при оптимизации ограничения-равенства и неравенства. Предложены и апробированы методики оптимизации сырьевых смесей по их энергоемкости, методика выбора сырьевых компонентов из производственной базы, методика расчета сырьевой смеси, включающей техногенные продукты.

3. Предложена методология теплотехнического анализа промышленных аппаратов, учитывающая состав и свойства обжигаемого сырья и применение техногенных материалов.

Установлено, что точность тепловых расчетов процессов преобразования сырья мало зависит от используемых термодинамических данных и определяется методами расчетов содержания химических соединений в сырьевой смеси и получаемом продукте. Для технологии цемента разработан метод расчета массы соединений на границах зон вращающейся печи, определяемых интервалом температуры материала в 100°С. Предложены методы расчета расхода сырья и производительности печи при ее двухшламовом питании. Уточнены методы расчета материального и теплового балансов процесса обжига клинкера с учетом минералогического состава сырья и клинкера, наличия в сырье техногенных продуктов.

Разработаны методики теплотехнических расчетов процесса обжига карбонатосодер-жащего сырья с добавлением техногенных продуктов в условиях недостаточности контрольной информации.

Предложена методика количественной оценки теплового режима работы вращающейся печи по температуре внешней поверхности ее корпуса. Произведено уточнение методики расчета потерь теплоты через цилиндрические стенки вращающейся печи. Предлагаются уравнения и номограммы для расчета теплопотерь через корпус в окружающую среду. Проанализировано влияние факторов на потери теплоты через стенки печи.

Показано, что анализ процесса обжига только по статьям затрат теплоты не всегда эффективно, потому что снижение удельного расхода топлива может сопровождаться снижением производительности. Предложено мероприятия по экономии топлива и интенсификацию работы печи рассматривать совместно, оценивая их по предложенному экономическому критерию.

Для анализа работы печи при вводе техногенных продуктов уточнена методика моделирования теплообмена в печи, отличающаяся от имеющихся расчетом теплового потока через футеровку печи в окружающую среду и позволяющая разбивать печь на произвольные технологические зоны. Предложен метод теплового расчета действующей вращающейся печи для определения производительности при заданном тепловом режиме, позволяющий оценивать работу печи при вводе в нее техногенных продуктов и производить поиск способов интенсификации технологического процесса.

4. Проведено комплексное исследование теплопроводности сырьевых смесей и обо-женных продуктов технологии строительных материалов.

Создана экспериментальная база исследования теплопроводности материалов цементной технологии, включающая установки измерения теплопроводности методами стационарных плоского и цилиндрического слоев, методы исследования теплопроводности гранул при их нагреве и охлаждении. Разработана экспериментальная установка и методика исследования процесса принудительной фильтрации воздуха через слой гранулированного материала.

Разработан основанный на решении обратной задачи метод определения зависимости коэффициента теплопроводности гранулированного материала от температуры, позволяющий определять коэффициент теплопроводности при температурах до 1500°С. Экспериментально определены коэффициенты теплопроводности слоя обжигаемого в печи материала и цементного клинкера, установлена зависимость теплопроводности слоя от его пористости, зависимость коэффициента теплопроводности от состава материала. Разработан метод расчета коэффициента теплопроводности многокомпонентных материалов, использующий коэффициенты теплопроводности компонентов. Произведена оценка коэффициентов модели, лежащей в основе метода, для огнеупорных материалов, цементных сырьевых смесей различного состава и клинкера. Получены модульные характеристики цементных сырьевых смесей и клинкера, характеризующие их теплофизические свойства.

5. Разработан способ численного решения модели теплообмена при принудительной фильтрации воздуха через засыпку из гранул и алгоритм расчета теплообмена в слое материала на переталкивающей решетке колосникового типа. Предложен способ учета неравномерности слоя, образующегося вследствие движения колосников. Экспериментальным путем в лабораторных условиях получены критериальные уравнения, уточняющие расчет коэффициентов аэродинамического сопротивления и теплообмена в клинкерном колосниковом холодильнике.

6. Разработаны обобщенная методология теплового, термодинамического и эксергети-ческого анализа процессов и аппаратов технологии силикатных строительных материалов.

Предложен метод теплового расчета химических аппаратов с использованием полной энтальпии входных и выходных потоков, которая включает физическую составляющую, определяемую температурой, и химическую составляющую, определяемую составом, агрегатным и структурным состоянием материала. Для использования в предложенном методе составлены таблицы термодинамических свойств соединений силикатной технологии.

Разработана термодинамическая база данных для анализа химических и тепловых процессов, ориентированная на соединения и процессы технологии силикатных строительных материалов. Предложен обобщенный метод расчета теплового эффекта клинкерообразова-ния, учитывающий различный минералогический состав сырьевой смеси и клинкера, наличие в сырье техногенных продуктов.

Установлена зависимость между термодинамической эффективностью процесса преобразования сырьевой смеси в цементный клинкер и показателями качества получаемого продукта. Предложен обобщенный вид термодинамических критериев, характеризующих эффективность процесса преобразования сырьевых материалов в продукты силикатной технологии с учетом минералогического состава сырья получаемого продукта.

Предложен метод расчета химической эксергии химических элементов, используемой для расчета реакционной эксергии химических соединений. Метод учитывает требуемый состав окружающей среды и позволяет получать химическую эксергию, согласованную с используемыми термодинамическими данными. Составлены таблицы химической эксергии соединений силикатной технологии при разной температуре окружающей среды с веществами отсчета, соответствующим сырьевой базе силикатной технологии. Выполнен эксергетиче-ский анализ процесса обжига цементного клинкера и путей его интенсификации, в том числе при использовании техногенных продуктов.

1. Кафаров В. В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов. М.: Наука, 1976. - 499 с.

2. Кафаров В. В. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации в химической технологии / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов, Л. Н. Липатов. М.: Наука, 1982. - 344 с.

3. Кафаров В. В. Системный анализ процессов химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов, Э. М. Кольцова. М.: Наука, 1988. - 367 с.

4. Кафаров В. В. Принципы математического моделирования химико-технологических систем / В. В. Кафаров, В. Л. Перов, В. П. Мешалкин. М.: Химия, 1974. - 344 с.

5. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В. В. Кафаров. -М.: Химия, 1985.-448 с.

6. Кафаров В. В. Математическое моделирование основных процессов химических производств / В. В. Кафаров, М. Б. Глебов. М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

7. Самарский А. А. Математическое моделирование новая методология научных исследований / А. А. Самарский, Б. П. Герасимов, В. И. Мажукин. -М.: Изд-во МЭИ, 1990. - 32 с.

8. Арутюнов В. А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей / В. А. Арутюнов, В. В. Бухмиров, С. А. Крупенников. М.: Металлургия, 1990. - 239 с.

9. Зарубин В. С. Математическое моделирование в технике: Учеб. для вузов / Под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 496 с.

10. Кафаров В. В. Математическая модель технологического процесса производства цемента / В. В. Кафаров, В. П. Сатарин, В. Б. Шифрин // Цемент. 1974. - № 10. - С. 15-16.

11. Лугинина И. Г. Химия и химическая технология неорганических вяжущих материалов. Белгород, 2004. - Ч. 1 - 240 е., Ч. 2 . - 199 с.

12. Бутт Ю. М. Химическая технология вяжущих материалов /Ю. М. Бутг, M. М. Сычев, В. В. Тимашев. М.: Высш. шк, 1980. - 472 с.

13. Duda W. Cement-Data-Book. V. 1. International Process Engineering in the Cement Indystry / W. Duda. 3rd ed. - Bauverlag Gmbh: Wieshaden, Berlin, 1985. - 636 p.

14. Справочник no химии цемента / Под ред. Б. В. Волконского и Л. Г. Судакаса. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1980. - 221 с.

15. Гельфанд Я. Е. Управление цементным производством с использованием вычислительной техники / Я. Е. Гельфанд. Л.: Стройиздат, 1973. - 178 с.

16. Теория цемента / Под ред. А. А. Пащенко. Киев: Буд1вельник, 1991. - 168 с.

17. Ксаминг JI. Новые модули и расчет минералогического состава для контроля качества клинкера / JT. Ксаминг //Реф. журн. Химия. 19М. Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. 1989. - № 23. - С. 65.

18. Интенсификация процессов спекания портландцементного клинкера // Обзор, информ. ВНИИЭСМ. Пром-сть строит, материалов. Сер. 1, Цементная и асбестоцементная промышленность. М., 1988. - 60 с.

19. Беседин П. В. Исследование и оптимизация процессов в технологии цементного клинкера / П. В. Беседин, П. А. Трубаев; Под общ. ред. П. В. Беседина. Белгород: Изд-во БелГТАСМ: БИЭИ, 2004. - 420 с.

20. V Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1973.

21. Волков В. В. Тр. МХТИ / В. В. Волков, Ю. М. Бугг, В, В. Тимашев. Вып. XI. -М., 1963.

22. Оценка погрешностей химических анализов цементных сырьевых смесей и клинкера / Г. Б. Егоров, J1. В. Белов, И. В. Богданова и др. // Цемент. 1972. -№ 4. - С. 16-18.

23. Kurt Е. Peray Cernent Manufacturées Handbook / Kurt E. Peray. -N. Y.: Chemical Published Со., Inc. 1979.

24. Chatterjee A. Chemical-Mineralogical Characteristics of Raw Materials / A. Chatterjee. //Adv. Cem. Technol.: Crit. Rev. and Stud.: Manuf. Quai. Control, optimizat. and use. Oxford, 1983.-P. 38-67.

25. Бутт Ю. M. Технология цемента и других вяжущих веществ /Ю. М. Бутт. -М.: Стройиздат, 1976. 407 с.

26. Bogue R. The Chemistiy of Portland Cernent / R. Bogue. N. Y., 1950. - 326 p.

27. Контроль цементного производства. T. II. Технологический контроль / Под ред. А. Ф. Семендяева. - Л.: Стройиздат, 1974. - 304 с.

28. Жаров Е. Ф. Химическая технология вяжущих материалов / Е. Ф. Жаров, Б. Ф. Блудов, Е. И. Ведь; Под общ. ред. Е. И. Ведь. Белгород, 1973. - 203 с.

29. Формирование портландцементного клинкера // В. И. Корнеев, M. М. Сычев, Ф. Мюле, Г. Н. Касьянова. Л.: ЛТИ, 1973.

30. Milgley H. // Cem. Tech. 1971. - № 4.

31. HancenW. С. Potential Compound Compositions of Portland Cements / W. C. Hancen // Journal of materials. JMLSA. 1969. - Vol. 4. -№ 3.

32. Стрелков М. М. // Строительные материалы, строительное производство: Сб. тр. МИСИ.-Л., 1973.

33. Glauser А. // ZKG. 1970. - № 7.

34. Тимашев В. В. Технический анализ и контроль производства вяжущих материалов и асбоцемента / В. В. Тимашев, В. Е. Каушанский. М.: Стройиздат, 1974. - 280 с.

35. Юнг В. Н. Основы технологии вяжущих веществ / В. Н. Юнг. -М.: Промстройиздат, 1951.-547 с.

36. Основы технологии приготовления портландцементных сырьевых смесей / С. И. Данюшевский, Г. Б. Егоров, JI. В. Белов, Ю. В. Никифоров. — Л.: Стройиздат, 1971. 183 с.

37. Лугинина И. Г. Клинкерообразование во вращающихся печах при получении порт-ландского и специальных цементов: Учебное пособие. 2-е изд. - Белгород: БелГТАСМ, 1988. -91с.

38. Сычев М. М. Технологические свойства сырьевых цементных шихт / М. М. Сычев. -Л.: Госстройиздат, 1962. 136 с.

39. Беседин П. В. Энерготехнологический анализ процессов в технологии цементного клинкера / П. В. Беседин, П. А. Трубаев; Под общ. ред. П. В. Беседина. Белгород: Изд-во БелГТАСМ: БИЭИ, 2005. - 456 с.

40. Scheubel В. Rohmaterialeigen Schäften und Temperaturprofil. Einflubfaktoren auf Klinkerqualitat und fuerfeste Ausmauerung / B. Scheubel // ZKG. 1989. - № 10. - P. 532-529.

41. Влияние физико-химических свойств известняков на процесс клинкерообразования / Т. Ю. Щеткина, А. П. Николаев, Е. В. Николаев и др. // Цемент. 1984. - № 3. - С. 11-13.

42. Николаев А. П. Активность известкового компонента цементной сырьевой смеси и ее связь с процессами формирования клинкерных минералов: Автореф. дис. . канд. техн. наук /

43. A. П. Николаев. М., 1985. - 24 с.

44. Тимашев В. В. Агломерация цементных сырьевых смесей при тепловой обработке / В.

45. B. Тимашев, J1. М. Сулименко // Цемент. 1980. - № 2. - С. 5-6.

46. Альбац Б. С. Температурно-временной фактор при спекании портландцементного клинкера / Б. С. Альбац, А. Л. Шеин // Цемент. 1992. - № 4. - С. 48-55.

47. Сичкарева А. Ю. Влияние магнитного модуля на активность портландцементного клинкера / А. Ю. Сичкарева // Цемент. 1991. - № 7-8. - С. 54-57.

48. Тимашев В. В. Физико-химические основы формирования структуры и свойства клинкера / В. В. Тимашев, А. П. Осокин // Цемент. 1982. - № 9. - С. 4-6.

49. Mchedlov-Petrossyan О. Kinetics of clinkering / О. Mchedlov-Petrossyan // VIH International Congress on the chemistry of Cement. Rio de Janeiro: Finep., 1986. - Vol. 1. - P. 1-5.

50. Егоров Г. Б. Клинкерообразование в зоне спекания вращающейся печи / Г. Б. Егоров,

51. A. М. Турецкий, И. Э. Александров // Цемент. 1991. -№ 5-6. - С. 44-45.

52. Stark J. // Silikattechnik. 1980. - № 2.

53. Коугия М. В. Реакционная способность клинкеров как функция их тепловой предыстории / М. В. Коугия // Высокотемп. химия силикатов и оксидов. ,Тез. докл. 6 Всесоюз. совещ., Ленинград, 19-21 апр. 1988.-Л., 1988.-С. 132-133.

54. Регрессионная модель теплового эффекта процесса клинкерообразования / А. П. Белов,

55. B. В. Волгин, Н. Е. Середа, В. В. Усенко // Теоретическое и экспериментальное исследование новых методов производства клинкера и цемента: Тр. НИИЦемента. М., 1976. - Вып. 19. - С. 27-33.

56. Математическое моделирование активности клинкера / Г. Б. Егоров, Л. В. Белов, Т. Э. Ээнмаа и др. // Цемент. 1975. - № 3. - С. 18-19.

57. Совещание по ископаемому сырью: Тез. докл. М.: Изд-во АН СССР, 1937.

58. Технология вяжущих веществ /Ю. М. Бутт, С. Д. Окороков, М. М. Сычев, В. В. Тимашев. М.: Высш. шк., 1965. - 620 с.

59. Кравченко В. И. Высокопрочные и особотвердеющие портландцемента / В. И. Кравченко. М.: Стройиздат, 1971.

60. Кюль Г. Химия цемента в теории и практике / Г. Кюль. -М.: Изд-во. Всехимпром ВСХНСССР, 1930.

61. Ээнмаа Т. Э. Гарантия марки цемента и расчетное определение его активности / Т. Э. Ээнмаа // Цемент. 1972. - № 8.

62. Ээнмаа Т. Э. Поиск оптимальных режимов обжига портландцементного клинкера / Т. Э. Ээнмаа // Цемент. 1971. - № 7.

63. Математическое моделирование охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике / С. А. Перескок, П. А. Трубаев, В. К. Классен и др. // Компьютерное моделирование: Сб. науч. тр. Белгород, 1998. - С. 330-336.

64. Бутт Ю. М. Влияние фазового состава портландцементных клинкеров на вяжущие свойства цементов / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев // Тр. НИИЦемента. М.: Госстройиздат, 1962. -Вып. 17.

65. Усреднение цементного сырья // Обзор, информ. ВНИИЭСМ: Пром-сть строит, материалов. Сер. 18. Цементная и асбестоцементная промышленность. -М, 1988. Вып. 157 с.

66. Бойков В. А. Образование обмазки в зоне спекания вращающейся печи / В. А. Бойков, М. М. Сычев, Г. Б. Егоров // Цемент. -1978. -№ 1. С. 19-21.

67. Скобло Л. И. Зависимость состава и содержания жидкой фазы клинкера от характеристик сырьевой шихты / Л. И. Скобло // Цемент. 1984. - № 3. - С. 21-22.

68. Скобло Л. И. Расчет на ЭВМ количества и состава расплава в клинкере / Л. И. Скобло // Цемент. 1980. -№3,- С. 13-14.

69. Тимашев В. В. Определение рациональных параметров обжига в мощных вращающихся печах // В. В. Тимашев, Б. С. Альбац, М. Л. Быховский // Тр. НИИЦемента. М., 1978.-Вып. 43.-С. 15-25.

70. Влияние минералогического состава сырьевой смеси на процессы клинкерообразования / О. П. Мчедлов-Петросян, Т. Ю. Щеткина, Н. И. Сапожникова, Л. Н. Скрынник // Цемент. 1980. - № 1. - С. 7-9.

71. Глебов С. В. // Тр. Всесоюз. ин-та огнеупоров. 1939. - Вып. 18.

72. Matousek J. // Stavivo. 1960. - № 9. - P. 38.

73. Кузнецова Т. В. Современные представления о процессах формирования портландцементного клинкера (по материалам 9-го Междунар. конгресса по химии цемента) / Т. В. Кузнецова, Л. Н. Гринкевич // Цемент. 1995. - № 3. - С. 24-30.

74. Ли Ф. М. Химия цемента и бетона / Ф. М. Ли. М.: Госстройиздат, 1961. - 645 с.

75. Вальберг Г. С. Некоторые вопросы высокотемпературной технологии получения клинкера / Г. С. Вальберг. // Бюл. техн. информ. Южгипроцемента № 2 (25). Харьков. — 1958.

76. Дворкин Л. И. Количественные связи между технологическими факторами, определяющими спекаемость сырьевых шихт / Л. И. Дворкин // Цемент. 1968. - № 2.

77. Сычев М. М. Регрессионный анализ для оценки спекания сырьевых смесей / М. М. Сычев, А. В. Сланевский // Цемент. 1968. - № 3. - С. 4-5.

78. Влияние состава и дисперсности сырья на стойкость футеровки печей / Ю. В. Никифоров, Л. И. Скобло, Ю. А. Щупак, Б. Л. Казанович // Цемент. 1982. - № 2. - С. 14-16.

79. Левкин Н. И. // Цемент. 1951. - № 3.

80. Перспективы разработки автоматизированных рабочих мест персонала лаборатории цементного завода / Г. Я. Гельфанд, С. К. Дороганич, JI. М. Яковис и др. // Тр. НИИЦемента. -М., 1976.-Вып. 95.-С. 309-310.

81. Гнедина И. А. Прогнозирование производительности и расхода тепла при реконструкции печей мокрого способа производства / И. А. Гнедина, Г. Ф. Ермаков // Цемент. 1978.-№ 11.-С. 7-8.

82. Гнедина И. А. Расчет производительности реконструируемых печей мокрого способа производства / И. А. Гнедина, Г. Ф. Ермаков // Цемент. 1977. - № 10. - С. 8-9.

83. Гнедина И. А. Расчет производительности и удельного расхода тепла печей мокрого способа производства / И.А. Гнедина, Г.Ф. Ермаков // Цемент. -1991. № 3-4. - С. 55-56.

84. Fours rotativpour b'industrie du cement Fives call badcock. P., 1980.

85. Feige F. Ausrüstungen fur die Modernisierung der Brenn- und Mahlprozesse bei der Zementherstellung / F. Feige // Zement-Kalk-Gips. 1989 (42). -№ 12. - S. 593-598.

86. Классен В. К. Обжиг цементного клинкера / В. К. Классен. Красноярск: Стройиздат, 1994.-323 с.

87. Никифоров Ю. В. Науч.-технические предпосылки создания химико-технологических процессов производства цемента / Ю. В. Никифоров, JI. Г. Судакас // Цемент. 1986. -№ 9. -С. 1-2.

88. Мчедлов-Петросян О. П. Развитие теории о реакциях в твердых фазах и минералообразование клинкера / О. П. Мчедлов-Петросян, Т. Ю. Щеткина, Н. И. Сапожникова // Цемент. 1978. - № 5. - С. 8-9.

89. Состав, теплота образования и гидравлическая активность низкоосновных клинкеров / JI. Г. Судакас, А. Ф. Крапля, М. В. Коугия и др. // Цемент. 1984. - № 3. - С. 14-16.

90. Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях: Тез. докл. 9 Всесоюз. Конф, 25-27 сент. 1989. М: МЭИ, 1989. - Ч. 2. - 200 с.

91. Зедгинидзе И. Г. Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных смесей / И. Г. Зедгинидзе, Ф. С. Новик, Т. А. Чемлева // Применение математических методов для исследования многокомпонентных систем. М.: Металлургия, 1974. - С. 3-11.

92. Чемлева Т. А. Применение симплекс-решетчатого планирования при исследовании диаграмм «состав-свойство» / Т. А. Чемлева, Н. Г. Микешина // Новые идеи планирования эксперимента. М.: Наука, 1969. - С. 191-208.

93. Микешина Н. Г. Планирование экспериментов на симплексе (изучение свойств смесей) / Н. Г. Микешина // Новые идеи в планировании эксперимента. М.: Наука, 1969. - С. 177-190.

94. Новик Ф. С. Применение метода симплексных решеток для построения диаграмм «состав-свойство» / Ф. С. Новик, В. С. Минц, Ю. С. Малков // Заводская лаборатория. 1967. -№7.-С. 840-847.

95. Маркова Е. В. Математическое планирование химического эксперимента /Е. В. Маркова, А. Е. Рохваргер. М.: Знание, 1971.-31 с.

96. Налимов В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов // В. В. Налимов, Н. А. Чернова. М.: Наука, 1965. - С. 285-289.

97. Новик Ф. С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении / Ф. С. Новик. М.: МИСиС, 1971. - 148 с.

98. Зедгинидзе И. Г. Математическое планирование эксперимента для исследования и оптимизации свойств смесей / И. Г. Зедгинидзе. Тбилиси: Мицниереба, 1971. - 149 с.

99. Собакин С. В. Информационно-аналитическая система по фазовым диаграммами свойствам оксидной керамики / С. В. Собакин, В. В. Гусаров //Высокотемпературная химия силикатов и оксидов: Тез. докл. VII междунар. конф. 18-21 марта 1998 г. СПб., 1998. - С. 92.

100. Гусаров В. В. Фазовые диаграммы: новые аспекты теории и применения / В. В. Гусаров // Высокотемпературная химия слиликатов и оксидов: Тез. докл. VII меж. конф. 18-21 марта 1998 г. СПб., 1998. - С. 8.

101. Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных систем // Материалы Всесоюз. конф. / Под ред. И. Г. Зедгинидзе. Тбилиси, 1972. - 96 с.

102. Рейзина Г. Н. Построение и оптимизация многофакторного эксперимента при наличии ограничений / Рейзина Г. Н. // Инженерно-физический журнал. 2004. - Т. 77, № 4. - С. 177-179. • .

103. Чачашвили А. Г. Оптимизация многокомпонентных систем при наличии ограничений / А. Г. Чачашвили // Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных систем: Матер. Всесоюзн. науч. конф. Тбилиси, 1972. - С. 42.

104. Чемлева Т. А. Планирование эксперимента при наличии ограничений на изменение компонентов смеси / Т. А. Чемлева // Планирование эксперимента при исследовании многокомпонентных систем Материалы Всесоюзн. науч. конф. Тбилиси, 1972. - С. 21-22.

105. Ахназарова С. JI. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. М.: Высш. шк., 1985. - 327 с.

106. Чемлева Т. А. Планирование эксперимента при построении диаграмм «состав-свойство» /Т. А. Чемлева, Ю. П. Адлер //Применение математических методов для исследования многокомпонентных систем. M.: Металлургия, 1974. - С. 11—42.

107. Leserek К. Optimum experiment design for identification of large scale system / K. Leserek // 5tn Int. Conf. Syst. Eng., Fairborn, Ohio, Sept. 9-11,1987. N. Y., 1987. - P. 589-593.

108. Schubert E. Versuchsplanung zuz Parameter. Prazisierug. Vergleich verschiedener methoden / E. Schubert, H. Bakemeir // Chem. Ing. Techn. 1988. - № 12. - P. 1076-1077.

109. Крапля А. Ф. Оптимизация обжига клинкера с использованием данных о его микроструктуре / А. Ф. Крапля и др. // Цемент. 1981. - № 5.

110. Автоматизированный прогноз химического и минералогического составов клинкера / Л. М. Комова, А. Б. Шахмайстер, А. Б. Смолянский и др. // Цемент. 1984. -№ 8. - С. 21-23.

111. ДростеВ. Автоматизированное приготовление сырьевой смеси по технологическим параметрам / В. Дросте // ZKG 1982. -№ 35/3. - С. 110-146.

112. Zhang Huang. Статистический контроль технологических параметров приготовления цементных сырьевых смесей / Zhang Huang // Cement (Шуйни) 1988. - № 4. - С. 43^46.

113. СкоблоЛ. И. Статистический анализ свойств портландцементного клинкера / Л. И. Скобло // Цемент, 1995. - № 1. - С. 28-31.

114. Кафаров В. В. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. Методология проектирования и теория разработки оптимальных технологических схем / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин, В. Л. Перов. М.: Химия, 1979. - 320 с.

115. Закгейм А. Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов /

116. A. Ю. Закгейм. М.: Химия, 1982. - 288 с.

117. Контроль качества сырья как важное условие стабильности работы завода / Л. Г. Бернштейн, М. В. Коугия, Э. Р. Полищук и др. // Тр. НИИЦемента. М., 1982. - Вып. 64. - С. 3-12.

118. Бояринов А. И. Методы оптимизации в химической технологии / А. И. Бояринов, В.

119. B. Кафаров. М.; Химия, 1975. - 576 с.

120. Мокрушкин А. Н. Об устойчивости статистического анализа данных заводских испытаний / А. Н. Мокрушкин // Цемент. 1995. - № 2. - С. 30-31.

121. Макеев Ю. А. Математическое моделирование месторождений цементного сырья / Ю. А. Макеев, С. Ф. Ермаков, В. А. Савулькин // Цемент. 1981. - № 4. - С. 8-9.

122. Duda W. Cement-Data-Book / W. Duda. Bauverlag Gmbh: Wiesbaden, Berlin, 1984. - V. 2,- 426 p.

123. Справочник по производству цемента /Под ред. И. И. Холина. -М.: Стройиздат, 1963.-851 с.

124. Дороганич С. К. Управление приготовлением цементной шихты / С. К. Дороганич,

125. Droste W. Automation der Rohmellaufbereitung nach Verfehrenstechnischen Entscheidigunskriterien / W. Droste. // ZKG. 1982. - B. 35., № 23. - S. 140-146.

126. Использование микро-ЭВМ в цементном производстве / А. А. Сендеров, А. И. Здоров,

127. B. Б. Хлусов, Л. А. Маслова // Цемент. 1987. - № 4. - С. 13-20.

128. Исследование процесса приготовления многокомпонентных сырьевых смесей /Ю. Т. Селиванов, М. Г. Казаков, В. Ф. Пермин, Ф. Г. Ткачев //Тез. докл. науч. конф., Тамбов, 10-11 марта 1994 г. Тамбов, 1994. - С. 81-82.

129. Warren L. How two compounded computerized processing and quality control / L. Warren //Plast. Technol.- 1988.-№ 8.- P. 15,17, 19.

130. Разработка рационального состава сырьевой смеси при использовании материалов неоднородного состава / Э. Р. Полищук, М. В. Коугия, Л. В. Бородинская и др. // Тр. НИИцемента, 1986. № 89. - С. 12-20.

131. Pozzetto J. Raw meal automation at the Bussan plant / J. Pozzetto, I. Berland II World Cem. 1988,-№5.-P. 209-213.

132. Полищук Э. Г. Особенность переработки и усреднения сырья для производства клинкера по сухому способу/ Э. Р. Полищук // Цемент. 1989. -№ 4. - С. 18-19.

133. Полищук Э. Р. Неоднородность сырья и приготовление сырьевых смесей /Э. Р. Полищук, М. В. Коугия, И. И. Сеничкин // Цемент. 1985. -№ 12. - С. 12-13.

134. Слезкинский В. С. Оптимизация схем приготовления сырьевой смеси / В. С. Слезкинский, В. Р. Альперович// Цемент. 1990. -№ 3. - С. 15-16.

135. Яковис JI. M. Математическое моделирование и оптимизация управляемых процессов приготовления многокомпонентных смесей: Авт. дис. . д-ра физ.-мат.наук: 05.13.18. С.-Пб., 2002,-35 с.

136. Проектирование цементных заводов / Под ред. П. В. Зозули, Ю. В. Никифорова. -СПб.: Синтез, 1995.-446 с.

137. Удачкин И. Б. Тенденции развития цементной технологии / И. Б. Удачкин // Цемент. -1991.-№3/4.-С. 4-10.

138. Шифрин В. Б. Применение ЭВМ для расчета сырьевых смесей / В. Б. Шифрин, А. И. Церковный // Цемент. 1970. - № 5. - С. 3^1.

139. Управление химико-технологическими процессами приготовления многокомпонентных смесей /Я. Е. Гельфанд, Л. М. Яковис, С. К. Дороганич и др.; Под ред. Я. Е. Гельфанда. Л.: Химия, 1988. - 288 с.

140. Базовый алгоритм управления приготовлением сырьевой смеси в поточных технологических схемах / Я. Е. Гельфанд, Ю. Г. Френкель, И. А. Кацнельсон и др. // Цемент. -1977,-№2.-С. 17-18.

141. Дудников Е. Е. Методика расчета составов шлама с использованием вычислительной техники / Е. Е. Дудников, Л. К. Чигарькова // Цемент. 1970. - № 3. - С. 11-13.

142. Селюгин А. А. Ситуационное управление в АСУ процессом обжига цементного клинкера: Дис. канд. техн. наук / А. А. Селюгин. Фрунзе, 1975. - 214 с.

143. Holmblad L. Erfahrungen mit der automatischen Oferüberwachung durch einen Computer und Fuzzy Logic / L. Holmblad // Verfahrenstechnik der Zementherstellung: VDZ Kongres' 85. -Wiesbaden, Berlin: Bauverlag, 1987. S. 539-547.

144. LöbberingD. Effektive Automatisierungslösungen für die Zementindustrie / D. Löbbering, J. Petruschke, W. Clemens и др. // ZKG. № 9. - 1999. - S. 467^72.

145. Поточное корректирование химического состава сырьевого шлама / Л. В. Белов, Г. Б. Егоров, Е. П. Ткаченко и др. // Цемент. 1973. -№ 3. - С. 13-14.

146. БуттЮ. М. Практикум по технологии вяжущих материалов /Ю. М. Бутт. -M.: Высш. шк., 1973.-503 с.

147. Приготовление сырьевого шлама заданного химического состава в потоке на Себряковском цементном заводе/ Е. П. Ткаченко, В. А. Савулькин, Л. В. Белов, Г. Б. Егоров // Химия и технология портландцемента: Тр. НИИЦемента. M., 1977. - Вып. 37. - С. 4-10.

148. Баранов Н. А. Выбор оптимальной степени усреднения и точности дозирования сырьевых компонентов / Н. А. Баранов // Цемент. 1980. -№ 2. - С. 21-23.

149. Дуда В. Цемент: Пер. с нем. / В. Дуда. М.: Стройиздат, 1981. - 270 с.

150. Беседин П. В. Проектирование портландцементных сырьевых смесей: Учеб. пособие / П. В. Беседин, П. А. Трубаев. Белгород, 1994. - 126 с.

151. Арбузов В. А. Использование ЭВМ при системном проектировании АТК сырьевых переделов / В. А. Арбузов, С. К. Дороганич, Л. М. Яковис // Цемент. 1989. -№ 7. - С. 13-14.

152. Васильев В. А. Расчеты сырьевых смесей методом электронных таблиц для ведения технологических процессов и для АСУ / В. А. Васильев, В. В. Васильев // Вестн. ХГПУ. -Харьков, 2000. Вып. 75. - С. 19-22.

153. Сивков С. П. Использование электронных таблиц Excel для расчета и оптимизации многокомпонентных сырьевых смесей при производстве специальных цементов / С. П. Сивков, В. Б. Игнатьев // Цемент. 1999. - № 5. - С. 27-30.

154. Коугия М. В. Применение системы MathCad при технологических расчетах состава портландцементных сырьевых шихт / М. В. Коугия // Цемент. 2001. - № 3. - С. 30-31.

155. Сычев М. М. Оптимизация технологических параметров цементного производства / М. М. Сычев // Цемент. 1975. -№ 12. - С. 4-5.

156. Егоров Г. Б. Химико-технологические взаимосвязи и оптимизация производства портландцемента: Дис. д-ра. техн. наук / Г. Б. Егоров. Л., 1982. - 346 с.

157. Калинин А. Н. Управление процессом обжига с применением УВМ / А. Н. Калинин и др. // Цемент. 1980. -№ 1 - С. 16-18.

158. Автоматизация управления цементным производством / В. В. Кафаров, В. И. Сатарин, В. Б. Шифрин, Н. Ф. Дрепин. Киев: Будивельник, 1982. - 120 с.

159. Никифоров Ю. В. Совершенствование технологии производства цемента / Ю. В. Никифоров // Цемент. 1991. -№ 5. - С. 15-20.

160. Гельфанд Я. Е. Модульный принцип построения АСУТП цементного производства / Я. Е. Гельфанд, И. Н. Лукач // Цемент. 1979. -№ 3. - С. 16-18.

161. Бернштейн Л. Г. Опыт системного описания процесса обжига клинкера во вращающейся печи / Л. Г. Бернштейн, Г. Б. Егоров // Цемент. 1990. - №9. - С. 5-9.

162. Новое направление в повышении энергетической эффективности цементного производства / М. А. Вердиян, В. Б. Хлусов, О. Е. Адаменко, В. Н. Третьяков // Цемент. 1994. -№5/6.-С. 27-29.

163. Эксергетические расчеты технических систем / Б. М. Бродянский, Г. П. Верхивнер, Я. Я. Карчев и др. Киев: Наукова думка, 1991. - 360 с.

164. Гельфанд Я. Е. Оперативная оптимизация приготовления и помола цементной шихты/Я. Е. Гельфанд, Л. М. Яковис, А. Е. Маслов//Цемент. 1986. -№ 7. - С. 15-17.

165. Новые принципы организации процессов приготовления и обжига комбинированной сырьевой смеси / М. А. Вердиян, В. Б. Хлусов, О. Е. Адаменко, В. Н. Третьяков // Цемент. -1995.-№2.-С. 20-23.

166. Шутов В. В. Совершенствование автоматизированной системы управления процессом приготовления сырьевой смеси / В. В. Шутов, А. В. Сафонов, В. А. Чурюмов //Цемент. -1979,- №5. -С. 13.

167. Левин JI. А. Математические предпосылки создания систем автоматического управления процессом приготовления цементно-сырьевой смеси / Л. А. Левин, А. 3. Шхель // Тр. Южгипроцемента. 1968. - Вып. X. - С. 5-28.

168. Бабищев Г. Н. Автоматизация процессов производства цемента / Г. Н. Бабищев, Я. Е. Гельфанд //Тр. V Всесоюз. науч.-техн. совещ. по химии и технологии цемента. -М.: Изд-во НИИЦемента, 1980.-С. 101-104.

169. Эксергетический анализ при снижении энергозатрат в производстве цемента /М. А. Вердиян, Д. А. Бобров, О. Е. Адаменко и др. // Цемент. 1995. - № 5, 6. - С. 35-44.

170. Исследование состава сырьевых шихт с учетом различных видов компонентов и изменений модульных характеристик шлама / А. В. Брыжик, Е. В. Текучева, В.М. Семенова и др. // Цемент и его применение. 1999. -№ 3. - С. 40-43.

171. Комплексная оценка свойств сырьевых компонентов / А. В. Брыжик, Е. В. Текучева, В. М. Семенова и др. // Цемент и его применение. 1999. - № 5-6. - С. 42—46.

172. Шеин А. Л. Оптимизация дисперсности и химического состава сырьевой смеси при получении малоэнергоемкого клинкера: Автореферат дис. . канд. техн. наук: 05.17.11. М., 1994.- 16 с.

173. Графические методы и расчеты при оптимизации состава трехкомпонентных цементных сырьевых смесей / В. Б. Шифрин, Л. В. Белов, Г. Б. Егоров и др. //Химия и технология портландцемента: Тр. НИИЦемента. М., 1977. - Вып. 37. - С. 11-20.

174. Баг Фам Куанг. Алгоритм расчета сырьевой смеси в условиях неопределенности исходной информации / Баг Фам Куанг, В. Л. Перов, А. Ф. Егоров // Тр. НИИЦемента. М., 1976.-Вып. 95.-С. 285.

175. Ерошкин А. К. Использование ФСА для определения функциональной структуры АСУТП обжига клинкера / А. К. Ерошкин, 3. В. Знайченко // Цемент. 1989. - № 8. - С. 20-21.

176. Tat Y. Convergence of a singie run simulation optimization algorithm / Y. Tat, S. Rajan //Proc. Amer. Contr. Conf., Atlanta, Ga, June 15-17, 1988. Vol. 1. - Green Valley (Ariz.), 1988. -P. 440-444.

177. Чуд Г. X. Системотехника / Г. X. Чуд, Р. Э. Макол. М.: Мир, 1962.

178. Трубаев П. А. Моделирование и оптимизация технологических процессов производства строительных материалов: Учеб. пособие / П. А. Трубаев. Белгород, 1999. - 178 с.

179. Барский JI. А. Критерии оптимизации разделительных процессов / Л. А. Барский, И. Н. Плаксин. М.: Наука, 1967.

180. Гофман Г. М. Выбор критерия оптимизации процесса обжига / Г. М. Гофман, Н. А. Кулакова, А. Н. Люсов // Автоматизация производства цемента: Тр. НИИЦемента. М.: Стройиздат, 1971.-Вып. 19.-С. 62-73.

181. Зедгинидзе И. Г. Тр. проблемной лаборатории АВТ /И. Г. Зедгинидзе, Н. В. Гогоберидзе. Тбилиси, 1972. - 279 с.

182. Применение математических методов для исследования многокомпонентных смесей / Под ред. И. Г. Зедгинидзе и др. М.: Металлургия, 1974. - 176 с.

183. Малышев А. П. Механические и теплофизические свойства сырья / А. П. Малышев // Цемент. 1968. - № 2. - С. 5-7.

184. Воробьев X. С. Теплотехнические расчеты цементных печей и аппаратов /X. С. Воробьев, Д. Я. Мазуров. М.: Высш. шк., 1962. - 352 с.

185. Бабушкин В. И. Термодинамика силикатов / В. И. Бабушкин, Г. М. Матвеев, О. П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1986. - 408 с.

186. ДешкоЮ. И. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах / Ю. И. Дешко, М. Б. Креймер, Т. А. Огаркова. -М.: Стройиздат, 1962. -244 с.

187. Классен В. К. Влияние различных факторов на расход тепла при обжиге клинкера / В. К. Классен // Цемент. 1980. - № 8. - С. 8-11.

188. Классен В. К. О некоторых теплотехнических закономерностях, проявляющихся при обжиге клинкера во вращающихся печах / В. К. Классен // Химическая технология строительных материалов. М., 1980. - С. 25-41.

189. Дмитриев А. М. Возможности снижения расхода топлива при мокром способе производства цемента / А. М. Дмитриев, И. А. Фридман // Цемент. 1980. - № 8. - С. 6-8.

190. Древицкий Е. Г. Повышение эффективности работы вращающихся печей / Е. Г. Древицкий, А. Г. Добровольский, А. А. Коробок. М.: Стройиздат, 1990. - 224 с.

191. Цинципер М. С. Совершенствование и повышение эффективности работы вращающихся печей сухого способа производства / М. С. Цинципер, А. М. Богин // Цемент. -1992,-№5. -С. 22-28.

192. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент / Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 560 с.

193. Классен В. К. Оптимизация режима работы печи с использованием теплового излучения корпуса печи / В. К. Классен, В. Ф. Хрущев, П. В. Беседин // Тез. докл. Всесоюз. совещ. по химии и технологии цемента. М., 1982.

194. Хрущев В. Ф. Интенсификация и управление технологическими процессами обжига: Автореф. дис. канд. техн. наук / В. Ф. Хрущев. М., 1987. - 16 с.

195. GardekH. Berechnung des Wandwarmeverlustes von drehofen und muhlen. Teil 1. Grundlagen / H. Gardek, H. Ludwig // ZKG. 1980. - № 2. - P. 53-62.

196. Gardek H. Berechnung des Wandwarmeverlustes von drehofen und muhlen. Teil 2. / H. Gardek, H. Ludwig // ZKG. 1985. - № 3. - P. 144-149.

197. GardekH. Manteltemperaturmessungen an Drehofen zur Analyse der Futter und Ansatzverhaltnisse / H. Gardek, H. Rosemann, H. Ludwig // ZKG. 1984. - № 3. - Р. 131-142.

198. Labahn O. Ratgeber für Zementingenieure / O. Labahn. Berlin: VEB Verlag für bauwesen, 1982. - 756 p.

199. Троицкий А. А. Энергоэффективность как фактор влияния на экономику, бизнес, организацию энергоснабжения / А. А. Троицкий // Электрические станции. Энергопрогресс. -2005.-№ 1,-С. 11-16.

200. Файге Ф. Возможности экономии энергии при производстве цемента / Ф. Файге // Цемент и его применение. 1997. - № 5-6. - С. 16-24.

201. Михайлов-Вагнер А. Современные энергосберегающие технологии и возможность их применения в цементной промышленности России / А. Михайлов-Вагнер // Цемент и его применение. 1997. - № 4. - С. 9-14.

202. Вальберг Г. С. Интенсификация производства цемента / Г. С. Вальберг, И. К. Гринер, В. Я. Мефодовский. М.: Стройиздат, 1971. - 145 с.

203. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки / Под. ред. А. Д. Ключникова. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 336 с.

204. Eigen Н. Untersuchung der beiden Warmesysteme des Drehofens für Portlandzement / H. Eigen // Tonindustrie-Zeitung. 1953. - B. 77, № 1/2. - S. 2-8.

205. Eigen H. // Tonindustrie-Zeitung. 1959. - № 19 - S. 474-476.

206. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды / В. В. Харитонов, В. М. Овчинников, В. Л. Лиходиевский. Минск: Выш. шк., 1988. - 172 с.

207. Анискин Ю. П. Новая техника: повышение эффективности создания и освоения / Ю. П. Анискин, Н. К. Моисеева, А. В. Проскуряков. -М.: Машиностроение, 1984. 192 с.

208. Scheuer А. Possible ways of saving energy in cement production / A. Scheuer, H.-G. Eilerbrock // ZKG International. 1992 (45). - №.7. - Р. 175-182.

209. Scheuer A. Possibilities and Limitations for Energy Savings in the Cement Industry / A. Scheuer // Proceedings from European Seminar on Improved Technologies for the rational Use of Energy in the Cement Industry. Berlin, 1992 (45). - P.45-52.

210. Scheuer A. Möglichkeiten der Energieein-sparung bei der Zementherstellung // A. Scheuer, H.-G. Ellerbrock // Zement-Kalk-Gips. 1992 (45). - №. 5. - S. 222-230.

211. Sprung S. Umweltentlastung durch Verwertung von Sekundärrohstoffen / S. Sprung // ZKG International. 1992 (45). -№. 5. - S. 213-221.

212. Liebl R. Nutzen und Grenzen beim Einsatz von Sekundärstoffen / R. Liebl, W. Gerger // ZKG International. 1993 (46). -№ 10. - S. 632-638.

213. Файге Ф. Цементная промышленность сегодняшнего и завтрашнего дня / Ф. Файге // Цемент и его применение. 1999. - № 3. - С. 7-11., - 2001. - № 1. - С. 3-6.

214. Климовицкий М. Д. Оптимизация работы нагревательных печей / М. Д. Климовиц-кий. М.: Металлургия, 1965. - 164 с.

215. Кафаров В. В. Оптимизация теплообменных процессов и систем / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин, JL В. Гурьева. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

216. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем: Учебное пособие/ О. М. Алифанов, П. Н. Вабищевич, В. В. Михайлов и др. М.: Логос, 2001. - 395 с.

217. Щербина В. Ю. Повышение эффективности использования вращающихся печей для обжига стройматериалов: Дис. канд. техн. наук / В. Ю. Щербина. Киев, 1986. 17 с.

218. Повышение эффективности использования топлива в известеобжигательных вращающихся печах / В. Ю. Щербина, Е. М. Тихонов, П.А. Трофшюк // Обзор, информ. ВНИИЭСМ: Пром-сть автоклавных материалов и местных вяжущих. М., 1982. - Серия 8. -№ 3. - С. 18-19.

219. Фрайман Л. С. Обжиг и охлаждение цементного клинкера / Л .С. Фрайман, Ю. С. Шлионский; Науч. ред. Ю. В. Никифоров. М., 1996. - 149 с.

220. Wedel К. Pendelrostkuhler mit horizontaler Anstromung des Klinkers / K. Wedel // Zement-Kalk-Gips. 1992 (45). - № 4. - S. 171-176.

221. Михайлов-Вагнер А. Влияние горелочного устройства на технико-экономические показатели вращающихся печей / А. Михайлов-Вагнер // Цемент, 1999. -№ 2. - С. 15-19.

222. Саломатов В. В. Тепломассоперенос как фундаментальная основа энергосберегающих технологий металлургического комплекса / В. В. Саломатов // Труды V Минского Международного форума по тепломасообмену. Минск: ГНУ "НТМО им. А. В. Лыкова", НАНБ, 2004.

223. Кузнецов В. А. Математическое моделирование горения и энергосбережение в стекловаренной печи / В. А. Кузнецов, А. И. Шуляковская // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы VII академических чтений РААСН. Белгород, 2001.-Ч. 1.

224. Frish V. Möglichkeiten zur Optimierung des Brennprozesses in Zementdrehrohröfen / V. Frish, R. Jeschar // ZKG. 1983. - Vol. 36, № 10. - P. 549-560.

225. Перескок С. А. Разработка алгоритма расчета эффективности работы колосникового холодильника / С. А. Перескок, С. Ф. Миндолин, П. А. Трубаев // Тез. докл. междунар. конф. -Белгород, 1993. Ч. I. - С. 24-25.

226. Беляев H. М. Методы теории теплопроводности: В 2-х ч. / H. М. Беляев 4.1. - М.: Высш. шк., 1982. - 327 с.

227. Беляев H. М. Методы нестационарной теплопроводности / H. М. Беляев, А. А. Рядно.- М.: Высш. шк, 1978. 253 с.

228. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел / Э. М. Карташов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк, 2001. - 550 с.

229. Зарубин В. С. Инженерные методы решения задач теплопроводности / В. С. Зарубин.- М.: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

230. Воробьев X. С. Теплотехнические процессы и аппараты силикатных производств / X. С. Воробьев, Д. Я. Мазуров, А. А. Соколов. М.: Высш. шк, 1962. - 420 с.

231. Соколинская М. А. Разработка метода контроля и способа восстановления обмазки в зоне спекания цементных вращающихся печей: Автореф. дис. . канд. техн. наук / М. А. Соколинская. М, 1983. - 24 с.

232. Дульнев Г. Н. Процессы переноса в неоднородных средах / Г. Н. Дульнев, В. В. Новиков. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1991.-248 с.

233. Казанцев Е. И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчетов и проектирования / Е. И. Казанцев. М.: Металлургия, 1964. - 452 с.

234. Проселков Ю. М. Теплофизические свойства портландцементного камня / Ю. М. Проселков, Л. А. Чувакин // Цемент. 1975. - № 8. - С. 18-20.

235. Матвеев М. А. Расчеты по химии и технологии стекла: Справочное пособие / М. А. Матвеев, Г. М. Матвеев, Б. Н. Френкель. М.: Стройиздат. - 1972. - 239 с.

236. Кржижановский Р. Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов / Р. Е. Кржижановский, 3. Ю. Штерн. Л.: Энергия, 1973. - 336 с.

237. Freeman S. Thermal Conductivity of amorphous solids / S. Freeman, A. Anderson // Phys. Rev. В.: Condens. Mater. 1986. -№ 8, pt. 2. - P. 5684-5690.

238. Vasquer A. Thermal conductivity of hydrocarbon mixtures: A perturbation approah / A. Vasquer, J. Driano // Ind. and Eng. Chem. Res. 1993. -№ 1. - P. 194-199.

239. Зряков И. Н. Метод оптимизации теплофизических расчетов / И. Н. Зряков, А. Н. Шеломенцев // Теплофизические свойства веществ и материалов, 1986. -№ 23 С. 111-116.

240. Basisdaten-File der Leanaer Datebank COMDAT. Teil I. Thermodynamische Aspekte / G. Lehmann, P. Scidel, T. Smola and oth. // Chem. Techn. (DDR). 1991. -№ 2. - P. 72-74.

241. Hamand E. Model calculations of thermodynamic mixture propeties from direct correlation integrals / E. Hamand, G. Mansoori // Z. Phys. Chem (BRD). 1990. - № 1. - C. 63-69.

242. Стекло: Справочник / Под ред. Н. М. Павлушина. М.: Стройиздат, 1973. - 466 с.

243. Харламов А. Г. Теплопроводность высокотемпературных изоляторов / А. Г. Харламов. М.: Атомиздат, 1980. - 100 с.

244. Неметаллические тугоплавкие соединения. М.: Металлургия, 1985. - 224 с.

245. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / Под ред. А. В. Лыкова. М.: Энергия, 1973. - 328 с.

246. Махров В. В. Методы исследования теплофизических свойств веществ / В. В. Махров, В. В. Бугринский: Под ред. А. С. Комендантского. -М.: МЭИ, 1987. 84 с.

247. Теория и техника теплофизичекого эксперимента: Уч. пособ. для вузов / Ю. Ф. Гор-тышев, Ф. Н. Дресвенников, Н. С. Идиатуллин и др.; Ред. В. К. Щукин. М.: Энергоатомиздат, 1985.-360 с.

248. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / А. Г. Шашков, Г. М. Волохов, Т. Н. Абраменко, В. П. Козлов. М.: Машиностроение, 1973. - 336 с.

249. Бек Дж. Некорректные обратные задачи теплопроводности: Пер. с англ. / Дж. Бек, Б. Блакуэл, Ч. Сент-Клэр. М.: Мир, 1989. - 312 с.

250. Лыков А. В. Применение методов термодинамики необратимых процессов к исследованию процессов тепло- и массообмена / А. В. Лыков // Инж. физ. журн. 1965. - Т. 9, № 3. - С. 287-304.

251. Швыдкий В. С. Математические методы теплофизики / В. С. Швыдкий, М. Г. Лады-гичев, В. С. Шаврин. М.: Машиностроение, 2001. - 231 с.

252. Краснощекое П. С. Принципы построения моделей / П.С. Краснощекое, А. А. Петров. М.: Изд-во МГУ, 1983. - 264 с.

253. Элементы теории систем и численные методы моделирования процессоров тепломас-сопереноса / Под ред. В. С. Швыдкого. М.: Интермет Инжиниринг, 1999. - 519 с.

254. Никитенко Н. И. Сопряженные и обратные задачи тепломассопереноса / Н. И. Ники-тенко. Киев : Наук, думка, 1988 - 240 с.

255. Кудряшов Л. И. Приближенные решения нелинейных задач теплопроводности / Л. И. Кудряшов, Н. Л. Меньших. М.: Машиностроение, 1979. - 232 с.

256. Усов А. Т. Приближенные методы расчета температур нестационарно нагреваемых твердых тел простой формы / А. Т. Усов. М.: Машиностроение, 1973. - 108 с.

257. Stolz G, Numerical Solutions to an Inverse Problem of Heat Conduction for Simple Shapes / G. Stolz // Heat Transfer. 1960. - № 82. - P. 20-26.

258. Влияние погрешностей задания теплофизических свойств материалов на погрешность расчета температурных полей плоских образцов / С. В. Мищенко, С. В. Пономарев, В. Л. Епифанов, Г. Ш. Каржауов. Тамбов, 1990. - 23 с.

259. Beck J. Criteria for Comparison of Methods of Solutions of the Inverse Heat Conduction Problem // Nucl. Eng. Des. 1979. - № 53. - P. 11-22.

260. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ. / Д. Ши. -М.: Мир, 1988.-544 с.

261. Пасконов В. М. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена / В. М. Пасконов, В. И. Полежаев, Л. А. Чудов. -М.: Наука, 1984. 288 с.

262. Дульнев Г. Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена / Г. Н. Дульнев, В. Г. Шрфенов, А. В. Сигалов. М.: Высш. шк., 1990. - 207 с.

263. Кузнецов В. А. Математическое моделирование тепловой работы цементной вращающейся печи: Учебное пособие / В. А. Кузнецов. Белгород: Изд -во БелГТАСМ. -1994.-80 с.

264. Кузнецов В. А. Методы математического моделирования тепловых процессов: Учебное пособие / В. А. Кузнецов. -. Белгород: Изд -во БелГТАСМ. 1998. - 104 с.

265. Кузнецов В. А. Теплообмен излучением в теплотехнологических установках / В. А. Кузнецов М.: Изд. МИСИ и БТИСМ, 1986. - 106 с.

266. Folliot A. La transmission de Challeur dans le four rotatif a Ciment / A. Folliot // Revue des meteriaux de construction. 1954. -№ 469471; 1955. -№ 472475.

267. Григорьев В. П. Уравнения математической физики для энергетиков / В. П. Григорьев, В. И. Прохоренко, С. Н. телегин / Под ред. А. И. Плис. М.: МЭИ, 1989. - 88 с.

268. Арутюнов В. А. Математическое моделирование газодинамики и теплообмена во вращающейся печи / В. А. Арутюнов, А. В. Повицкий //Инженерно-физический журнал. -1991. Т. 61, №3,-С. 406-413.

269. Бухмиров В. В. Совершенствование тепловой работы вращающихся печей на основе математического моделирования газодинамики и сложного теплообмена: Дис. . канд. техн. наук./ В. В. Бухмиров. М., 1983.

270. Дидоренко П. И. Новые колосниковые холодильники / П. И. Дидоренко // Цемент. -1991. -№ 34. -С. 68-71.

271. Аэров М. Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем: Гидравлические и тепловые основы работы / М. Э. Аэров, О. М. Тодес, Д. А. Наринский. JL: Химия, 1979. - 176 с.

272. Справочник по теплообменникам. Т. 1: Пер. с англ.; Под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 560 с.

273. Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие / С. С. Кутателадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

274. Кутателадзе С. С. Справочник по теплопередаче /С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанский. М.: Госэнергоиздат, 1959. - 415 с.

275. Вальберг Г. С. Новые методы теплового расчета и испытания вращающихся печей / Г. С. Вальберг, А. А. Глозман, М. Я. Швыдкий. М.: Стройиздат, 1973. - 112 с.

276. Stanek V. // AlChe, 1974. V. 20. - Р.974.

277. Stanek V. // Cañad. J. Chem. Eng. 1972. - V. 50. - P.9; 1973. -V. 51. - P. 22.

278. Аэров M. Э. Гидравлика и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем / М. Э. Аэров, О. М. Тодес. JL: Химия, 1968.

279. Касилов В. Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков / В. Ф. Касилов. М.: Изд-во МЭИ, 2000. - 272 с.

280. Forheimer P. // Z. VDI. 1901. - Bd. 45. - S. 1781.

281. Ergun S. Fluid flow through randomly packed columns and fluidized beds / S. Ergun, A. Orning // Ing. Eng. Chem. 1949. - Vol. 41. - P. 179.

282. Schneebeli G.//LaHouilleBlance.- 1955. V. 10.-P. 141.

283. Carman P. Flow of gases through porous media / P. Carman. London: Acad. Press, 1956.

284. Wyllie M. // Ind. Eng. Chem. 1955. - V. 47. - P. 1379.

285. Коллеров Д. К. // Хим. пром-сть. 1959. - № 2. - С. 163.

286. McDonald I. Flow through porous media the ergun equation revised /Mcl. Donald, M. Sayed, K. Now, F. Dullen // Ing. Eng. Chem. Fund. - 1979. - Vol. 18. - P. 198.

287. Печи и сушила силикатной промышленности / Д. Б. Гинзбург, С. Н. Деликшикин, Е. И. Ходоров, А. Ф. Чижский. М.: Госстройиздат, 1956. - 456 с.

288. Гольдштик М. А. Процессы переноса в зернистом слое / М. А. Гольдштик. -Новосибирск, Институт теплофизики СО АН СССР, 1984.

289. Бернштейн Р. С. Обобщенный метод расчета аэродинамических сопротивлений загруженных сечений / Р. С. Бернштейн, В. В. Померанцев, С. JI. Шагалова // Сб. «Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельнотопочных процессах». М.: Госэнергоиздат, 1958.

290. Anselm W. Brenntechnik mit Sauerstoff Schriftenriehe Steine und Ergun / W. Anselm, A. Koch Berlin. - 1944. - Band 7.

291. Боришанский В. M. // Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельнотопочных процессах: Сб. науч. тр / В. М. Боришанский. М.: Госэнергоиздат, 1958.

292. Перегудов В. Н. Теплотехника и теплотехническое оборудование / В. Н. Перегудов. -М.: Стройиздат, 1990. 336 с.

293. Ranz W. Friction and transfer coefficients for single partickes and packed beds / W. Ranz // Chem. Eng. prog. 1965. - Vol. 45. - P. 247-253.

294. Gnielinski V. Equations for the calculations of heat and mass transfer during flow through stationary spherical packings at hoderate and high Pecle numbers / V. Gnielinski // Int. Chem. Eng. -1981.-Vol. 21.-P. 378-383.

295. Тимофеев В. H. //Изв. ВТИ. 1949. -№ 2.

296. ФедоровМ. И. Современные проблемы сушильной техники / М.И.Федоров. -Госэнергоиздат, 1941. Вып. 2.

297. Федоров М. И. // Изв. ВТИ. 1947. - № 2.

298. Чуханова 3. Ф. // Изв. АН СССР. Отд-ние техн. наук. 1945. -№ 7-8.

299. Бернштейн Р. С. // Исследование горения натурального топлива: Сб. тр.; Под ред. Г. Ф. Кнорре / Р. С. Бернштнейн. М.: Госэнергоиздат, 1948.

300. Китаев Б. И. Теплообмен в шахтных печах / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенок, В. Д. Сучков. -М.: Метаплургиздат, 1957.

301. Мазуров Д. Я. Теплотехническое оборудование заводов вяжущих материалов / Д. Я. Мазуров. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1982. - 288 с.

302. Traustell S. Warm und Stoffubergang in Kugelschuttengen / S. Traustell // Feuerungstech. 1941.-№ 6,-S. 129-131.

303. Мчедлов-Петросян О. П. Термохимия и термодинамика при получении и использовании цемента / О. П. Мчедлов-Петросян // Цемент. 1974. - № 9. - С. 17-19.

304. Gygi Н. Warmetechnische Untersuchungen des Drehofen zur Herzstellung von Portlandzementklinker / H. Gygi. 1937. - 29 s.

305. Klassen V. Zum theoretischen Warmebedarf des Zementbrennäns / V. Klassen //13 Inter. Baustofftagung Deutschland. 1987. - V. 2.

306. Классен В. К. К вопросу расчета теплового эффекта клинкерообразования / В. К. Классен // Высокотемпературная химия слиликатов и оксидов. Тез. докл. VII меж.конф. 18-21 марта 1998 г.-СПб., 1998.-С. 17.

307. Тейлор X. Химия цемента: Пер. с англ. / X. Тейлор. М.: Мир, 1996. - 560 с.

308. Zur Strassen Н. Der Theoretische Wirmebedarf des Zementbrandes / H. Zur Strassen //ZKG.- 1957.-№ l.-P. 10.

309. Шаргут Я. Эксергия/Я. Шаргут, П. Петела.-М.: Энергия, 1968.-278с.

310. Лейтес И. Л. Теория и практика химической энерготехнологии / И. Л. Лейтес., М. X. Сосна, В. П. Семенов. М.: Химия, 1988. - 280 с.

311. Бродянский В. М. Эксергетический метод и его применение / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

312. Сажин Б. С. Эксергетические методы в химической технологии / Б. С. Сажин, А. П. Булеков. М.: Химия, 1992. - 208 с.

313. Бродянский В. М. О моделях окружающей среды для расчета химической эксергии / В. М. Бродянский, Н. В. Сорин // Теор. осн. хим. техн. 1984. - т. 18, № 6. - С. 816-824.

314. Shurgat J. // Energy. 1980. - V. 5. - Р. 709-718.

315. Гохштейн Д. П. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок / Д. П. Гохштейн. М.: Энергия, 1969. - 368 с.

316. Кафаров В. В. Принципы создания безотходных химических производств / В. В. Кафаров. М.: Химия, 1982. - 288 с.

317. Бродянский В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М.: Энергия, 1973. - 296 с.

318. Szargut J. Bilans eksergetyczny procesow hutniczych / J. Szargut //Archiwum Hutnictwa, 6,- 1961,-№ 1.-S. 23-60.

319. Бессмерных A. В. Эксергетический анализ обжиговых систем цементного производства / А. В. Бессмерных, О. Е. Адаменко, М. А. Вердиян // Тр. НИИЦемента. М., 1976.-Вып. 95.-С. 69-75.

320. Бессмертных А. В. Термодинамический анализ и расчет систем декарбонизации в технологии цемента: Автореф. дис. канд. техн. наук / А. В. Бессмертных. М., 1993. - 18 с.

321. Бессмертных А. В. Эксергетический анализ и его применение / А. В. Бессмертных, О. Е. Адаменко, М. А. Вердиян // Тр. НИИЦемента. М., 1976. - Вып. 95. - С. 69-75.

322. Эксергетический анализ процессов химической технологии (на примере технологии цемента) / М. А. Вердиян, Д. А. Бобров, А. М. Вердиян и др. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004.-92 с.

323. Научные основы технологии цемента. Часть 1. Программа снижения себестоимости цемента на 10-15% при сроке окупаемости затрат менее 1-го года / М. А. Вердиян, С. Г. Привалихин, А. М. Вердиян. М., 2000. - 58 с.

324. Абрамсон И. Г. Об эксергетическом подходе к ресурсосбережению / Абрамсон В. И. //Цемент, 1995,-№ 1.-С.36.

325. Хакен Г. Синергетика / Г. Хакен. М.: Мир, 1980. - 404 с.

326. Рыкалин H. Н. Высокотемпературные теплофизические процессы. Теплофизические основы / H. Н. Рыкалин, А. А. Углов, JI. М. Анищенко. М.: Наука, 1986. - 171 с.

327. Чечеткин А. В. Теплотехника / А. В. Чечеткин, Н. А. Занемонец. М.: Высш. шк., 1986.-344 с.

328. О системном подходе к моделированию и управлению в металлургии: Сб. науч. тр. МИСиС № 141.-М.: Металлургия, 1982.- 151 с.

329. Принципы системных исследований металлургических процессов и производства: Сб. науч. тр. МИСиС № 144. М.: Металлургия, 1982. - 128 с.

330. Применение системного анализа в металлургии: Сб. науч. тр. МИСиС № 136. -М.: Металлургия, 1982. 143 с.

331. Кольцова Э. М. Методы синергетики в химии и химической технологии /Э. М. Кольцова, JI. С. Гордеев. М.: Химия, 1999. - 256 с.

332. Самарский А. А. Математическое моделирование / А. А. Самарский, А. П. Михайлов.-М.: Наука, 1997.-320 с.

333. Тарасик В. П. Математическое моделирование технических систем / В. П. Тарасик. -Минск: ДизайнПРО, 1997. 640 с.

334. Скурихин В. И. Математическое моделирование / В. И. Скурихин, В. Б. Шифрин, В. В. Дубровский. Киев: Техника, 1983. - 270 с.

335. Кафаров В. В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В. В. Кафаров, В. Н. Ветохин. М.: Наука, 1987. - 623 с.

336. Статюха Г. А. Автоматизированное проектирование химико-технологических систем / Г. А. Статюха. Киев: Выща шк., 1989. - 400 с.

337. Вязгин В. А. Математические методы автоматизированного проектирования / В. А. Вязгин, В. В. Федоров. М.: Высш. шк., 1989. - 184 с.

338. Бард Й. Нелинейное оценивание параметров: Пер. с англ. / Й. Бард. -М.: Статистика, 1979.-349 с.

339. Synthesis of operating procedures for complete chemical plants. II. A nonlinear planning methodology /R. Lakshmanan, G. Stephanopoulos //Comput. and Chem. Eng, 1988. -№9 -P. 1003-1021.

340. Использование ЭВМ при планировании и анализе экспериментов с целью получения геометрического сечения поверхности отклика / В. Т. Прохоров, В. А. Поволяев, Т. М. Осина и др.-Шахты, 1990.-30 с.

341. Насонин Г. А. Методика сокращения объема эксперимента для многокомпонентных систем / Г. А. Насонин. Киев, 1989. - 106 с.

342. Thompson W. Response surface design for experiments with mixtures / W. Thompson, R. Myers // Technometrics. 1968. -V. 10. -№ 4. - P. 739-765.

343. Murty G. Design and analyses of experiments with mixtures / G. Murty, M. Das //Ann. Math. Statist. 1968. - V. 39. - № 5. - P. 1517-1539.

344. Шахова JI. Д. Магнезиальные высокожелезистые цементы / Л. Д. Шахова, И. Г. Лугинина// Цемент. 1986. -№ 1. - С. 12-15.

345. Пат. 1802943 СССР, МКИ 6 С 04 В 7/38. Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося шеннонит-магнезиоферритного клинкера /И. Г. Лугинина, Н. В.

346. Литвишкова, Л. Д. Шахова и др; Белгородский технологический институт строительных материалов; № 4899219/33; Заявлено 3.01.91; Опубл. 20.08.96; Бюл. № 23.

347. Заявка №95106047/03(010745). Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера / И. Г. Лугинина, Н. В. Литвишкова. Положительное решение о выдаче патента РФ от 22.05.96.

348. Судакас Л. Г. Проблемы низкоосновных клинкеров / Л. Г. Судакас // Цемент. 1992. -№2.-С. 65-70.

349. Спекание портландцементного клинкера методом двухшихтовой технологии / В. Д. Барбанягрэ, В. М. Шамшуров, О. А. Киринкина, Т. И. Тимошенко //Совершенствование химии и технологии строительных материалов. М, Изд. МИСИ, БТИСМ, 1984. - С. 91-98.

350. Шеин В. И. Термодинамическая модель синтеза портландцементного клинкера / В. И. Шеин, К. Будегдег, Т. Ю. Щетинина // Цемент. 2001. - № 6. - С. 20-24.

351. Шеин В. И. Теплозатраты на образование портландцеметного клинкера из природных минеральных смесей / В. И. Шеин // Цемент. 1995. - № 4. - С. 24-28.

352. Лугинина И. Г. Изменения химического и фазового состава материала при обжиге в печах 5x185 м // И. Г. Лугинина, С. В. Шурупова// Цемент. 1995. -№ 3. - С. 22-23.

353. Щеткина Т. Ю. Исследование клинкерообразования в печи размером 5x185 м с помощью ИК-спектроскопии / Т. Ю. Щеткина, В. С. Мелентьева, Г. П. Лавренко // Цемент. -1988.-№ 1.-С. 8-9.

354. Шлионский Ю. С. К вопросу о потерях тепла в окружающую среду корпусом вращающейся печи / Ю. С. Шлионский // Цемент и его применение. 2001. -№ 4. - С. 23.

355. Блох А. Г. Теплообмен излучением: Справочник / А. Г. Блох, Ю. А. Журавлев, А. Н. Рыжков. -М.: Энергоатомиздат, 1991. -432 с.

356. Щербина В. Ю. Тепловая изоляция вращающихся известеобжигательных печей -важный фактор экономии топлива / В. Ю. Щербина, П. А. Староминоская, Ю. М. Величко // Строительные изделия и сантехника. 1983. - № 6. -С. 31-33.

357. Классен В. К. Оптимизация сжигания топлива во вращающихся печах / В. К. Классен // Цемент. 1981. - № 9. - С. 6-8.

358. Егоров Г. Б. Тенденция управления толщиной слоя обмазки в зоне спекания вращающейся печи / Г. Б. Егоров, В. А. Бойков, А. М. Турецкий // Цемент. 1990. -№ 3. - С. 16-18.

359. Шлионский Ю. С. К вопросу об определении основных показателей работы вращающейся печи / Ю. С. Шлионский // Цемент и его применение. 1988. - № 2. - С. 24-25.

360. РавичМ. Б. Упрощение методики теплотехнических расчетов / М. Б. Равич. -М.: Наука, 1964.

361. Энергетическое топливо СССР: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 184 с.

362. Трембовля В. И. Теплотехнические испытания котельных установок / В. И. Трембовля, Е. Д. Фигнер, А. А. Авдеева. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 416 с.

363. Расчет теплового эффекта клинкерообразования / А. П. Белов, В. В. Волгин, Н. Е. Середа, В. В. Усенко //Теоретическое и экспериментальное исследование новых методов производства клинкера и цемента: Тр. НИИЦемента. М., 1976. - Вып. 19. - С. 23-27.

364. Ткач Л. И. Влияние технологических факторов на содержание вредных оксидов в отходящих газах / Л. И. Ткач // Цемент. 1991. - № 7, 8. - С. 58-68.

365. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена /

366. B. А. Осипова. М.: Энергия, 1979. - 320 с.

367. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкостей /

368. C. Патанкар. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

369. Карслоу X. С. Теплопроводность твердых тел /X. С. Карслоу, Д. К. Егер. -М.: Наука, 1964.-488 с.

370. Теплопроводность твердых тел: Справочник /Под ред. А. С. Охотина. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 320 с.

371. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций / А. Миснар. М.: Мир, 1968.

372. Даниэльс Ф. Физическая химия: Пер. с англ. /Ф. Даниэльс, Р. Олберти. -М: Мир, 1978.-648 с.

373. Rippin D. Statistical methods for experimental planning in chemical engineering / D. Rippin //Proc. MATCHEM: Conf. Math. Methods. Chem. Eng., Balatonfured, 5-8 May. 1986: 333th event Eur. Fed. Chem. Eng. Vol. 1. Budapest, S. A. - P. 2(M0.

374. ГОСТ 7076-87. Материалы строительные. Метод определения теплопроводности. -М.: Изд-во стандартов, 1987. 6 с.

375. Пустовалов В. В. Определение теплопроводности огнеупоров до 1200 °С методом стационарного теплового потока / В. В. Пустовалов // Огнеупоры. 1959. - № 4.

376. Clements J. The thermal conductivity of some refractory materials / J. Clements, J. Vyse // Trans. Brit. Ceram. Soc. 1957. - Vol. 56. - P. 296-308.

377. Kingery W. Thermal conductivity: X, Data for several pure oxide materials corrected to zero porosity / W. Kingery, J. Francl //J. Amer. Ceram. Soc. -1954. Vol. 37, №2, Part. II. - P. 107-110.

378. Петров-Денисов В. Г. Процессы тепло- и влагоообмена в промышленной изоляции / В. Г. Петров-Денисов, Л. А. Масленников. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 192 с.

379. Коваленко Ю. А. Теплопроводность дисперсных и пористых материалов, (обзор) / Ю. А. Коваленко // Теплообмен и т.ф. св-ва: Матер. Всесоюзн. семин., Новосибирск, 25-27 сент. 1991.-Новосибирск, 1992.-С. 3-26.

380. Азизов А. М. Статистическая теплопроводность и массопроводность в пористых телах / А. М. Азизов, М. И. Курыгина //Журн. прикл. химии. 1989. - Т. 62, № 12 - С. 2714— 2718.

381. Дульнев Г. П. Теплопроводность смесей со взаимно проникающими компонентами / Г. П. Дульнев // Инженерно-физический журнал. 1970. - Т. 19, № 3.

382. MariaG. Estimarea parametrior modelelor proceselor chimice / G.Maria //Rev. Chim. (RSR). 1989. - № I. - C. 45^19.

383. Качество продукции цементной промышлености СССР за 1988 год. -М., 1989. -312с.

384. Цементная промышленность СССР в 1987 году. Вып. XLV. - М.: НИИЦемент, 1988. -518с.

385. Кузнецов В. А. Определение коэффициентов поглощения углекислого газа и водяного пара / В. А. Кузнецов, П. А. Трубаев // Физикохимия композиционных строительных материалов: Сб. науч. тр. Белгород: Изд-во БТИСМ, 1989. - С.20-24.

386. Радиационный перенос в высокотемпературных газах: Справочник / И. Ф. Головнев, В. П. Замураев, С. С. Кальценсон. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 256 с.

387. Выбор конструкции цепных завес вращающихся печей / А. Б. Златковский, JI. Л. Польский, В. М. Копелович, А. И. Здоров // Цемент и его применение. 1999. - № 2. - С. 2427.

388. Зарубин В. С. Расчет и оптимизация термоизоляции / В. С. Зарубин М.: Энергоатомиздат, 1991. - 192 с.

389. Михайлов-Вагнер А. Конструктивное развитие газовых горелок для вращающихся печей / А. Михайлов-Вагнер // Цемент и его применение. 1997. - № 6. - С. 7-11.

390. Ледерер X. Горелка нового поколения для вращающихся печей / X. Ледерер // Цемент и его применение. 1997. - № 3. - С. 7-11.

391. Михайлов-Вагнер А. Результаты обследования работы печи с новой горелкой фирмы UNITHERM-Cemcon на Ивано-Франковском цементно-шиферном комбинате / А. Михайлов-Вагнер // Цемент и его применение. 1998. - № 2. - С. 28-29.

392. Бахвалов Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. -3-е изд., перераб. и доп. М,: Бином, 2003. - 632 с.

393. Kunil D. Particle-to-fluid heat and mass transfer in packed beds of fine particles / D. Kunil, M. Suzuki // Int. J. Heat Mass Transfers. 1967. - Vol. 10. - P. 845-852.

394. Martin H. Low Pecle number particle-to-fluid heat and mass transfer in packed beds / H. Martin // Chem. Eng. Sei. 1978. - Vol. 33. - P. 913-919.

395. Жаворонков H. M. //ЖФХ. 1949. - T. 23. - С. 342.

396. Leva M. // Chem. Eng. 1947. - V. 43 - P. 713.

397. Leva M. // Chem. Eng. 1957. - V. 64, № 9. - P. 245.

398. Ходоров E. И. Печи цементной промышленности / E. И. Ходоров. M.: Промстройиздат, 1950. - Ч. I. - 421 с.

399. Практические рекомендации по оптимизации режима работы колосникового холодильника вращающейся цементной печи / Разработаны под рук. В. К. Классена. -Белгород: Изд-во БТИСМ, 1994. 13 с.

400. Аракелов В. Е. Методические вопросы экономии энергоресурсов / В. Е. Аракелов, А. И. Кремер. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.

401. Карапетьянц M. X. Химическая термодинамика / M. X. Карапетьянц. -М.: Химия, 1975.-584 с.

402. Рябин В. А. Термодинамические свойства веществ: Справочник / В. А. Рябин, М. А. Остроумов, Т. Ф. Свит. М.: Химия, 1977. - 392 с.

403. Энергетический анализ расходов тепла при производстве извести / М. И. Кулешов, В. В. Рухлинский, Е. И. Гибелев, И. А. Щетинина //Сб. докл. междунар. к'онф. -Белгород: БелГТАСМ, 1997. С. 99-101.

404. Чечеткин А. В. Термодинамические процессы химической технологии / А. В. Чечет-кин. М: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1982. - 56 с.

405. Чернобаев Д. А. Теплообразование цементного клинкера / Д. А. Чернобаев. -Изв. Киевского политехнического института, 1913.

406. Kameyama Н.//Applied energy. 1982.-V. II, № l.-P. 69-83.