автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Моделирование процессов обжига клинкера в циклических режимах

Государственный научно-исследовательский институт цементной промышленности «НИИЦемент»

На правах рукописи УДК. 66.046.44.001.57:666.942.041(043.3)

ФЕДОСЕЕВ ДМИТРИЙ ФИЛИППОВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБЖИГА КЛИНКЕРА В ЦИКЛИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

На стыке специальностей:

05.17.11 — Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. 05.17.08— Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском институте цементной промышленности «НИИЦемент».

Научные руководители: доктор технических наук, профессор М. А. Вердиян; доктор технических наук Ю. А. Комиссаров.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В. К. Классен; кандидат технических наук В. А. Кулабухов.

Ведущая организация — Оргпроектцемрнт,. л

Защита диссертации состоится О ¿к' ЧуЯI?

199? года в > ^ часов на заседании специализированного Ученого совета К 111.03.01 в Государственном научно-исследовательском институте цементной промышленности по адресу: 107014, Москва,, 3-й Лучевой просек, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЦемента.

/

Автореферат разослан ^ //¿'ЯС^сЯ 1992 г.

/

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

ПАНИНА Н. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБО'Ш.

Актуальность проблемы. Процесс обжига клинкера ннляьи... наиболее важной стадией технологической схемы производств?! цемента, показатели его работы определят' экономическую эффективность г.ючзводства цемента в цело!:. Поэтому актуплышй задачей является повышение эффективности именно этой технологической стадии производства.

Многочисленные исследования, проведе-'иыг за последнее ьремя в различных отраслях химической технолог.!", показали, что многие физико-химические процессы в искусствень создаваемых нестационарных условиях протекают более интенсивь-- Исследования в атом направлении проводятся и в цементной про» ..'ллерног.-ги.

Длительная эксплуатация печных агрегатов в режиме г. регулируемыми циклами показала эффективность ведения процесса обжига клинкера таким способом. Следует отметить, что пти исследования били направлены презде ;;сего на доказательство возможности реализации регулируемых циклоп при обкиге клинкера и проводились в связи с этим на печах рлзлъгпгах типоразмеров и многие возникающие при этом вопросы решались амщгряческгал путем. Так не было исследовано влияние циклкческчк режимов на протекание процессов в отдельных зонах вращающейся печи.

При расчете параметров циклического питания не учитывались режимные параметры функционирования печ» и их зпачепия не соответствуют области оптимального нестч'шонарпого пронессл. Следовательно требует решения задача моделирования процесса обжига клинкера в циклическом режиме.

При большом объеме исследований эффективности циклических режимов при обжиге клинкера во вращающихся печах мокрого способа, не была рассмотрена возможность использования такого метола интенсификации для пртцепг.ов сбыга клинкера. щютеч.ниптх в агтаратах сухого способа щюизводстма немента.

Решение птиг задач с пеполыюряииеч методов мчгематич°ско1'г; моделирования мл оспине стратегии гистрмного анализа и средств т'ыммплито пг-.тп техники является актупш.пнм дчп рчзиития нестационарной технологии сожига клинкера и е^гггчом"^ осиогн' <■■ солер^ани" р.чбчт.

Ц'гЛЬ работы.1|!ч;Т"(1П1ГЙ работ! нвлж-тсч ¡•.-«чмичгп« г>

yi-,ny'iJl'M]4! .1' H'l.JI'VI' вампе ПШСЛИЧГЧТ'>ГО ГС "*'">" Ирга"'" I.'1'I'V.

процесса обжига при мокром и сухом способах производства клинкера. Для осуществления поставленной цели решались следующие взаимосвязанные задачи :

- исследование влияния циклического способа организации обжига на структуру потоков во вращающейся печи и основные технологические параметра процесса ;

- разработка математической модели структура материального потока в печи как основного технологического потока в .процессе обкига и ее идентификация на основе дашшх, полученных в результате экспериментальных исследований на промышленном объекте ;

- выявление, с использованием математических моделей,влияшш циклического способа на геплообмонше процессы в различных зонах печи п разработка методики определения параметров пульсации;

-определение возможностей и способов использования циклических рекпмов для повышения эффективности процессов при сухом .способе производства клинкера;

' внедрение результатов исследования на предприятиях отрасли.

Научпая новизна работы заключается в следующем : . - в обосновании повышения эффективности процесса обжига клинкера при работе вращающихся печей мокрого способа е циклическом режиме; ->

- в разработке математической модели структуры потока вс вращающихся печах в стационарном и циклическом режимах обкигг клинкера и методики определения ее параметров;

- в определении влияния параметров циклической подачи шламг о па процессы, протекающие в отдельных зонах вращающейся печи;

'' - в обосновании эффективности проведения процесса декарбонизации в циклическом режиме.

Практическая ценность работы заключается:

- в развитии и внедрении цгаишческого способа организаци! процесса обжига клинкера во вращающихся печах мокрого способ производства цемента;

- в разработке методики определения параметров циклическо подачи шлама в печь;

- в разработке программно-алгоритмического обеспечения расчета процесса обжига в циклическом режиме, представленного виде программных средств для ПЭВМ;

- в разработке способа и определении параметров

осуществления циклических режимов в декарбопизаторах.

Реализация работы. Результаты работы использованы при внедрении на промышленной печи 4,5x170 м. Белгородского цементного завода, а также при проектировании реактора-декарбонизатора-измельчптеля, производительностью 5 тонн/час.

Публикации .По теме диссертационной работ:: опубликовано 9 статей и получено 3 авторских свидетельства.

Объем работы-Диссертационная работа вклочает сведение, пять глав, выводи,приложения.Список использованной литературы содеркит 117 наименований. Общий объем работы /^страниц, в том числе 36 рисунков,¿^таблицы.

содакшш РАВГЛЫ.

Во ппедетш показана актуальность, сформулирована цель, определена паучпая повизпа и практическая- ценность данпой работы. Осуществлена постановка осповпих задач реааеии в работе, намечен план :шспсрпмс'пталышх и теоретических исследований.

В первой главе выполнен обзор литературных источников по проблеме нестационарной организации процессов. Показано, что во многих отраслях промнылецности с успехом используется данный способ. Выявлении основные факторы, определяющие повышение эффективности при применении нестационарной . организации физико-химических процессов. Рассмотрены способы, с использованием которых задается иестационэрность для различных физико-химических процессов.

Приведены результаты и сделан анализ исследований, проведенных в технологии производства цемента по применению нестационарного способа организации процессов. Показано, чтт циклический способ проведения процессов не только возможен, но и дает положительные результаты на существующих прошщетшх установках.

Подробно рассмотрены работы по осуществлению циклических процессов в технолог™ обжига клинкера. Приведены возможные способы задания ^ циклической организации для процессов обжига клинкера. Проведен анализ исследований по переводу вращающихся печей мокрого способа производства цемента на циклическую организаций процесса. Показана перспективность 11 эффективность циклического способа осуществления процесса в технологии обжига клипкера и сложности в его развитии.

Показано, что одним из условий наилучшего осуществления

циклических прессов является изучение н адекватное описание характера движения осног.ткх технологических потоков в аппаратах. В настоящее время отсутствуют модели для описания потоков в печи в циклическом режиме, ь тэ."жс в отдельных технологических зонах. В ятой связи требуется разработка адекватного описания гидродинамики потока в печи.

Проведенный англез позволил сформулировать и поставить основные задачи диссертационной работы и методы их решения.

Во__вто[юй_главе представлена результаты исследований но разработке математической м;делп структуры потока, оценки адекватности и разр;„Зотке методики определения параметров модели.

Лля изучения реальной структуры потоков были щюведены исследования с использованием метода радиоактивных индикаторов на печах М 1 и N 6 размером 5x185 м. Старооскольского цементного завода. Вило нроведипо 7 экспериментов:3 - в стэцлонприом режиме обжига и 4 - а цшслическом.

Структура математической модели, размеры зон с различной степенью перемешивания были определены в результате анализа распределения времени пребывания по длине аппарата(рис. 1;

Установлено, что структура потока материала в печи, расюта!*'!! как в стационарном, так и в циклическом режимах, может бить представлена в виде комбинированной модели (риг;.?.). Эта

Т г'

ол 0(1 04

оЛ

А

02 0Л

м

од

Рис.1.Изменение времени пребывания'материала по длине печи в циклическом;■>) и стационарном (л) режимах; координата пезразмерпып, г, !-'Г.1:а - печь N1, б - печь N6.

•'.и'сматическая модель состоит из трех диффузионных зон Д и одного р -ходжулируицего потоки П. Их расположение соответствует в печи , .хнологическкм зонам:Д1 - зона сушки, Д2 - подготовки и декарбонизации и ДЗ -спекания л охлаэдепия. РециркулируэщиА поток И [^рмальпо от.».нает обратное движение части потокч, ■юотви гсмущ-ш возврату пыли с конца зоны декарбонизации.

В частности, для печи 1!1 Староосколъского завода (рис.),а) гра^щы диффузионных зол расположены следущш образом:

в стационарном режиме об;кига з^на Д1 распространяется на ."Чисток печи от холодного копца до 52,5 м; зона Д2 - от 52,5 до • ,7,5 м; зона ДЗ с г 147,5 до обреза печи;

в циклически.; режиме обжига зона Д1 - от холодного конца до Ус.,', ч; с;иа Д2 - от 52,5 до 122 ы; зопа ДЗ - от 122 м до обреза . .и.

Дгя печи N6 (рис.1,6) в ьгациопарном и циклическом режимах зопа Д1 распространяется на участке ::еч.1 от холодного копца до-

Шх'!:

Д1

У ,Ге

г 1

и-1

№И )и-

^ V ,ье

I

1ап

ДЗ

V ,Ге

3 • 3

и;

Рис.2.Структура ком-^-ц^ровапной модели.

№,5 м;зоиа Д2 - от 62,5 до 143 м; зола ДЧ - от 143 м до обреза печи.

Представленная модель потока материала во правдам .зйся ньчи запихивается следующими уравнениями:

'1А, рв = Ро _1 ....-1 ; 'ак. 1 Ъ .п

I* + П 1, х = (П 4 1)1, г11;

11 .¿г г г1

од;

(1-Е

Рв = Ре

а г

:!(П 4 1)1,, ,5т

П 4 П)1, •(' = ), 4 П-Ь Л'1 ;

с

0?'Х ох —3- Ре —3

V

Рс — ЭЬ

эх

эг

На границе диффузионных ^ои условия Дапквертса, коатому

бх

0

;:.= О

-'-?0,(х- х")

(1х

г-?а (х ■

Ог. 2 2

тт

—3=Ра {X - х ) йг 3 3 3

3

удовлетворяются граничин'1

Ох --'=() : Лг

<

т

47. ?

(1х йг..

7. а 1

з

где Ро ,Ро ,Ра„ - числа Пекле по зонам модели;

7. ,г ,2

1 2 3

V .V .V

1 7. :>

п

безразмерные ко.ордипаты; объемы, г-''1с;1::21шс материалом: деля рециркуллруицего материала;

начатый;*: кг;'и',ч1трации и диффузионных зонах;

Ъ Л ,Ь - объемный рас*.од материала;

Л1!*"'

1 г з

X

х'.^.т"

! г з

концентрация инл^атора во входном потоке; конечные К1)н:'.снтр;:;щ1 в диффузионных зон".

Нг.1})аме"'1)Ы модели определяются следующим образом: размеры зон находятся по зависимости ьеличгпм Ре{, П - сравнением

.■экспериментального и теоретического профилей функции вхождением с помощью одного из методов оптимизации мннимумэ критерия П*- г''- расчетные значения времени прп -

пребывания ,|'"1 т3- экспериментальные значения времени нрибывн шш. Расчетные формулы для времени пребывания получены г результате решения систем уравнений, описывающих математическую модель структуры потока: __ схр1Ге (г -1)]

= хЧг ■ 1 1(1

Ри.

Ро

, сзр[Рог(?;г-1)]

Го.

> И + 1

(г1

Г-П7>1Р03(23-1 >1

ГР.

)

2

Для второй диффузионной зоны Ра и П определяются методом поочередного изменения переменных. Результаты расчетов нредставлзнц в таблице 1.

Проверка адекватности данной моделв по критерии Фишера Г1пд>ртабл''(где Гмол^у/3ост' где 5у~ Алсаерсия относительно сред!, го значения, остаточная дисперсия '' показала, что

предложная комбинированная мс.;ель адекватпо описывает структуру материального потока во вращаиг-йся цг.чл. На рис.З для печи 116, работающей в циклическом реиг-е показано изменение Бремени пребывания материала по длине печи: экспериментальное и расчетное, полученное пс моделям - '/.смбинирссанпоЯ, идеального в'лгг-пешш и одиопараметрнческой диффузис^ой. Видно, -что пр^длстештая ксмЗкпированнзд Модель более приближена к реальпоЛ структуре потока п печи, чем ранее используемые.

При осуществлении •/и рошма периодическим

изменением расхода 1-!Л"ма Ьину^, _.зк ведет себя материальный

Таблица 1.

Параметры модели Зна-гм..-: параметров по режимам

П.-; Печь Г»о

сгациона[)-пому циклическому стационарному циклическом 1

1 2 3 4 1 2 3

Ро1 р°г п *Ре -» ш 9,5 15,5 6,5 13,3 30 22,3 * * * * * * 0 0 0 0 9,7 13,5 17,8 61,9 * * * * * 3,4 0 0

поток в печп. Ого необходимо для оценки параметров циклического птаппя .избеягфия перелива шлама из печп. Опишем структуру но юна как дискретную с сосредоточенными параметрами, используя нчеечнуь модель.

По шростной формуле п 1 '7(2 (Го-Н е,тр( Рп))). где п число ячеек. Ц| редаточнап Функция ячеечной (.юдоли

/"Г77Т"" ЧГ ,!!"'ми препвг.ачня к ячейке.

т? ол ол

ОЛ

02

О 02 0.4 0£ ОД г

Рис.З.Измонетш времени пребывав ,я материала по длине печи N6 в циклическом режиме:!- рэссчитапное по одпопаромит-рической диффузионной модели:2- рэссчлташюз по модели идеального вытеспения;3- глсперименталыше зпачепия;4 • по комбинированной модели.

ч 4

X /

/ /

л '\3

Примем изменения расхода плаг.'з при циклической подаче как ступепчатые возмущения вносимые с некоторой периодичностью. Ступенчатое возмущение моотю представить как лСЬдОо^и, где оо (() функция Хь'висайда, определяемая

( ^ ) -

{О,при ио 1 ,при

Таким образом I,-изображение функции кривой отклика ячеечной задели па единичное ступенчатое возмущение будет иметь вид

Ги„(р)=И(р)Рм(р)-1/р(НТяр)"

Получим оригинал функцил отклика на единичное ступенчатое возмущепие I

/(Г.)=лг,

г""'

Ш-Г) ,(Л,р(-г/гя)ск (1)

При периодическом изменении расхода шлама па величину ДО, ■нкцля отклика имеет вид

* ! Г'' п 1 1

/Ш^сЦк^,- елр(-т/Тя№ - ^|-тЙ7|е1р(--т/гя)Пг] (?) ,где х^и-КЫ)-^); х2=(1-'Г(1-1));

:

* - текущее время; 5 - период цикла;

1; - время сштаенного расхода плсма; га - количество прошедших циклов.

Таким образом, представив материальный поток в печи в виде ячеечной модели, мл можем определить его реакцию на единичное ступенчатое возмущение по формуле (1) и на периодическое изменение расхода шлама по формуле (2) в любой момент времени.

Исследования па предложенной модели материального потока показали, что реккм работу , при переводе печи из режима с постоянной подачей шлама в циклический режим, устанавливается через время примерно в 2-3 раза большее, чем время пребывания в зоне цепных завес. '

Для прохождения возмущения по шламу до зопы критической вязкости шлама необходимо задавать время пониженного расхода илама равное 0.2-0.3 времени пребывания материала до этой зоны.

Таким образом, получеппые зависимости позволяют определить влияние циклического питапия галамом на движение потоков во вращающейся печи мокрого способа производства.

В третьей главе рассмотрено влияние циклического способа подачи шлама в печь на протекзпие теплообмептшх процессов.

Проведен анализ теплообмепа в зоне ценной завесы и зонах подготовки и декарбонизации.

В зопе цепной завесы теплообмен излучением незначителен п, следовательно, прямопропорционален разности температур незду материальным потоком п газовым. Значит изменопия п характера теплообмена могут определяться только нелппейпостыэ копКглштепта конвективного теплообмена .которая задается периодическим изменением уровня шлама и, соответственно, изменением скорости газового потока и площади теплообмепа.

Для "холодпой" части цеди, где превалирует конвективный теплообмен, зависимость коэффициента теплообмена от уровня ¡хлама, рассчитанная по методике Л.Ф.Меошкз, достаточно блинка к прямопронорциональной, следовательно циклическое питание печи шламом не оказывает существенного влияния па протекание теплообмена в этой зоне.

В "горячей" части цепной завесы, где материал .находится в виде гранул и его нагрев происходит в оспопном в результате регенеративного теплообмепа за счет нагрева цепей в газовом

потопе и охлаждения их в материале, зависимость теплового потока от степени заполнения печи имеет вид функции выпуклой вверх(рис.4) и, следовательно, при периодическом пз'-леиопии уровня материала в печи в среднем произойдет уменьшение передаваемого материалу количества тепла. Таким образом, гел:.'милю - выбирать такие параметры циклического питания, при которих. колебания \о материальному потоку будут незначительны в этой зоп-.

Результаты исследования на промышленных печах , работ; . их в фпсличесхом режиме, и их анализ с использованием мсгодов моделирования .приведенный со втопой главе, показали, '.то ннтепсифшсация процессов во вращающейся печи при циклическом питании шламом происходит в зонах подготовки и декарбонизации. С однЬй стороны это обусловлено уменьшением продольного

не -еыешивагшя материального потока при циклическом питании, что .----

1.ЕС0

ао1

4С0

1 , ./У

1 5 10 X"

Г11С.4 Влияние степени заполнения печи на теплообмен в "горячей" части цепной завесы:1-суммарный тепловой поток;й-тенловой поток между цепями и материалом; З-тепловой поток мевду газом и материалом.

приводит к увеличения теплопередачи от газового потока к. материалу. Расчеты на математической модели процесса теплопередачи в печи в зонах подготовки и декарбонизации показали, что " при увеличении числа Пекле, достигнутом при исследованиях на промышленных печах размером !/>хШ5 метров, ипгенсифшсацни теплопередачи чолию за счет уменьшения' щюдольного перемешивания составит порядка 1 С. другой стороны интенсификации теплообмена обусловливается тем,

что в этих зонах значительная часть тепла передается излучеппем, имеющем сильную нелинейность по отношении к значениям температур.

Результаты промышленных испытаний показали, что при циклическом питании песн шамем происходит периодическое изменение разрешения в пыльной камере, вызываемое перемерзшем зопы критической вязкости я изменением вследствпи этого сопротивления цегтдой зазесы. Колебшпш сопротивления цепной завесы приводят к периодическому пеменешта количества просасываемого воздуха через печь, вызывал колебания температура газового потока Српс.5).

Результаты расчета процесса теплообмена в зонах подготовки н декарбонизации показали увеличение при этих условиях количества и»рея;ша'ч-:ого тепла на 1-1,5%.

Таким образом, расчет процессов теплообмена во вращающейся печи показал, что при циническом питании происходит

<Hi . ■"•ir 4 ík i А 'Ц А * д г $

Рис.5.Колебании температуры в зопе декарбонизации и разрежения в пыльпОй камере при циклическом питании печи мламом.

интенсификация теплообмена в зонах подготовки материала и декарбонизации, что позволяет улучшить подготовку материала до зоны спекания и, соответственно, увеличить производительность печи, что в свою очередь приводит к дополнительному снижению удельных энергетических затрат па обжиг клинкера.

И четвертой главе рассмотрепы особенности процесса обжига клинкера по сухому способу производства цемента и возможность его

интенсификации осуществлением циклических рештмов. Показано, что наиболее энергонапрякешшм п определяющим работу обжиговых у станок в целом является процесс декарбонизации иэс' „ :ка (сырьевой смеси).

Одгш из параметров, оказывающих значительное • влияние I > скорость химической реакции разложения СаСОз, является температура.

Экспериментальные исследования свидетельствует о том, что зависимость реакции декарбонизации от температурных условий носит вид выпуклой вниз функции и следовательно, согласно теории циклических нроцеьеов, при осуцествленшш этого процесса в циклическом режиме возможна его интенсификация.

' Из рисунка 6 видно, что, если проводить реакцию декарбонизации при разных температурах Т^и Т2 в течении равшлх промежутков времени,то средпяя скорость реакции УСр=(У,)/?_ имеет большее значение, чем скорость реакции Vо этой реакции,прово-дга/.ой при постоянной температуре, равной средней температуре

тср=(Т1+'12)/2- Такиы образом,периодически

пзмепяя температурные условия, можно в среднем повысить скорость процесса. Однако теплотехнический расчет реактора-декарбонизато -ра показал, что осуществление процесса при периодическом изменении температурных условий во всем аппарате изменением расхода топлива приводит, при повышении в среднем ско[>ости разложения известняка,к значитель ним потерям тепла с отходящими газами, которые во время поддержания более высокой температуры нмо»/'1 также гшсокую температуру и, от'дос.чгелыю, ннпжг,,.

1>ио.б.Зависимость скорости реакции декар оонизации от температуры (акснгрпмевгаль 1ше данные). 1- известняк; ?.- мрамор.

тнпоепдержанпо. В среднем при таком способе происходит >величгтии удельных энергозатрат па обяиг известняка. Слецователыю процесс должен осуществляться при понижением но срагигн»ио со стационарным среднем элачетт температуры или ипчппвипе температурных условий процесса должно осуществляться методическими колебаниями локальпых температур п слое материала, при неизменяем расходе топлива 1: температурных условиях в аппарате в целом.

Предложен способ интенсификации процесса в реакторе-пчр.-»|К5опи:)аторо • ипмельчителе , з котором осуществлено одновремел-т,-. протекание процессов декарбонизации сырлппих частиц и пх и^мг-пьчоние.

Изменение температуры в аппарате пр^дусмотретго осуществлять ттполичпиюы перераспределением расхода топлива в слое, при соб--п^мгщнт постоянного расхода топлива в топке ( на организация >••' ■щапщявания) (рис.0). Таким образом, при неизменных техяоло-|мк'пии условиях во всем аппарате, в слое материала задаются.

Gi

т/а т т

Птс.Т.Способ задания циклического н^ц'х.са дока[У5'>-низащти периодическим изменением расхода топлива в различных поясах фпрпунок.

:ü кпльные колебания температуры.

Пятая гласа содержит практические лантое по использованию результатов настоящей работы.

При иаштогтях па прэщэтщсАоп печи pawT'*' 1.5*170 нотрчи

т

Белгородского цементного завода, циклический режим задавался периодическим отключением подачи сырьевого шлама в" печь. Испытания проводились как в режиме с непрерывным питанием печи шламом, так и в режиме с циклической подачей йлама.

Параметры циклического питания определялись .на основе определения расположения зоны критической вязкости шлама, анализа режимных параметров работц печи и моделирования характера двйжеШш материального потока в зоне цепной завесы при различных, параметрах циклической подачи илама. В результате были выбраны следующие .значения: период цикла Т=12 мял., время задержки питания печи иламом г =2 мне. Коэффициент пульсации составил Кц-1.2. :

■ По данным периодического отбора проб материала из лачка, расположенного после цепной завесы,- получено, что в циклическом решаю заметно улучшилось протекание процесса грапулообразовашя

Рнс.8.Реактор-декарбонизатор-измельчитель с •вводом топлива в слой материала.

в цепной завесе. В целом за испытания получено, что при переводе дашюй вращащейся печи в циклический режим с определенными параметрами достигается уменьшение уменьшение удельных затрат

топлива на обтаг на 32, увеличение производительности печи на 1,5%. При этом происходит значительное стпгегпга (на 12%) безвозвратного пылеуноса из печи. Результаты работы были использованы при внедрении циклического рсггма и па' других врлгцащихся печах.

На основании выводов, полученных в результате анализа условий протекания процессов обяяга клипкера при сухом способе производства, предложен способ и параметры реализации циклического температурного рен;ма в слое материала п реакторе-декарбопизаторе-измельчитела сырьевой муки.

Определено, что Сорсуигл по вводу топлива' в слой материала следует расположить ярусаг?:1 па расстоянии ЮО-КЮ мм. мегду собой (всего пять ярусов), все форсунки долгота находиться в нижнем коп*се аппарата (рис.В). Цтаетнческпй температурный ре-нм следует задавать периодическим отклпчснием подачи топлива па время соизмеримое со временем прогрева частиц в аппарате (10-20 сек.). При использовании всех пяти ярусов форсунок период цикла составит 100 секунд. При реализации этого способч па вновь разрабатываемом аппарате ожидается повитание степени декарбонизации на 3-5%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ. ' |

1. Развиты исследования по циклическому способу организации процессов обкига клинкера по мокрому и сухому способам производства цемепта.

2.Разработана комбинированная модель гидродинамической структуры материального потока во вращающейся печи , работающей в непрерывном и циклическом режимах. Модель состоит га трех диффузионных зон, одпого 'рещфкулирусцего потока и соответствует технологическим зонам печи: сушки, подготовки и, декарбонизации, спекания и охлаздегаш.

3.Выведепы формулы и^ разработана методика определения параметров математической модели. Расчет параметров модели для циклического режтма позволил выявить технологические зоны вращающейся печи мокрого способа, в которых сказывается влияпие циклического гпггзния печи шламом - зоны подготовки материала и декарбонизации:

4.Разработана методика расчета и исследовано влияние циклической подачи шлама в печь на слой материала в цепной зоне печи.

5.Выполнены сравнительные расчеты процессов теплообмена в 'технологических -зонах вращающейся печи в стационарном н

циклическом решшах работы. Показано, что в зонах подготовки и декарбонизации вращающейся печи при переводе в циклический реам пк-ганин шламом происходит интенсификация теплообмена между •■'азовым потоком и слоем материала.

6.Выявлены основные составляющие интенсификации тенлоиомшш п П'ечи - уменьшение продольного перемешивании в материальном

1 потоке и периодическое изменении температуры газового потока, что

в высокотемпературных зонах приводит к увеличению количества тепла, передаваемого материалу излучением.

'(.Предложена методика расчета параметров циклического нитиния печи шламом. Разработано программно- алгоритмическое обеспечении расчета параметров процесса обжига клинкера п циклическом режиме на языке Си для 1ВМ-совместимых компьютеров.

В.Показана эффективность проведения процесса декарбонизации чзвестняка и нестационарном режиме. Предложен способ осуществления процесса разложения СаСОз в запечном декарбонизагоре при периодическом изменении температурных условий.

9.Разработан метод повышения эффективности процесса декарбонизации известняка в реакторе-декарбошюаторе измельчи тело фонтанирующего слоя для вновь проектируемых мипизаводов с помощью периодического изменения температуры газовой среды в апйарате. Предложены способ осуществления циклического режима в этом аппарате.

10.Результаты работы внедрены на Белгородском цементном заводе, реализованы в виде программно-алгоритмического обеспечения и технического задания ча разработку реактора декяр бонизатора-измельчителя, произвол,!гельностью Г) тонн/час..

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЩИХ РАБОТАХ :

1.0ачурин В.В.,Федосеев Д.Ф..Батраков В.И..Иванов А.В.Обжиг глчнкера при работе вращающихся печей в циклическом режиме. /Т»- ч <-н Докладов IX научных чтяний. Пел город. П'ШМ, (ОПТ,с.34.

с.Вердют. М.^.,Бачурин Р.В. .Федосеев Л.Ф..Батраков В.И. $,1!гс!1';»ф».кя:ш1| процесса обжига клинкера.//Тезисы .чонч.м •!'»,1л1«г{Я>1>'К!.Й плучмо-технической кон^Ч'тшп. Г'т.чш-«. Г>!Г' .'• '» v. к , , Г'!чу1Л'Н М. В. . '¡'";]о;;м'н Я, Л' Инг«"!' и^мг « »)•

обжига клинкера но вращающейся печи с циклической организацией про-цссса.//Труды НИ1 ¡Цемента. Вып. 95, М., 1988, с. 235—236.

4. Вердиян М. Л., Бачурип В. В., Федосеев Д. Ф. Характер движения материала во вращающейся печи при нестационарном способе обжига.// Труды НИИЦемента. Вып. 96, М., 1988, с. 93—94.

5. Федосеев Д. Ф., Комиссаров 10. А., Вердиян М. А., Бачурин В. В., Ро.хлова О. А. Математическая модель структуры материального потока во вращающихся печах мокрого способа производства цемента.//Труды НИИ-цемепта. Вып. 96, М., 1988, с. 114—117.

6. Кафаров В. В., Вердиян М. А., Кравченко И. В., Воронков 11. И., Альбац Г). С., КовалеваП.Е., Долбилова И. В., Хлусов В. В., Головин Е. Н., Акопов В. Г., Бачурина О. В., Бачурин В. В., Федосеев Д. Ф. Импульсная технология производства цемента.//Цемент, „Уз 8, 1988, с. 8—15.

7. Вердиян М. А., Бачурин В. В., Федосеев Д. Ф. Нестационарная организация процессов обжига клинкера.//'В сб.: «Развитие технологии и повышение качества строительных материалов в разработках молодых ученых и специалистов». Киев, 1988, с. 73—74.

8. Вердиян М. А., Бры.жик А. В., Тынников И. М., Бачурин В. В., Скворцов Ю. А., Нетеснн А. Д., Текучсва Е. В., Федосеев Д. Ф. Способ обжига цементного клинкера.//Авторское свидетельство № 1495323, Бюллетень изобретении № 27, 1989.

9. Вердиян М. А., Головин Е. Н., Бачурин В. В., Федосеев Д. Ф., Литвин А. Я-, Пономарев Л. И., Пархоменко П. П. Способ регулирования процесса обжига клинкера.//Авторское свидетельство № 1587024, Бюллетень изобретений № 31, 1990.

10. Вердиян А\. А., Федосеев Д. Ф., Бачурин В. В., Бессмертных А. В., Комиссаров Ю. А., Головин Е. Н. Способ обжига цементного клинкера.// Авторское свидетельство № 1553523, Бюллетень изобретении № 12, 1990.

11. Вердиян М. А., Федосеев Д. Ф., Комиссаров Ю. А., Бачурин В. В., Рохлов О. А. Математическая модель структуры потоков во вращающейся печи, работающей в циклическом режиме.//'Цемент, № 9, 1990, с. 9—11.

12. Комиссаров Ю. А., Федосеев Д. Ф., Бачурин В. В., Рохлова О. А. Математическая модель движения материала во вращающейся печи в стационарном и циклическом режимах обжига.//'В сб.: «8 Всесоюзное совещание по химии и технологии цемента». Раздел V, Москва, 1991, с. 349—352.

Закал 573

Объем 1,0 п. л.

Тираж 100

Типография МХТИ им. Д. И. Менделеепа