автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Повышение эффективности вентиляции корпусов электролизного производства алюминия путем совершенствования системы газоотсоса

Шахрай Сергей Георгиевич

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ КОРПУСОВ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ГАЗООТСОСА

Специальность 05.23.03. - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003457415

Иркутск - 2008

003457415

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Баранов Анатолий Никитич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Калашников Михаил Петрович;

кандидат технических наук, доцент Баймачев Евгений Эдуардович

Ведущая организация: ОАО «СибВАМИ», г. Иркутск

Защита состоится «26» декабря 2008 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.073.06 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 25 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Малевская М.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При производстве алюминия из электролизера выделяется большое количество вредных выбросов. Для обеспечения условий, соответствующих санитарным нормам, в электролизных корпусах организована система приточно - вытяжной вентиляции. Приточная вентиляция двухэтажных корпусов осуществляется за счет аэрации через решетчатый пол, расположенный на высоте ~ 4,0 метра от поверхности земли. Восходящие воздушные потоки удаляют из рабочей зоны газ и пыль, выделяющиеся при выполнении технологических операций, связанных с разрушением корки.

Однако, при этом увеличиваются выбросы загрязняющих веществ через аэрационный фонарь, что значительно ухудшает экологическую обстановку в районах расположения алюминиевых заводов.

Отсюда, актуальными становятся исследования, направленные на совершенствование системы газоотсоса из электролизера, улучшающие состояние атмосферы в корпусах электролиза и уменьшающие фонарные выбросы.

Наиболее проблемными узлами системы являются: газосборный колокол электролизера (ГСК), подколоколыюе пространство которого подвержено зарастанию отложениями; горелочные устройства, не обеспечивающие полноту дожита горючих компонентов анодного газа и через воздухозаборные щели которых происходит выбивание газов и пламени в случае их неустойчивой работы; газоходные сети, в которых невозможно обеспечить скорость транспортировки газа на уровне, достаточном для полного увлечения пылевых частиц потоком. По отчетным данным алюминиевых заводов, средняя эффективность ГСК составляет 88 - 90 %, КПИ горелок 90 %, эффективность дожита СО, бенз(а)пирена и других ПАУ 80 - 85 %.

Подколольное пространство электролизера представляет собой газоходный канал, образованный внутренней стороной стенки ГСК, боковой поверхностью анода и поверхностью расплава. Его зарастание отложениями происходит вследствие низкой пропускной способности, недостаточной для ..увеличившегося с ростом' производительности электролизеров объема образующихся анодных газов.

Низкая эффективность работы горелок является следствием избыточно подсасываемого в них воздуха и низкой интенсивности смешивания компонентов в зоне горения.

Проблемность газоходиых сетей заключается в их аэродинамическом несовершенстве, следствием чего является неравномерность объемов газоотсоса от электролизеров и неравномерность скорости движения потока.

Однако, анализ работы системы газоотсоса показывает, что существуют способы и возможности повышения эффективности ее работы и следовательно, сокращения выбросов.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности

вентиляции в корпусах электролизного производства путем разработки комплекса технических мероприятий, направленных на решение проблем, связанных с увеличением пропускной способности подколокольного пространства; повышением эффективности работы горелочных устройств электролизера за счет оптимизации объема подсасываемого в них атмосферного воздуха и устранения аэродинамического несовершенства газоходных сетей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- повышение пропускной способности подколокольного пространства и исключение образования в нем отложений;

- увеличение эффективности работы горелочных устройств и автоматизация очистки их полостей от отложений;

- обеспечение равных объемов газов, эвакуируемых от каждого электролизера корпуса электролиза;

- сокращение расхода сжатого воздуха и времени выполнения операции очистки газоходов от отложений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались современные физико-химические методы анализов; математическое моделирование газоходной сети, процесса горения в горелочных устройствах, аэродинамических процессов в подколокольном пространстве, уноса пылевых частиц закрученным потоком.

В качестве объекта исследования были выбраны корпуса электролиза Красноярского алюминиевого завода.

Достоверность экспериментальных данных обеспечивается результатами химических анализов, выполненных в соответствии с требованиями лицензированных методик; статистической обработкой полученных данных с использованием вычислительной техники, а также положительными результатами промышленных испытаний.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе выполненных исследований, расчетов и математического моделирования впервые:

- составлена расчетная модель определения скорости уноса пылевых частиц закрученным потоком;

- установлено, что оптимальное значение интенсивности закрутки обеспечивается вводом потока в газоход под углом 36 - 48°;

- разработана сетевая модель «идеальной» газоходной сети корпуса электролиза с использованием программного пакета и Net;

- методом математического моделирования определены оптимальные параметры горелочного устройства, что позволило сократить объем газоотсоса от электролизера более, чем в 2 раза с обеспечением 100% дожига горючих компонентов анодного газа.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований

разработана и испытана система автоматической очистки горелок от отложений, исключающая их обслуживание вручную. Эксплуатация системы более чем в 7 раз сокращает частоту затухания горелок. При этом повышается полнота дожига горючих компонентов, в частности углеродистой составляющей пыли. В результате возврат в электролизер углерода с фторированным глиноземом сокращается на 60 - 65 %; количество удаляемой из электролизера пены - на 20 - 25%. Эффективность разработанной системы подтверждена положительными результатами опытно-промышленных испытаний.

Выполненные расчеты показывают, что эксплуатация модернизированной газоходной сети обеспечивает сокращение объема газоотсоса от электролизера более, чем в 2 раза при одновременном 100% дожиге СО, бенз(а)пирена и других ПАУ; снижении материалоемкости сети на 25 - 30 %; сокращение энергозатрат на эвакуацию газов на 20 - 25 %.

Разработан метод определения условий уноса пылевых частиц закрученным воздушным потоком применительно к газоходным сетям алюминиевых заводов. Закрутка потока обеспечивает сокращение расхода сжатого воздуха на продувку подкорпусных газоходов и времени выполнения операции на 25 - 30%.

Разработана конструкция газосборного колокола, исключающая образование отложений в подколокольном пространстве. Исключение отложений более, чем в 20 раз сокращает частоту выполнения технологических операций, связанных с разрушением корки. Кроме этого, увеличенные наружные габариты газосборного колокола на 12 - 19 % сокращают площадь поверхности расплава, находящуюся вне укрытия, что сокращает поступление анодных газов, фильтрующихся через поверхность корки, в атмосферу корпуса. Эффективность разработанной конструкции подтверждена положительными результатами опытно-промышленных испытаний.

Внедрение результатов работы на алюминиевых заводах, сопоставимых по мощности с Красноярским, обеспечит сокращение валовых выбросов загрязняющих веществ на 42 тыс. тонн/шд; себестоимость производимого алюминия снизится почти на 170 руб/тонну. Ожидаемый экономический эффект составит более 147 млн. руб.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение: на конференции «Молодые ученые» (Кемерово, 2005); Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие и природозащитные технологии в производстве глинозема, алюминия, магния и сопутствующей продукции», посвященной 75 -летию ВАМИ (Санкт-Петербург, октябрь 2006); Международных конференциях «Алюминий Сибири» Красноярск 2006, 2007, 2008, 4-й Международной научно-технической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (Красноярск, 2006); V Международном конгрессе по управлению отходами и природоохранным технологиям «ВэйстТЭК - 2007» (Москва - 2007); IV заседании Международного клуба Содерберг (Красноярск -2008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 работ.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы и 1 приложения.

Общий объем работы 133 страницы, в том числе: 121 страница - основной текст, содержащий 30 таблиц на 36 страницах, 57 рисунков на 39 страницах; список литературы из 124 наименований на 10 страницах, 1 приложение на 2 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы повышения эффективности системы вентиляции в корпусах электролизного производства путем совершенствования системы газоотсоса, сформулирована цель исследований, дана краткая характеристика работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе представлен обзор конструкций вторичных укрытий электролизеров, газосборных колоколов, горелочных устройств, способов очистки газоходов от отложений и герметизации электроизоляционных разрывов. Выполнен анализ их достоинств и недостатков.

Проведенный анализ показал, что применение вторичных укрытий не способно обеспечить эффективность сбора образующихся газов, в силу того, что они препятствуют отводу тепла с поверхности корки. В результате учащаются обвалы корки и эффективность улавливания фторидов падает до 43 % против 92 % при герметичном газосборнике. Отсюда, выбросы анодных газов в рабочую зону и, далее, в фонарь, в эти периоды увеличиваются более, чем в 2 раза.

Анализ конструкции ГСК показал, что его пропускная способность недостаточна для увеличившегося, с ростом единичной мощности электролизеров, объема образующихся анодных газов.

Анализ работы горелочных устройств показал, что фактический объем подсасываемого в них атмосферного воздуха превышает необходимый в 2 - 4 раза. Избыточный воздух охлаждает горелку и увеличивает объемы газоотсоса от электролизера. Для их эвакуации и очистки требуются более высокие энергозатраты, громоздкие газоходные сети и мощные ГОУ.

Анализ конструктивных особенностей газоходных сетей показал, что они аэродинамически несовершенны вследствие: разности, от 45° до 90°, углов ввода спусков в подкорпусной газоход; наличи участков внезапного расширения потока; неравномерной, от 2,5 до 13,8 м/с скорости газового потока, недостаточной для полного увлечения пылевых частиц потоком; наличия несанкционированных подсосов атмосферного воздуха через электроизоляционные вставки; наличия застойных зон, в которых происходит интенсивное образование отложений.

Применяемый способ очистки газоходов от отложений продувкой трудо-

и энергозатратен. В масштабах только одного завода - Красноярского алюминиевого - на эти цели расходуется порядка 300 млн. м3 сжатого воздуха в год, стоимостью более 22 млн. рублей. В период продувки происходит погасание горелок и анодные газы эвакуируются без дожита. Влага, поступающая в газоход со сжатым воздухом при продувке, смачивает пыль. В результате на стенках газоходов образуется плотный слой отложений, являющихся теплоизолятором, препятствующим охлаждению газов при движении в ГОУ. Сернистая и плавиковая кислоты, образующиеся при взаимодействии фтористого водорода и сернистого ангидрида с влагой, преждевременно выводят газоходы из строя вследствие коррозионного износа. Через образующиеся свищи происходят несанкционированные подсосы воздуха, нарушающие режим газоотсоса и увеличивающие нагрузку на ГОУ.

Перечисленные факторы увеличивают выбросы загрязняющих веществ в рабочую зону корпуса электролиза, ухудшая условия труда и экологическую ситуацию в районах расположения алюминиевых заводов.

По результатам первой главы сформулированы основные направления исследований.

Во второй главе приведены результаты расчета скоростей и потерь давления на преодоление трения в подколокольном пространстве, представлены предлагаемые автором новые конструкции газосборного колокола с увеличенным объемом подколокольного пространства,

обосновывается возможность

увеличения его габаритов (рис.1 а, б). Отличие секции ГСК, представленной на рис. 1 а от эксплуатируемой в настоящее время заключается в том, что секция имеет параболическую конфигурацию. Секция, представленная на рис. 1 б, представляет собой модернизированный вариант ГСК, оборудованного камерой сгорания анодных газов. При этом нижние кромки секций ГСК, по обоим вариантам, находятся на расстоянии от анодного кожуха большем на 70 - 100 мм, чем существующая секция. Увеличение объема подколокольного пространства обеспечивает сокращение образования в нем отложений. Увеличение расстояния между нижней кромкой секции ГСК и анодным кожухом обеспечивает

сокращение площади открытой поверхности корки на 13 -19 %.

Рис. 1 Конфигурация и габариты секций ГСК с увеличенным объемом подколокольного пространства а) параболическая секция; б) секция ГСК с дополнительной камерой

1600 1595

1590 !

1585

1

1580

1330 О

•Х1П ТПП ЛГ,1\

диаметр горелки, мм

I 200 300 400 500 диаметр горелки, мм

а)

Рис. 2 Зависимость температуры от диаметра а) на выходе из горелки, б) факела

б)

10 20 30 40 ширина щелей, мм

30 — 40 — 50 ширина щелей, мм

б)

а)

Рис. 3 Зависимость температуры от ширины щелей а) на выходе из горелки, б)

факела

о и

100 200 300 ' 400 диаметр горелки, мм

10 ' 20 30 40 ширина щелей, мм

а)

б)

Рис.4 Зависимость выбросов СО из горелки, г/сек, от а) диаметра, б) ширины

щелей

Приводятся результаты расчетов и математического моделирования теоретически необходимого времени пребывания анодных газов в зоне высоких температур (зоне горения); объема горелочного устройства, необходимого для эффективного дожига горючих компонентов анодного газа; оптимального

коэффициента избытка атмосферного воздуха и, подсасываемого в горелки; оптимального диаметра горелки и ширины ее воздухозаборных [целей. Установлено, что полный дожит горючих компонентов анодного гам достигается при соблюдении следующих пара-метров: диаметр горелки 400 -420 мм: пшрина воздухо-заборных щелей 8 мм; коэффициент избытка воздуха а= 1,15 (.рис. 2-4).

Описание процесса разработки системы импульсной очистки горелочных устройств и результаты ее испытаний (рис. 5; 6).

Источниками импульсов и период испытаний служили «пор ни и» сжатого воздуха, сбрасываемого в настоящее время в атмосферу корпуса из системы АПГ после се срабатывания. Объем разовой «порции» сжатого воздуха 0,4 -0,6 м"\ частота срабатывания системы 10 - 12 раз в час. В период испытаний отложения в горелках не образовывались, их очистка вручную не производилась.

Данные, представленные на диаграммах (рис. 5) показывают, что частота погасания горелки с автоматической очисткой от отложений сократилась более, чем в 7 раз.

Данные, представленные на рис. 6 показывают, что содержание углерода в пыли после горелки, оборудованной системой автоматической очистки в 3 раза ниже, чем после «рядовой». Данный факт свидетельствует о более полном дожиге углерода.

ОС

3 Прение

Я) б)

Рис. б Содержание углерода (С) в пыли после горелки а) «рядовой»; б) после испытуемой с автоматической очисткой от отложений

Рис. 5 Частота затухания горелок а) «рядовой» электролизер, б) испытуемый электролизер

г»

Представлен алгоритм разработки расчетной модели уноса пылевых частиц закрученным потоком сжатого воздуха.

Закрученный газовый поток, в отличие от осевого течения обладает более высокой способностью перемещать твердые (пылевые) частицы за счет тангенциальной (окружной) составляющей скорости. Если при осевом течении сила сопротивления частицы при обтекании ее газовым потоком определяется из соотношения:

с Ро* "г /1Л

^ = — О)

то при наличии тангенциальной (окружной) составляющей скорости эта же величина определяется из соотношения:

(2)

" " 2

где: - коэффициент аэродинамического сопротивления частицы; ® ~ площадь среднего сечения частицы; д - плотность газа; и - скорость газового потока; игт - тангенциальная составляющая скорости газового потока в пристенной зоне; V, - тангенциальная скорость частицы.

Тангенциальная составляющая скорости определяется из соотношения:

(3)

где: и1т - окружная скорость газового потока в пристенной зоне; ихт -осевая скорость газового потока в пристенной зоне; а - угол закрутки потока.

Параметр tga представляет собой предельный (поверхностный) тангенс угла закрутки потока и является отношением поверхностных касательных напряжений трения в тангенциальном и осевом направлениях. Интегральный параметр Ф* характеризует отношение момента количества движения М к осевому количеству движения К в произвольном сечении в масштабе линейного канала Ь:

ф* =

К

где: м = гя\ришг2с1г- К^2ж\рсо2гс1г

а о

Между локальным и интегральным параметрами закрутки существует зависимость:

г£«=1,18Ф*°-7<; (5)

Учитывая наличие связей между (5) и (3) окружную скорость газового потока в пристенной зоне можно определить как:

11тет = 11хст Х 8Ф*°'76 (6)

Значение осевой составляющей скорости закрученного воздушного потока в пристенной зоне газохода может быть получено из зависимости:

«« ="^(0,92 + 0,550') (7)

Ф*=Л- (4)

Подставляя (7) в (6) получим среднюю осевую скорость газового потока, достаточную для устойчивого транспортирования пылевых (твердых) частиц:

„ =_^_ (8)

(0,92 + 0,5 5Ф*):-. 1,18Ф*0-76

Расчетным путем установлено, что оптимальной является слабая закрутка потока интенсивностью ф* =0,5 - 0,8, что соответствует углу потока сжатого воздуха в газоход (угол ввода тангенциального патрубка в газоход) 36° - 48°.

Расчеты и сравнительный анализ аэродинамических сопротивлений тройников различной конфигурации, соединяющих спуски от горелок с подкорпусным газоходом. Определено, что в стесненных условиях расположения подкорпусных газоходов наиболее приемлемыми являются тройники с углом ввода бокового ответвления 30° и соотношением площадей бокового, прямого и сборного участков Ре + Рп = 1'с- Их применение сокращает аэродинамическое сопротивление узла в 2 - 3 раза.

В третьей главе представлены результаты расчетов газоходных сетей, включающих различные технические решения:

- углы ввода спусков в подкорпусной газоход равномерны и составляют

30°;

- пылеосадительные камеры горелок демонтированы;

- несанкционированные подсосы атмосферного воздуха по длине газоходного тракта исключены;

- равномерность объемов газоотсоса от электролизеров обеспечивается регулирующими устройствами;

- отложения в газоходах не образовываются, за счет увеличения скорости потока.

I» 161 иг" по

¡11" из" I«" ¡и иг ¡66 ш ш ¡я ¡ог ¡¡6 ¡¡7 ¡ее по ш

it.ll , • • 1 ■ ■ ■ .'44 . . . ¡/¡г

17 55 ¡9 » 61 я « « а к

111 112 ,21Г 113 -, <11 117 Ж ._, из £ги 171 о

ж.

Ш-

т *гп

_ли_бДЦ-нг^И_¡,1» п114 >2И_ЛЦ^и-ОМ.

З.'Р 1Ю

ги

га за зп

142 ш

1-255«.

щ ш за

и

,131

а4 >131

4!

«7

54 ,13*

г? ,139

53 ,110

И

91

>143

И

,144

141

п, лп

Н5 137 а» ш 1Р ш ¡х на ш ш т но ш т т ¡а ш ¡9! I т ш

М _22( 34

Рис. 8 Сетевая модель газоходной сети (фрагмент)

За основу принята сеть, построенная по аналогии с эксплуатируемыми (рис, 8). Электролизеры на пей представлены как источники выбросов, N»№211 - 215: 187-195, горелочвые устройства (узлы химического реагирования) -№№ 5 - 14; 31 - 40. Узлы газоход ной сети представлены на схеме тройниками (№№ 162 - 170; 188 - 196): диффузорами (№№237-240; 249 - 252) и участками внезапного расширения потока (№№161, 187). Узлы газоход ной сети соединяются газоходами прямоугольного (под колокольное пространство электролизеров) и круглого сечения.

Основным условием обеспечения равномерности объемов газоотсоса от электролизеров является равенство разрежений в горелках (поузловая увязка давлений). Данные, представленные па рис. 9 показывают, что в существующей сети разница разрежений в горелках более, чем 4-х кратная. Су ммарный объем

код горелки на схеме

Рис. 9 Параметры газоотсоса в сети, построенной по аналогии с существующими

подсасываемого в них атмосферного воздуха 7600 нм /ч. что более, чем в 2 раза превышает оптимальный а - ¡,15. Температура горения 1100"С и выше, необходимая для полного дожига бен з( а) пире на и других ПАУ, наблюдается в незначительной части горелок. Ввод спусков в лодкорпуспой газоход под углом 30° (рис. 10) сокращает разнит1 разрежений до 2.7-кратно го значения, преимущественно за счет его увеличения на 10-20 11а в горелках, наиболее удаленных от поперечного шдкорлуеного газохода. Суммарный объем подсасываемого в них атмосферного воздуха увеличивается примерно на 10% и составляет 8400 нм {ч, что является следствием сокращения аэродинамического сопротивления сети на 15 - 20%. Температуры в горелках падают на 50 - 200 С и не превышают 960Г'С, что недостаточно дня полного дожига бенз(а)пирена и других ПАУ.

Исключение из сети пылеосадительных камер (рис. 11) дает следующие результаты. Разница разрежений в горелках возрастает до 5 - кратной. Значительный рост разрежения наблюдается в горелках, наименее удаленных

от дымососа. Разрежение в горелках, наиболее удаленных от дымососа, увеличивается незначительно. Суммарный объем подсасываемого в них атмосферного воздуха увеличивается на 11% и превышает 8 500 нм3/ч; температуры горения 550 — И30°С. При таких температурах эффективность дожита бенз(а)пирена и других ПАУ сравнима с эффективностью в существующей сети. Стоит отметить, что с введением а эксплуатацию «сухих» ГОУ необходимость эксплуатации пылеосадительных камер отпадает, т.к. практически вся пыль, улавливаемая рукавными фильтрами, возвращается в электролиз с фторированным глиноземом. Эксплуатируемые пылеоеадитель-иые камеры нуждаются в периодическом обслуживании - чистке и ремонте, что приводит к увеличению операционных затрат. При этом каждая камера создает аэродинамическое сопротивление 20 Па при средней эффективности улавливания пыли 10 %.

код горелки на схеме

Рис. 10 Параметры газоотсоса при условии ввода спусков в подкорпусной газоход под углом 30° Исключение несанкционированных подсосов воздуха по длине га зохо дно го тракта (рис. 12) дает следующие результаты. Разность разрежений в горелках 2.5 - кратная. В горелках, наиболее удаленных от поперечного подкорпусиого газохода, рост разрежения и 1,5 раза; в наименее удаленных - в 1,2 - 1,3 раз. Общий объем подсасываемого в них атмосферного воздуха превышает 9200 нмэ/ч. Температура в горелках от 5 80 С до 880°С. что также недостаточно для полного дожита СО, бе нз (а) пире на и других ПАУ.

Одновременное внедрение всех технических решений, представленных выше (рис. 13), сокращает разницу разрежений в горелках до 2,1-кратного значения. Общий объем подсасываемого в них атмосферного воздуха превышает 11000 нм/ч, что в 1,5 раза больше, чем в существующей сети. Температуры в горелках 510 — 720 С* что значительно ниже температуры, необходимой для полного дожита СО, бенз(а)пирена и других ПАУ.

код горелки на схеме

Рис. 11 Параметры газоотсоса при исключении пылеосадительных камер

<Ь 4 Д $ ф ф 0 ф <$

код горелки на схеме

Рис. 12 Параметры газоотсоса при исключении подсосов воздуха по длине

газоходко го тракта Представленные выше технические решения не обеспечивают равномерности объемов газоотсоса и полноты дожита горючих компонентов. Напротив, их внедрение создаст дополнительные проблемы вследствие увеличения объема газоотсоса и следовательно, нагрузки на ГОУ. Увеличение выноса в газоходный тракт пыли и смолистых веществ, оседающих в газоходах, создает проблемы в эксплуатации сетей. Отсюда вывод: ни одно из технических решений, рассмотренных выше, не может быть признано эффективным.

Обеспечить равномерность объемов газоотсоса от электролизеров

возможно регулирующими устройствами - шиберами иди поворотными заслонками. Коэффициент сопротивления каждого регулирующих устройства индивидуален и рассчитывается с учетом протяженности газохода до источника разрежения. Данные, представленные на рис. 14 показывают, что применение регулирующих устройств сокращает разность разрежений в горелках до 10 - 12 %, что соответствует рекомендациям по «noy зло вой» увязке разрежений (давлений) в сетях аспирационных систем.

код горелки на схеме

Рис. 13 Параметры газоотсоса при одновременном внедрении технических решений, представленных на рис. 10-12 Однако, общий объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, 9300 нм3/ч, что на 25% выше, чем в существующей сети, Температуры в горелках 660 - 700 С, эффективность дожита бенз(а)пирена и ПАУ 50-60 %, СО 60 - 75%, что не обеспечивает достижение норм выбросов, установленных для Российских алюминиевых заводов. Кроме этого, скорость движения газов -10 -12 м/с - недостаточна для полного увлечения частиц потоком, т.е. в газоходах будут образовываться отложения.

Внедрение технических решений, рассмотренных выше, обеспечивает равномерность объемов газоотсоса. Однако, при этом сокращается эффективность работы горелок, увеличиваются нагрузка на существующие ГОУ и вынос в газоходныЙ тракт пыли и смолистых веществ.

Сократить (предотвратить) образование в газоходах отложений возможно за счет увеличения скорости движения газов до 15 м/с. Техническим решением, обеспечивающим достижение цели, является сокращение габаритов газоходной сети, в частности, диаметров спусков со 159 мм до 100 мм, с соответствующим уменьшением диаметров подкорпусных газоходов. Выравнивание объемов газоотсоса и разрежений в «скоростной» газоходной сети также обеспечивается регулирующими устройства-ми (шиберами, поворотными заслонками). Данные, представленные на рис. 15 показывают, что разность разрежений в горелках «скоростной» сети с регулирующими устройствами не превышает 10-15%. Суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, немногим более 3 700 нм'7ч, что более чем в 2 раза ниже, чем в существующей

газоходной сети. Температура в горелках, 1 ]()()-] 400 °С, достаточна для полного дожита СО, бенз(а)пирена и других ПАУ. 900 -г

—-~ -----— ""

•п.;: - ЩШШЁШШ 11

О разрежение, Па

ЁЗ температура, ОС

□ объем газоотсоса от горелки, нмЗ/час

а я щ ^

код Горелки на схеме

Рис. 14 Параметры газоотсоса при использовании регулирующих устройств в

существующей сети

1400 1200 1000 800 600 400

,ъ 1'. .--------—- •!

200 0

ш

Шр

Щ

□ разрежение. Па

Ш температура. ОС

\ р объем газоотсоса от горепки. нмЗ/час

ч ф ф

кол горелки на схеме

Рис. 15 Параметры газоотсоса при эксплуатация «скоростной» газоходной сети с регулирующими устройствами Экологический эффект от внедрения результатов работ на заводе, сопоставимом во мощности с Красноярским алюминиевым, заключаются в сокращении валовых выбросов загрязняющих веществ на 42 тыс. тоин/тд; ожидаемый экономический эффект - более 147 млн. рублей в год, что эквивалентно сокращению себестоимости производимого алюминия на 170 руб./тонн у.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований повышена эффективность вентиляции корпусов электролизного производства алюминия, улучшен микроклимат в рабочей зоне и экологическая ситуация в районах расположения алюминиевых заводов.

2. Составлена расчетная модель определения скорости уноса пылевых частиц закрученным потоком. Установлено, что оптимальное значение иитеисишюсти закрутки обеспечивается вводом потока в газоход под углом 36 -48°

3. Разработана система автоматической очистки полостей горелочных устройств от отложений с использованием отработанного сжатого воздуха от устройств автоматической подачи глинозема.

4. Разработана конструкция газосборного колокола, подколокольиое пространство которого не подвержено зарастанию отложениями. Работоспособность разработанной конструкции подтверждена результатами опытно - промышленных испытаний.

4. Составлена сетевая модель «идеальной» газоходной сети корпуса электролизного производства алюминия.

5. Определены оптимальные параметры горелочного устройства и коэффициент избытка атмосферного воздуха. Выполнены опытно -промышленные испытания горелочного устройства с уменьшенной шириной воздухозаборных щелей.

6. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения результатов работы на Красноярском алюминиевом заводе составит более 147 млн. рублей в год.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шахрай С.Г. Влияние состояния газоходов на эффективность эвакуации газов / С.Г. Шахрай, Э.П. Ржечицкий, В.В. Кондратьев // Сб. материалов IV заседания международного клуба «Содерберг» (11-12 сент. 2008 г., Красноярск). - Красноярск, 2008 - С. 38 - 42.

2. Шахрай С.Г. Влияние состояния газоходов на эффективность эвакуации газов / С.Г. Шахрай, Э.П. Ржечицкий, В.В. Кондратьев Н Алюминий Сибири: сб. докладов XIV Междунар. конф. (13 - 15 сент. 2008 г., Красноярск). - Красноярск, 2008 - С. 408 - 411.

3. Патент на изобретение №2309200, Российская Федерация, С25/С1. Способ обезвреживания газов электролитического производства алюминия/ С.Г. Шахрай, Б.П.Куликов, B.C. Буркат; заявитель и патентообладатель ООО «РУС-Инжиниринг». - 8 с.

4. Патент на изобретение №2324012, Российская Федерация, С25/С1. Газосборное устройство алюминиевого электролизера (варианты)/ С.Г. Шахрай, Б.П. Куликов, A.M. Петров., Сугак Е.В., Кучкин А.Г.,

Фризоргер В.К.; заявитель и патентообладатель ООО «РУС-Инжиниринг». - 10 с.

5. Шахрай С.Г. Разработка технологии вывода сульфатов из растворов газоочисток алюминиевых заводов / С.Г. Шахрай., Насыров Г.З., Пингин

B.В. и др. // Алюминий Сибири: сб. докладов XIII Междунар. конф. (14 -17 сент. 2007 г., Красноярск). - Красноярск, 2007. - С. 410 - 413.

6. Шахрай С.Г. Разработка и опытно-промышленные испытания технологии получения низкомодульного криолита из газов и отходов алюминиевого производства / С.Г. Шахрай., Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. и др. //Алюминий Сибири: сб. докладов XIV Междунар. конф. (13 - 15 сент. 2008 г., Красноярск). - Красноярск, 2008 - С. 418 - 420.

7. Шахрай С.Г. Способы повышения эффективности термического обезвреживания анодных газов в горелочных устройствах электролизера/

C.Г. Шахрай., Сугак Е.В., Тихомиров В.В. и др.// Алюминий Сибири: сб. докладов XIII Междунар. конф. (14 - 17 сент. 2007 г., Красноярск). -Красноярск, 2007. - С. 405 - 409.

8. Шахрай С.Г. Моделирование движения частиц в турбулентном газовом потоке / С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак // VI Всерос. конф. молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям: тез. докл. конф. (29-31 окт. 2005 г., Кемерово). - Кемерово, 2005. - С. 55.

9. Шахрай С.Г Моделирование движения аэрозольных частиц в турбулентном газовом потоке / Е.В. Сугак, Е.В. Кузнецов, С.Г. Шахрай // Вест, университетского комплекса ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ. - 2005. - Вып.5(19). - С.253 - 267.

Ю.Шахрай С.Г. Динамика газодисперсного потока в вертикальном канале / Е.В. Сугак, Е.В. Кузнецов, С.Г. Шахрай// Вест. Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. - 2005. - Вып.7. - С. 18 - 23.

11 .Шахрай С.Г. Проблемы очистки газовых выбросов алюминиевых заводов и пути их решения / С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак //Технико-экономический вестник РУСАЛа. - 2006. - № 14. - С.38 - 42.

12.Шахрай С.Г. Образование отложений в газоходах и пути их сокращения / С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак //Современные технологии освоения минеральных ресурсов: материалы IV Междунар. научн.-технич. конф. (15 - 17 мая 2006 г., Красноярск). - Красноярск, 2006. - С. 412 - 418.

1 З.Шахрай С.Г. Методы снижения выбросов при электролитическом производстве алюминия / С.Г. Шахрай // Алюминий Сибири: сб. научн. статей XII Междунар. конф. (11 - 13 сент. 2006 г., Красноярск). -Красноярск, 2006. - С. 267 - 272.

Н.Шахрай С.Г. Расчет полей скоростей газа в закрученных потоках // Сб. научн. трудов / С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак //Вестн. Университетского комплекса ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ. - 2006. - Вьш.7(21). - С.60 - 73.

15.Шахрай С.Г. Проблемы очистки газовых выбросов алюминиевых заводов и пути их решения / С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак //Ресурсосберегающие и

природозащитные технологии в производстве глинозема, алюминия и сопутствующей продукции: материалы Междунар. научн.-практ. конф. (15 - 18 окт. 2006 г., г. Санкт-Петербург). - Санкт-Петербург, 2006. -С.137 -152.

16.Шахрай С.Г. Проблемы дожита анодных газов электролитического производства алюминия/ С.Г. Шахрай, Е.В. Сугак // Пятый международный конгресс по управлению отходами и природоохранным технологиям «ВэйстТЭК - 2007»: сб. докладов. - Москва, 2007. - С. 323.

П.Шахрай С.Г. Эффективность эвакуации газов от электролизеров Содерберга в зависимости от конструктивных особенностей газоходов / С.Г. Шахрай, Э.П. Ржечицкий// VI Всерос. научн.-техн. конф.(30-31 окт. 2008 г., Иркутск). - Иркутск, 2008. - С. 65 - 67.

18.Шахрай С.Г. Расчетная модель очистки газоходов от пылевых отложений закрученным потоком / А.Н. Баранов, С.Г. Шахрай// Вест. ИрГТУ. - 2008. - № 4. - С. 87 - 90.

19.Шахрай С.Г. Повышение эффективности производства алюминия путем обезвреживания анодных газов [Электронный ресурс]/ А.Н. Баранов, С.Г. Шахрай., Э.П. Ржечицкий/ Сб. научн. тр.// Реконструкция металлургических производств. Современные экологические технологии и повышение эффективности предприятий: материалы IV Междунар. конф.(12 - 15 нояб. 2008 г., Москва). - Москва, 2008. - Режим доступа: ЬИр:/Лулууу.то.ги (19 нояб. 2008).

Подписано в печать 21.11.2008. Формат 60 х 84 /16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. пвч. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 57к.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ 14 ВЕНТИЛЯЦИИ, ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АНОДНЫХ ГАЗОВ В КОРПУСАХ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

1.1 Вентиляция в корпусах и вторичные укрытия рабочего 15 пространства электролизера

1.2 Газосборный колокол электролизера

1.3 Горелочные устройства электролизера

1.4 Газоходные сети корпуса электролиза

1.4.1 Отложения в газоходах. Анализ причин образования 38 отложений

1.4.2 Удаление отложений. Анализ эффективности очистки 41 газоходов от пылевых отложений

1.4.3 Электроизоляционные разрывы газохода. Анализ 45 эффективности герметизации узла

1.5 Выводы по главе и формирование задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ 49 ЭФФЕКТИВНОСТИ СБОРА И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АНОДНЫХ ГАЗОВ

2.1 Новая конструкция газосборного колокола

2.2 Расчет оптимальных параметров щелевых горелочных 55 устройств

2.3 Система автоматической очистки полостей горелочных 64 устройств от отложений

2.4 Газоходная сеть корпуса электролиза. Повышение 66 эффективности работы системы газоотсоса

2.4.1 Теоретическое определение условий уноса твердых 68 пылевидных частиц со дна горизонтального воздуховода закрученным газовым потоком

2.4.2 Расчет аэродинамических сопротивлений узлов 73 газоходной сети корпуса электролиза

2.5 Теоретические основы построения сетевых моделей 82 газоходных трактов корпусов электролиза

2.6 Описание программного комплекса аЫе1, 84 предназначенного для расчета сильноразветвленных сетей

2.7 Математическая модель сильноразветвленной газоходной 87 сети

2.7.1 Представление гидравлической сети на основе 87 ориентированного графа

2.7.2 Диффузионная и конвенктивная задачи распределения 88 несущего потока в сети

2.7.3 Тепломассообмен потока с окружающей средой

2.8 Алгоритм расчета газоходной сети

2.9 Определение значений коэффициентов местных 91 сопротивлений узлов сети из экспериментальных данных

2.10 Выводы по главе

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОХОДНЫХ СЕТЕЙ

ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЭЛЕКТРОЛИЗНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ АЛЮМИНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

3.1 Экспериментальное обоснование решения задачи

3.2 Расчет газоходных сетей корпуса электролиза

3.2.1 Расчет газоходной сети, эксплуатируемой в корпусе 93 электролиза

3.2.2 Расчет газоходной сети при условии равномерности углов 97 ввода спусков в подкорпусной газоход

3.2.3 Расчет газоходной сети при условии отсутствия 99 пылеосадительных камер горелочных устройств

3.2.4 Расчет газоходной сети при условии исключения 102 несанкционированных подсосов воздуха по длине газоходного тракта

3.2.5 Расчет газоходной сети, включающей в себя технические 104 решения, рассмотренные в гл. 3.2.2 - 3.2.

3.2.6 Выравнивание объемов газоотсоса в газоходной сети 106 включающей в себя технические решения, рассмотренные в гл. 3.2.2 - 3.2.

3.2.7 Расчет «скоростной» газоходной сети корпуса электролиза

3.2.8 Выравнивание объемов газоотсоса в «скоростной» 112 газоходной сети корпуса электролиза

3.3 Экологоэкономическая эффективность внедрения 116 результатов работы в масштабах Красноярского алюминиевого завода

3.4 Выводы по главе

Актуальность темы. При производстве алюминия электролитическим способом из электролизера в корпус выделяется большое количество вредных выбросов. Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий установлены следующие предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений, мг/м3:- окись углерода -20,0;- фтористый водород - 0,5; соли фтористоводородной кислоты (в пересчете на НИ) - 1,0.

Наряду с вредными газами и пылью в электролизных корпусах выделяется значительное количество тепла. Для производственных помещений, характеризующимися избытками явного тепла, температура на постоянных рабочих местах должна быть не более, чем на 5 градусов выше средней наружной температуры воздуха в 13 часов самого жаркого месяца [1].

Для обеспечения условий труда, соответствующих установленным санитарным нормам, в электролизных корпусах организована система приточно - вытяжной вентиляции. В отечественной алюминиевой промышленности, начиная с 1961 года, проектируются и строятся двухэтажные корпуса с системой колокольного газоотсоса и естественной вентиляцией. Конструкция корпусов обеспечивает создание восходящих вертикальных потоков воздуха, что существенно улучшает условия труда за счет подачи чистого воздуха непосредственно в рабочую зону.

Приточная вентиляция двухэтажных корпусов осуществляется только за счет аэрации. Зимний воздухообмен рассчитывается из условий разбавления вредностей до ПДК. Летом воздухообмен рассчитывается из условий удаления избыточного тепла. Естественный воздухообмен в двухэтажных корпусах является доминирующим и достигает 50-кратной величины в час.

Раздача воздуха в двухэтажных корпусах производится через решетчатый пол, расположенный на высоте ~ 4,0 метра от поверхности земли. Это способствует направленному движению воздуха снизу вверх. Рекомендуемые скорости в сечении напольной решетки 1,0 - 1,5 м/сек. при такой скорости происходит полное затопление рабочей зоны свежим приточным воздухом.

Восходящие воздушные потоки способствуют удалению из рабочей зоны газа и пыли, выделяющихся при обработках электролизеров, перестановках штырей и других технологических операций, связанных с разрушением корки.

Однако, при этом увеличиваются выбросы загрязняющих веществ через аэрационный фонарь, что значительно ухудшает экологические показатели производства алюминия.

Отсюда, актуальными являются исследования, направленные на совершенствование системы газоотсоса из электролизера, улучшающие состояние атмосферы (климат) в корпусах и уменьшающие фонарные выбросы.

Наиболее проблемными узлами системы газоотсоса являются: газосборный колокол электролизера (ГСК), подкол окольное пространство которого подвержено зарастанию отложениями; горел очные устройства, не обеспечивающие полноту дожига горючих компонентов анодного газа и через воздухозаборные щели которых происходит выбивание газов и пламени в случае их неустойчивой работы; газоходные сети, в которых невозможно обеспечить скорость транспортировки газа на уровне, достаточном для полного увлечения пылевых частиц потоком. По отчетным данным алюминиевых заводов, средняя эффективность ГСК составляет 88 - 90 %, КПИ горелок 90 %, эффективность дожига СО, бенз(а)пирена и других ПАУ 80 - 85 %.

Подколольное пространство электролизера представляет собой газоходный канал, образованный внутренней стороной стенки ГСК, боковой поверхностью анода и поверхностью расплава. Его зарастание отложениями происходит вследствие того, что пропускная способность газоходного канала недостаточна для увеличившегося, с ростом единичной мощности электролизеров, объема образующихся анодных газов.

Низкая эффективность дожига горючих компонентов анодного газа в горелочных устройствах обусловлена следующими причинами: избыточно подсасываемый атмосферный воздух, охлаждающий горелку и снижающий температуру в зоне горения; низкая эффективность смешения компонентов в зоне горения, вследствие чего горение носит, преимущественно, диффузионный характер.

Проблемность газоходных сетей заключается в их аэродинамическом несовершенстве: неравномерность углов ввода спусков в сборный подкорпусной газоход; наличие участков внезапного расширения потока; некорректность мест установки диффузоров, не совпадающих с местами слияния потоков; неравномерность скорости движения потока по длине газоходного тракта. В результате в газоходных трактах образуются пылевые отложения, занимающие значительную часть «живого» сечения газохода. Уменьшение площади поперечного сечения газохода увеличивает сопротивление сети и энергозатраты на эвакуацию газов, тем самым сокращая эффективность газоотсоса.

Однако, анализ работы системы в целом и ее отдельных элементов в частности, а также способов их обслуживания показывает, что существуют значительные резервы повышения эффективности газотсоса и следовательно, сокращения выбросов.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности вентиляции в корпусах электролизного производства путем разработки комплекса технических мероприятий, направленных на решение проблем, связанных с увеличением пропускной способности подколокольного пространства; повышением эффективности работы горелочных устройств электролизера за счет оптимизации объема подсасываемого в них атмосферного воздуха и устранения аэродинамического несовершенства газоходных сетей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: повышение пропускной способности подколокольного пространства и сокращение образования в нем отложений;

- увеличение эффективности работы горелочных устройств и автоматизация очистки их полостей от отложений;

- обеспечение равных объемов газов, эвакуируемых от каждого электролизера корпуса электролиза;

- сокращение расхода сжатого воздуха и времени выполнения операции очистки газоходов от отложений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались современные физико-химические методы анализов; математическое моделирование газоходной сети, процесса горения в горелочных устройствах, аэродинамических-процессов в подколокольном* пространстве, уноса пылевых частиц закрученным потоком.

В качестве объекта исследования были выбраны корпуса электролиза Красноярского алюминиевого завода.

Достоверность экспериментальных данных обеспечивается1 результатами химических анализов, выполненных в соответствии с требованиями лицензированных методик; статистической обработкой полученных данных с использованием вычислительной техники, а также положительными результатами промышленных испытаний.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе выполненных исследований, расчетов и математического моделирования впервые:

- составлена расчетная модель определения скорости уноса пылевых частиц закрученным потоком;

- установлено, что оптимальное значение интенсивности закрутки обеспечивается вводом потока в газоход под углом 36 — 48°;

- разработана сетевая модель «идеальной» газоходной сети корпуса электролиза с использованием программного пакета a Net; методом математического моделирования определены оптимальные параметры горелочного устройства, что позволило сократить объем газоотсоса от электролизера более, чем в 2 раза с обеспечением 100% дожига горючих компонентов анодного газа.

Практическая значимость. В результате проведенных исследований разработана и испытана система автоматической очистки горелок от отложений, исключающая их обслуживание вручную. Эксплуатация системы более чем в 7 раз сокращает частоту затухания горелок. При этом повышается полнота дожита горючих компонентов, в частности углеродистой составляющей пыли. В результате возврат в электролизер углерода с фторированным глиноземом сокращается на 60 - 65 %; количество удаляемой из электролизера пены - на 20 - 25%. Эффективность разработанной системы подтверждена положительными результатами опытно-промышленных испытаний.

Выполненные расчеты показывают, что эксплуатация модернизированной газоходной сети обеспечивает сокращение объема газоотсоса от электролизера более, чем в 2 раза при одновременном 100 % дожиге СО, бенз(а)пирена и других ПАУ; снижении материалоемкости сети на 25 — 30 %; сокращение энергозатрат на эвакуацию газов на 20 — 25 %.

Разработан метод определения условий уноса пылевых частиц закрученным воздушным потоком применительно к газоходным сетям алюминиевых заводов. Закрутка потока обеспечивает сокращение расхода сжатого воздуха на продувку,подкорпусных газоходов и времени выполнения операции на 25 — 30%. л

Разработана конструкция газосборного колокола, исключающая образование отложений в подколокольном пространстве. Исключение отложений более, чем в 20 раз сокращает частоту выполнения технологических операций, связанных с разрушением корки. Кроме этого, увеличенные наружные габариты газосборного колокола на 12 -19 % сокращают площадь поверхности расплава, находящуюся вне укрытия, что сокращает поступление анодных газов, фильтрующихся через поверхность корки, в атмосферу корпуса. Эффективность разработанной конструкции подтверждена положительными результатами опытно-промышленных испытаний.

Внедрение результатов работы на алюминиевых заводах, сопоставимых по мощности с Красноярским, обеспечит сокращение валовых выбросов загрязняющих веществ на 42 тыс. тонн / год; себестоимость производимого алюминия снизится почти на 170 руб/тонну. Ожидаемый экономический эффект составит более 147 млн. руб.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение: на конференции «Молодые ученые» (Кемерово, 2005); Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие и природозащитные технологии в производстве глинозема, алюминия, магния и сопутствующей продукции», посвященной 75 -летию ВАМИ (Санкт-Петербург, октябрь 2006); Международных конференциях «Алюминий Сибири» Красноярск

2006, 2007, 2008, 4-й Международной научно-технической конференции «Современные • технологии освоения минеральных ресурсов» (Красноярск, 2006); V Международном конгрессе по управлению отходами и природоохранным технологиям «ВэйстТЭК — 2007» (Москва - 2007); IV заседании Международного клуба Содерберг (Красноярск -2008).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 работ.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы и 1 приложения.

3.4 Выводы по главе

1. Существующая газоходная сеть не обеспечивает равномерности объемов газоотсоса от электролизеров. Разница эвакуируемых объемов достигает 2-х кратного значения.

2. Модернизация существующей газоходной сети - замена тройников с различными углами ввода бокового ответвления на тройники с вводом бокового ответвления под углом 30°; «демонтаж» пылеосадительных камер горелочных устройств; устранение подсосов атмосферного воздуха по длине газоходного тракта - сокращает разницу объемов газоотсоса от электролизеров до 1,5 кратного и ниже, значения. Однако, в целом объем газоотсоса от бригады увеличивается более, чем на 45 % - с 7 600 до 11 100нм3/ч, вследствие чего эффективность дожига СО, бенз(а)пирена и других ПАУ резко сокращается, т.к. температуры в горелочных устройствах не превышают 720 °С.

3. Выравнивание объемов газоотсоса в существующей сети регулирующими устройствами - шиберами, поворотными клапанами, приведет к увеличению суммарного объема газоотсоса более, чем на 25% и составит 9300 нм3/ч. При этом температуры горения составят 660 — 700°С, что недостаточно для дожига СО, без(а)пирена и других ПАУ. Кроме этого, в газоходах будут образовываться отложения вследствие скорости газа 10- 12м/с, недостаточной для полного увлечения пылевых частиц потоком.

4. Полное увлечение пылевых частиц достигается при скорости газового потока 15 м/с. Для увеличения скорости движения газов необходимо «модернизировать» газоходную сеть, сделав ее «скоростной».

5. Увеличение скорости движения газов достигается уменьшением габаритов сети, в частности, диаметров спусков до 100 мм против 159 мм в эксплуатируемых сетях, с соответствующим уменьшением диаметров подкорпусных газоходов.

6. Эксплуатация «скоростной» газоходной сети обеспечивает сокращение объема газоотсоса от бригады более, чем на 21 %. Доля горелок, в которых температура горения выше 1100°С и эффективность дожига СО, бенз(а)пирена и других ПАУ 100 %, составляет 35% от их общего числа против 7,5% в существующей сети. Однако, разность объемов газов, эвакуируемых от горелок, достигает 4- кратного значения.

7. Применение регулирующих устройств в «скоростной» газоходной обеспечивает равномерность объемов газов, эвакуируемых от горелок при одновременном сокращении суммарного объема газоотсоса более, чем в 2 раза. При этом разрежение в горелочных устройствах должны находиться в пределах 17-20 Па, что обеспечивает температуры горения на уровне 1 100 - 1 200 °С, достаточной для 100 % дожига СО бенз(а)пирена и других ПАУ.

Внедрение результатов работы на заводах, сопоставимых по мощности с Красноярским алюминиевым, обеспечит сокращение валовых выбросов загрязняющих веществ на 42 тыс. тонн. Суммарный экономический эффект составит более 147 млн. рублей. Себестоимость производимого алюминия снизится почти на 170 руб/ тонну.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе даны решения актуальных задач улучшения санитарного состояния воздуха в рабочей зоне корпуса электролиза и экологической ситуации в районах расположения алюминиевых заводов за счет повышения эффективности систем вентиляции корпусов электролиза, в частности: увеличение эффективности сбора газов газосборным колоколом электролизера; увеличение эффективности очистки газоходов от пылевых отложений посредством закрутки потока сжатого воздуха; автоматизация очистки полостей горелочных устройств от отложений; сокращение объема газоотсоса от электролизеров при одновременном увеличении эффективности работы горелочных устройств; обеспечение герметичности электроизоляционного разрыва газохода.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты:

1. Составлена расчетная модель определения скорости уноса пылевых частиц закрученным потоком. Установлено, что оптимальное значение интенсивности закрутки находится в пределах Ф*=0,5 - 0,8, что соответствует углу ввода потока сжатого воздуха в газоход (угол ввода тангенциального патрубка) в пределах 36° - 48°.

2. Составлена расчетная модель для расчета сильноразветвленных газоходных сетей с учетом узлов химического реагирования (горелок).

3. Разработана конструкция газосборного колокола, не подверженная зарастанию отложениями. Конструкция защищена патентом на изобретение (1Ш).

4. Разработана и испытана система автоматической очистки полостей горелочных устройств импульсами сжатого воздуха.

5. Расчетным путем определены оптимальные параметры горелочного устройства и коэффициент избытка атмосферного воздуха. Результаты расчета подтверждены экспериментально.

7. Разработана конструкция герметичной электроизоляционной вставки газохода. Конструкция защищена патентом на полезную модель ки).

Использование результатов работы в целом обеспечит сокращение содержания загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны корпуса электролиза, а также улучшение экологической обстановки в районах расположения алюминиевых заводов за счет повышения эффективности системы газоотсоса.

Результаты диссертационной работы имеют три составляющих:

1. Улучшение состояния атмосферы в корпусах электролиза и в районах расположения алюминиевых заводов за счет:

- сокращения фонарных выбросов на 10 -12 %;

- 100 % дожига СО, бенз(а)пирена и других ПАУ в горелочных устройствах электролизера;

- сокращения на 3 - 3,5 тыс. т/год углеродного остатка, складируемого на шламохранилищах в виде хвостов флотации.

2. Снижение операционных затрат за счет:

- сокращения технологических операций, связанных с разрушением корки электролизера;

- автоматизации очистки горелочных устройств от отложений;

- сокращения времени продувки газоходов от отложений на 25 — 30 %.

3. Улучшение технико-экономических показателей электролизного производства за счет :

- сокращения потребной мощности ГОУ более, чем в 2 раза;

- снижения на 25 — 30 % материалоемкости газоходной сети;

- сокращение на 25 - 30% расхода сжатого воздуха на продувку подкорпусных газоходов;

- сокращение на 60 - 65 % количества углерода, возвращаемого в электролизер с фторированным глиноземом; снижение на 20- 25% количества пены, снимаемой с электролизера и, как следствие, сокращение нагрузки на передел «флотация».

В процессе выполнения настоящей работы получено 3 патента и 2 положительных решения о выдаче патентов на изобретения и полезные модели:

- способ очистки газов алюминиевого электролизера;

- газосборное устройство алюминиевого электролизера (варианты);

- анодный штырь алюминиевого электролизера; аспирируемая кассета для хранения анодных штырей алюминиевого электролизера;

- устройство для герметизации электроизоляционного разрыва газохода.

1.П., Истомин С.П. Переработка отходов алюминиевого производства. - Красноярск: 2004.- 480 с.

2. ГОСТ 12.1.007-76. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

3. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

4. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

5. ГОСТ 12.1.005-88, Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

6. OSPAR Convention for the Protection of the Marine Environment of the North East Atlantic. Ministerial Meeting of the OSPAR Commission./ Sintra: 22 - 23 July 1998.

7. Зиганшин М.Г., Колесник A.A., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: «Экопресс —ЗМ», 1988, 505 с.

8. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

9. Бегунов А.И.; Гринберг И.С.; Громов Б.С.; Деревягин В.Н.; Кульков В.Н.; Пак Р.В. Устройство для укрытия алюминиевого электролизера и подачи глинозема в криолит. Патент на изобретение № RU 2083727. - опубл. 10.07.1997.

10. Сухоплечев И.П. Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Патент на изобретение № RU 2009266. -опубл. 15.03.1994.

11. Попченков И.Н., Абугов Я.М., Строгов B.C. и Колосов Ю.Н. Укрытие электролизера для получения алюминия. Авт. свид. № SU 1388463. - опубл. в БИ №14, 1988.

12. Евменов В.А., Аюшин Б.И., Косыгин В.К., Дерягин В.Н. и Михайлов В.А. Укрытие алюминиевого электролизера. Авт. свид. на изобретение № SU 1571106. - опубл. в БИ №22, 1990.

13. Шемет Ю.В., Косыгин В.К., Хороших Б.А. и Рохальский В.А. Укрытие алюминиевого электролизера. Авт. свид. на изобретение № SU 1252392. - опубл. в БИ №31, 1986.

14. Грибанов Г.А. Укрытие электролизера с обожженными анодами. Авт. свид. на изобретение № SU 1258881. - опубл. в БИ №35, 1986.

15. Рыбкин К.К. Укрытие электролизера с обожженными анодами.-Авт. свид. на изобретение № SU 1381201. опубл. в БИ №10, 1988.

16. Репко А.П., Герасимов A.M., Бабич В.Я., Кузнецов С.Ф. и Тепляков Ф.К. Укрытие для непрерывного питания алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение № 962336. - опубл. в БИ №36, 1982.

17. Калужский H.A., Яблоков В.Г., Никифоров В.П., Кузнецов В.А., Попченков И.Н. и Гольдин Е.Л. Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Авт. свид. СССР на изобретение № 333215. -опубл. в БИ №11, 1972.

18. Гусев В.М., Конокоткин В.В., Щанкин Б.Д. и Этингова В.А. Укрытие алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение № 439544. - опубл. в БИ №30, 1974.

19. Павлюченко Г.А., Климова Л.Л. и Хороших Б.А. Укрытие алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР № 449989. - опубл. в БИ № 42, 1973.

20. Хижинский Э.Л., Величко Г.Г. и Костров H.A. Укрытие для алюминиевых электролизеров. Авт. свид. СССР на изобретение № 134429. - опубл. в БИ №24, 1960.

21. Калужский H.A., Спиридонов А.П., Хомяков B.C., Зайцев В.Н., Беляев A.C., Деркач A.C. и Попченков И.Н. Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Авт. свид. СССР на изобретение № 546667. - опубл. в БИ № 6, 1977.

22. Хомяков B.C. и Михайлов В.П. Укрытие для укрытия алюминиевого электролизера с верхним подводом тока. — Авт. свид. СССР на изобретение № 185075. ~ опубл. в БИ №16, 1966.

23. Карпов Г.М., Шентяков В.В., Лукишов Г.И., Иванов Ю.В., Челюк O.A., Королева H.A. и Иванов С.С. Герметичный электролизер. -Авт. свид. СССР на изобретение № 239057. опубл. в БИ №5, 1971.

24. Юдин Д.И., Попченков И.Н. и Гольдин Е.Л. Устройство для открывания крышек укрытия алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Авт. свид. СССР на изобретение № 246074. -опубл. в БИ № 20, 1969.

25. Александров Д.П. Газосборник алюминиевого электролизера. -Авт. свид. СССР на изобретение № 429133. опубл. в БИ №19, 1975.

26. Яблоков В.Г., Калужский H.A., Никифоров В.П., Кузнецов В.А., Попченков И.Н и Гольдин Е.Л. Верхнее укрытие алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение № 293055. — опубл. в БИ №5, 1971.

27. Чернявский М.А. Приспособление для удаления вредных испарений из травильных и тому подобных ванн. Авт. свид. СССР на изобретение № 58906. - опубл. 31.01.1941.

28. Саакян П.С. и Агабабян М.М. Устройство для непрерывной или полунепрерывной подачи глинозема в электролизер. Авт. свид. СССР на изобретение №124627. - опубл. в 1959 г.

29. Червинский A.A., Пирогова Л.В., Пугачева Н.П., Суровцева О.В., Коленчиц П.В., Сафонюк A.JI. и Федоре Д.Н. Устройство для удаления газа от алюминиевого электролизера с боковым токоподводом.- Авт. свид. СССР на изобретение № 193084. опубл. 01.01.1967.

30. Александров Д.П. Газоотсос алюминиевого электролизера. -Авт. свид. СССР на изобретение № 302390. опубл. в БИ № 15, 1971.

31. Кайдалов И.В., Минченко A.A. и Семенов B.C. Укрытие алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом. Авт. свид. СССР на изобретение № 360398. - опубл. в БИ № 36, 1972.

32. Арне Энгесланд (Норвегия). Устройство для улавливания газов алюминиевого электролизера. — Авт. свид. СССР на изобретение № 575040. опубл. 30.09.1977.

33. Ростовцев В.В.,. Швецов А.Д, Липинский М.П., Соболь И.И., Алакин Г.А., Кальченко B.C. Газосборник алюминиевого электролизера.- Авт. свид. на изобретение № SU 1023005. опубл. в БИ № 22, 1981.

34. Блюштейн М.Л., Гордеев H.H., Доброхотов В.Б., Друкарев В.А. и Цыплаков A.M. Способ эвакуации газов из алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом и устройство для его осуществления. Авт. свид. на изобретение № 557122. — опубл. в БИ № 17, 1977.

35. Хороших Б.А., Швецов А.Д.,. Соболь И.И, Смирнов Ю.Н., Степанов В.Т., Михалев Б.М., Кальченко B.C. Газосборник алюминиевого электролизера. — Авт. свид. на изобретение № 850744. -опубл. в БИ № 28, 1981.

36. Буркат B.C., Гупало И.П., Друкарев В.А., Калужский H.A., Митрофанов P.A., Фукс А.М.и Цыплаков A.M. Устройство для улавливания газов, выделяющихся при производстве алюминия электролизом. Авт. свид. на изобретение № SU 1025756. - опубл. 30.06. 1983.

37. Борзых С.Д., Карташев Ю.С. Способ удаления отходящих газов из алюминиевого электролизера. Авт. свид. на изобретение № SU 1702717. - опубл. 10.06.1996.

38. Колчин П.А., Елсуков К.Н. и Грязнова З.Н. Устройство для улавливания газообразных продуктов, выделяющихся из алюминиевого электролизера. Авт. свид. на изобретение № SU 1786196. — опубл. в БИ №1, 1993.

39. Козьмин Г.Д., Кулеш М.К., Фризоргер В.К., Савинов В.И., Брюшинин В.П. , Бикмурзин В.Т. Устройство для улавливания анодных газов алюминиевого электролизера с верхним токоподводом. Патент на изобретение № RU 2037568. опубл. 19.06.1995.

40. Спиридонов А.П., Колосов Ю.Н. и Толкачева Т.Ю. Устройство для сбора и удаления газа алюминиевого электролизера. Патент на изобретение № RU 2218453. - опубл. 10.12.2003.

41. Степанов В.Т., Аносов В.Ф., Афракова Т.Ф., Лавренчук Е.Е., Гринберг И. Г. и Беляев Л.А. Способ изготовления секции газосборного колокола алюминиевого электролизера. Авт. свид. на изобретение № SU 1578234. - опубл. в БИ № 26, 1990.

42. Одд Олсен (NO). Элемент конструкции электролизера для производства алюминия, контактирующий с газовой фазой. Патент Норвегии № 2095484. - опубл. 10.11.1997.

43. Александров Д.П. Газосотсос электролизера для получения алюминия с самообжигающимся анодом. Авт. свид. СССР на изобретение № 583208. - опубл. в БИ № 45, 1977.

44. Нестеров Т.Е. Снижение вредных выбросов в атмосферу при электролизе алюминия (зарубежная практика)./ / Цветная металлургия. 1983. - № 9.

45. Расчетная инструкция (методика) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия (в ред. Приказа Ростехнадзора от 29.11.2005 № 892).

46. Из истории технологии производства алюминия. Карл Вильгельм Содерберг. / / Технико-экономический вестник РУСАЛа. -2005. - № 11 -С. 40 - 42.

47. Басов А.И., Ельцев Ф.П. Справочник механика заводов цветной металлургии, М.: Металлургия, 1981.- 495 с.

48. Буркат B.C., Друкарев В.А. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. Санкт - Петербург. - 2005, - 275 с.

49. Пак М.А., Мурашкин А.И. Газосборный узел анодного устройства алюминиевого электролизера. Патент РФ на изобретение № 2010892. - опубл. 15.04.1994.

50. Репко А.П., Матвеев Н.С., Бабич В.Я., Герасимов A.M., Кузнецов С.Ф. Газосборный колокол электролизера для получения алюминия. Авт. свид. СССР на изобретение № 949021. - опубл. в БИ № 29, 1982.

51. Бикмурзин В.Т., Казанцев A.A., Немов В.П., Чурак А.И. Алюминиевый электролизер с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом. — Авт. свид. СССР на изобретение № 1775502. опубл. в БИ № 42, 1992.

52. Светличный Б.Н., Цыплаков В.Б., Доброхотов В.Б., Друкарев В.А., Кайдалов И.В., Репко В.П. Газосборный колокол алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение № 418564. - опубл. в БИ № 21, 1977.

53. Сахаров Г.Г., Полутчев В.И., Марченко М.М., Морозов Б.М. Газосборный колокол алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение № 611948. - опубл. в БИ № 23, 1978.

54. Репко А.П., Герасимов A.M., Матвеев Н.С., Романов В.П. Газосборный колокол электролизера для получения алюминия. Авт. свид. СССР на изобретение № 565952. - опубл. в БИ № 27, 1977.

55. Громов Б.С., Пак Р.В., Мировщиков М.Д., Ахмедов С.Н., Строгов B.C. Газосборный колокол алюминиевого электролизера. -Патент РФ на изобретение № 2151825. 27.06.2000.

56. Костюков A.A., Киль И.Г., Никифоров В.П., Вольфсон Г.Е., Рапопорт М.Б., Цыплаков A.M., Гупало И.П., Штерн В.И. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: «Металлургия». 1971. - 560 с.

57. Пак М.А., Дробнис В.Ф., Гефтер С.Ж. Узел подвески газосборного колокола алюминиевого электролизера. — Авт. свид. СССР на изобретение № SU 1786195. опубл. в БИ № 1. - 1991.

58. Технологическая инструкция ТИ 02.01.01. Производство алюминия на электролизерах с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом. Введена в действие распоряжением №429 от 03.08.2006.

59. Доброхотов В.Б., Друкарев В.А., Кайдалов И.В. и др. Газосборный колокол электролизера для получения алюминия. Авт. свид. СССР на изобретение № 618454. - опубл. в БИ № 29. - 1978.

60. Лащинский A.A., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. М. — Л.: Машгиз. — 1963. - 468 с.

61. Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г. А. Электрометаллургия алюминия. Новосибирск.: Наука. - 2001. - 368 с.

62. Енохович A.C. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа. - 1976 - 288 с.

63. Леви О.Э., Пингин В.В., Никандров К.Ф., Куликов Ю.В. Внедрение АПГ точечного типа на электролизерах С-8БМ на КрАЗе / /- Технико экономический вестник БрАЗа. - 2002. - № 6. - С. 34 - 37.

64. Козьмин Г.Д., Тепляков Ф.К. Освоение и эксплуатация способа автоматической подачи глинозема в электролизные ванны / / Технико -экономический вестник БрАЗа. 2002. - № 6.- С. И — 16.

65. Рягузов В.Н. Способ выведения газов из-под подошвы самообжигающегося анода алюминиевого электролизера. Авт. свид. СССР на изобретение №313897. - опубл. в БИ № 27, 1971.

66. Саакян П.С., Агабабян М.М. Устройство для непрерывной и полунепрерывной подачи глинозема в электролит. Авт. свид. СССР на изобретение № 124627.- опубл. в БИ № 23, 1959 г.

67. Zhaowen Wang, Bingliang Gao, Haitao Li, Zhongnin Shi, Xiaodong Lu, Zhuxian Qiu. Исследования поведения пузырьков на аноде при электролизе алюминия. / / Сб. докл. XI Международной конференции Алюминий Сибири 2005. Красноярск: 2005. С. 135 - 139. .

68. Климова JI.JI., Павлюченко Г.А., Белов Б.А. Сравнительная оценка различных горелочных устройств для алюминиевых электролизеров. / / Цветная металлургия. 1979. - № 19. - С. 54 - 56.

69. Деревягин В.Н.; Баранцев А.Г.; Ким JI.C. Способ дожига анодных газов алюминиевого электролизера. Патент на изобретение №RU 2093610. - опубл. 20.10.1997.

70. Сторожев Ю.И.; Поляков П.В.; Вербицкий А.В.; Баранцев А.Г.; Савинов В.И. Устройство для сжигания газа алюминиевого электролизера с двойным аэродинамическим эффектом. Патент на изобретение № RU 2203985. - опубл. 10.05.2003.

71. Куликов Б.П., Поляков П.В., Сторожев Ю.И. Устройство для сжигания анодных газов алюминиевого электролизера. Патент на изобретение № RU 2269610. - опубл. 10.02.2006.

72. Юрьев А.С. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем. Санкт — Петербург.: Мир и семья-. - 2001. -1153 с.

73. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям.- М.: Госэнергоиздат. 1975. — 560 с.

74. Куликов Б.П., Сторожев Ю.И., Железняк В.Е. Устройство для эффективного дожигания анодных газов алюминиевого электролизера. -Патент на изобретение № RU 2294406. опубл. 27.02.2007.

75. Куликов Б.П., Сторожев Ю.И., Лагунов Д.А. Колокольный газосборник алюминиевого электролизера. Патент на изобретение № RU 2303660. - опубл. 27.07.2007.

76. Шахрай С.Г., Сугак Е.В., Смола П.В., Белоусов С.В. Методы снижения выбросов при электролитическом производстве алюминия.// Сб. докл. XII Международной конференции Алюминий Сибири 2006. —

77. Красноярск. 2006. - С. 267 - 272.

78. Правила безопасности при производстве глинозема, алюминия, магния, кристаллического кремния и электротермического силумина. -Утверждены постановлением Федерального горного и промышленного надзора России № 20 от 24 апреля 2003 г.

79. Отчет НИР. Промышленные испытания и доработка горелок конструкции ИФ ВАМИ на БрАЗе. //№ Гос. регистрации 73029178.-Иркутск.:- 1974. 50 с.

80. Кесова A.A., Шиллин Г.В. О гидродинамике пылепроводов тепловых электростанций. / / Теплоэнергетика. 1978. - № 8. -С. 46 -49.

81. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. М.: Металлургия. - 1977. - 456 с.

82. Руководство по эксплуатации. Газоходы подкорпусные. -Введено в действие распоряжением №132 от 05.03.2005.

83. Руководство по эксплуатации. Горелочное устройство электролизера. Введено в действие распоряжением № 305 от 06.06.2005.

84. Воронец Д., Козич Д. Влажный воздух. Термодинамические свойства и применение. Перевод с сербохорватского под ред Мотулевича В.П. М.: Энергоатомиздат. - 1984. - 135 с.

85. Лащинский A.A., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. М. Л.: Машгиз. - 1963.468 с.

86. Афанасенков А.Н., Гостинцев Ю.А., Успенский O.A. Квазиодномерная теория сопла для винтового потока газа. / / Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1977. - №5. - С. 186 - 191.

87. Ахмедов Р.Б. Аэродинамика закрученной струи. — М.: Энергия.- 1977. -240 с.

88. Ахмедов Р.Б., Балагула Т.Б. К расчету аэродинамических характеристик закрученной струи. //В кн.: Теория и практика сжигания газа. Л.: Недра. - 1972. - т.5. - С. 15 - 27.

89. Алимов Р.З. Гидравлическое сопротивление и тепломассообмен в закрученном потоке. ИФЖ. — 1968. — т. 10. №4.

90. Сугак Е.В., Войнов H.A., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами.- Казань: «Школа». 1999,- 224 с.

91. Шахрай С.Г., Сугак Е.В. Образование отложений в газоходах и пути их сокращения.//в сб. Современные технологии освоения минеральных ресурсов.- Красноярск. 2006. - Вып. 4. - С. 412 - 418.

92. Кузьмин В.В., Пустовойт Ю.А., Фафурин A.B. Экспериментальное определение пристеночного трения при движениизакрученного потока в цилиндрическом канале. Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев. — 1976. - С. 183 - 186.

93. Отчет НИР. Изучение и экспериментальная проверка возможности применения сухого способа очистки фторсодержащих газов. № Гос. регистрации 74022163. Красноярск. - 1975. - 99 с.

94. Коробов М.А., Дмитриев A.A. Самообжигающиеся аноды алюминиевых электролизеров.- М.: Металлургия. 1972.- 208 с.

95. Крюковский В.А. Исследование циркуляции электролита и анодных газов в междуполюсном зазоре мощных алюминиевых электролизеров: Автореферат дисс. канд. техн. наук / Ленинград: Всесоюзный институт алюминиевой и магниевой провышленности (ВАМИ), 1974. 20 с.

96. Климова JI.JI., Павлюченко Г.А. Устройство для сжигания анодных газов. Авт. свид. СССР на изобретение №466296. - опубл. 05.04.1975.

97. Шахрай С.Г., Куликов Б.П., Петров A.M., Сугак Е.В., Кучкин А.Г., Фризоргер В.К. Газосборное устройство алюминиевого электролизера (варианты). Патент РФ на изобретение №2324012. -опубл. БИ№13. - 10.05. 2008.

98. Гурвич С.М. Справочник химика энергетика. Том третий. Энергетическое топливо. (Характеристика и контроль качества). - М.: Энергия. - 1972. - 215 с.

99. Кононенко В.Д., Лопухов В.В., Мальчевская Н.Ф. К расчету параметров закрученного потока в горизонтальном трубопроводе.// в сб. Инженерные методы решения практических задач в санитарной технике. Выпуск IX. Волгоград. - 1977. - С. 3 - 8.

100. Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пыле и золоулавливанию. Под общ. ред. A.A. Русанова. М.: Энергоатомиздат. - 1983. -312 с.

101. Бэкшелл А.К., Лэндис П.К. Распределение скорости в пограничном слое для турбулентного закрученного потока в трубе. Теоретические основы инженерных расчетов. — 1969. №4. -С. 174 -179.

102. Гостинцев Ю.А. Тепломассообмен и гидравлическое сопротивление при течении по трубе вращающейся жидкости. // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1968.- №5. - С. 115 - 119.

103. Кинни Р.Б. Универсальное подобие скоростей в полностью турбулентных вращающихся потоках.// Прикладная механика. — 1967. №2. - С. 199 - 206.

104. Рочино A.A., Лэвэн З.П. Аналитическое исследование несжимаемого турбулентного закрученного потока в неподвижных трубах.// Прикладная механика. 1969. - №2. - С. 7 - 16.

105. Глебов Г.А., Матвеев В.Б. Использование полиномиальной аппроксимации при расчете закрученного течения в трубе. Пристенные струйные потоки. Новосибирск. - 1984. - С. 81 - 86.

106. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М.: Энергия. 1971. - 248 с.

107. Мартыненко О.Г., Байрашевский Б.А., Гармизе Л.Х., Сенчцк Л.А. Затухание вращательного движения потока вдоль круглой трубы в условиях постоянной закрутки его на входе. Исследование термогидродинамических световодов. Минск. - 1970. — С. 123 - 132.

108. Скоробогатова Н.В. Исследование закрученных потоков при транспортировании твердых частиц в трубах систем аспирации. Свердловск.: Изд-во УПИ. - 1979. - 193 с.

109. Хабиб М.С., Уайтлоу Дж. П. Характеристики ограниченных коаксиальных струй с закруткой и без закрутки потока. //Теорет. основы инж. расчетов. — 1980. 102, №1. - С. 163 - 171.

110. Щукин В.К., Халатов A.A. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Машиностроение. 1982. - 200 с.

111. Щукин В.К., Халатов A.A., Кожевников A.B. Структура закрученного потока в цилиндрическом канале при однородном вдуве.// ИФЖ. 1979. - 37, № 2. - С. 245 - 253.

112. Булгакова Н.Г., Петербургская E.H. Измерение дисперсного состава промышленных пылей./ / Обзорная информация ХМ 14. - М.: ЦИНТИнефтехиммаш. - 1982. - С. 13 - 16.

113. Сестрин Л.Е. Основы газовой динамики. М.: Изд-во МАИ. -1995. -332 с.

114. Stephen Lindsey. Fluoride emissions control. лекция на Международных курсах TMS. - США, г. Эвансвиль. - 20.09.2007.

115. Michael Sahling, Elmar Sturm. Improvement of pots gas collection efficiency by implementation of impuls duct system. Light Metals - 2004.- p. 351 - 356

116. Хасилев В.Я., Меренков А.П., Каганович Б.М. и др. Методы и алгоритмы расчета тепловых сетей. М., «Энергия». 1978. - 270с.

117. Меренков А.П., Хасилев В.Я., Теория гидравлических цепей. М„ «Наука». 1985. - 175 с.

118. Дектерев A.A., Елгин Б.А., Поздяев В.Н. Использование программы для сетевого моделирования при оптимизации работыгазоходных трасс. / / Сб. материалов конф. Использование математического моделирования в котельной технике. — Красноярск -1996. С.48-53.

119. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция. Часть II. Вентиляция. М.: Стройиздат. - 1976. - 441 с.

120. Способ очистки внутренних полостей горелочных устройств от отложений

121. Рис. \ Интенсивность работы горелочных устройств а) горелочные устройства «свидетели», б) испытуемые горелочные устройства

122. Рис. 2 Содержание углерода в пыли а) после горелочного устройства «свидетеля»; б) после испытуемого горелочного устройства с автоматической очисткой от отложений

123. Считаем целесообразным использование в промышленном масштабе системыавтоматической очистки от отложений внутре электролизеров с верхним токоподводом.

124. Директор ДТ ИТЦ Менеджер ОПТ ИТЦ Специалист ОПТ ИТЦг о г?полостей горелочных устройств1. B.В. Пингин1. C.Г. Шахрай Е.В. Кузнецов