Повышение экологической эффективности вертикальных шахтных печей сушки рудных материалов

Макаров В.Н., Макаров Н.В., Бельских А.М.

Уральский государственный горный университет, Екатеринбург

Ахметов Р.Г.

Костанайские минералы, Житикара, Республика Казахстан

Ключевые слова: аэрация, сепарация, экологическая эффективность, аэрозоль, входной коллектор, сила Стокса, Архимеда, медианный диаметр.

Аннотация. На базе гипотезы о доминантном влиянии на экологическую эффективность сушильных печей концентрации, медианного размера, дисперсии, температуры и влажности частиц пыли на выходе из сушила, предложено устройство термоаэрационной сепарации пыли. Анализ математического моделирования аэротермодинамических процессов в двухфазной среде «асбестовая пыль–газовый поток» подтвердил выводы промышленных экспериментальных исследований о существенном влиянии на температуру и влажность асбестовой пыли в пневмосушиле параметров прямотока. Вследствие неадекватного соотношения аэродинамических и инерционных сил, действующих на асбестовую пыль в прямотоке и противотоке, в пневмосушило поступает значительно большее количество влажной асбестовой пыли с низкой температурной из прямотока по отношению к более сухой, высокотемпературной пыли из противотока. На базе принципа аддитивности классификации построена математическая модель аэроционной сепарации частиц пыли непосредственно в сушиле шахтной печи в зависимости от параметров теплоносителя и предлагаемого устройства. Использование предложенного устройства термоаэроционной сепарации, интегрированное в сушило позволяет в одноступенчатой системе пылегазоочистке и в составе циклона СК–ЦН–22 добиться концентрации пыли в аэрозоле не более 25 мг/м3, снизив эксплуатационные затраты не менее чем на 30%.

Improving the environmental efficiency of vertical shaft furnaces for drying refractory and building materials

Makarov V.N., Makarov N.V., Belskikh A.M.

Ural State Mining University, Yekaterinburg

Akhmetov R.G.

Kostanay Minerals, Zhitikara, Republic of Kazakhstan

Keywords: aeration, separation, environmental efficiency, aerosol, inlet collector, Stokes force, Archimedes, median diameter.

Abstract. Based on the hypothesis of the dominant effect on the environmental efficiency of drying kilns concentration, median size, dispersion, temperature and humidity of dust particles at the outlet of the dryer, a device for thermal aeration separation of dust is proposed. The analysis of mathematical modeling of aerothermodynamic processes in the two–phase medium "asbestos dust – gas flow" confirmed the conclusions of industrial experimental studies on the significant effect of the parameters of the direct flow on the temperature and humidity of asbestos dust in the pneumatic dryer. Due to the inadequate ratio of aerodynamic and inertial forces acting on asbestos dust in the forward and countercurrent flow, a significantly larger amount of wet asbestos dust with a low temperature from the forward flow enters the pneumatic dryer in relation to the drier, high–temperature dust from the countercurrent. On the basis of the classification additivity principle, a mathematical model of air separation of dust particles directly in the dryer of a shaft furnace was constructed depending on the parameters of the coolant and the proposed device. The use of the proposed device for thermal and air separation integrated into the dryer makes it possible to achieve a dust concentration in the aerosol of no more than 25 mg/m3 in a single–stage dust and gas cleaning system and as part of the TsN–22 cyclone, reducing operating costs by at least 30%.