Исследование тепломассообмена при разделении мелкодисперсных шламов и разработка установки для его переработки
Диссертация
Удельный выход мелкодисперсных шламов цехов прокатного производства в России составляет около 0.2% на тонну металла. В обзоре международного института чугуна и стали отмечено, что в среднем в мире на долю мелкодисперсных шламов с повышенным содержанием масла приходится 0.5%, т. е. 5 кг/т проката. Степень утилизации мелкодисперсных шламов в условиях отечественного производства не превышает 75… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ШЛАМОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
- 1. 1. Образование и состав мелкодисперсных шламов сточных вод
- 1. 2. Состав мелкодисперсных шламов прокатного производства
- 1. 3. Способы утилизации мелкодисперсных шламов
- 1. 4. Термические методы обработки мелкодисперсных шламов без регенерации масел
- 1. 5. Термические методы обработки мелкодисперсных шламов с регенерацией масел
- 1. 6. Механические, химические и биологические методы обработки мелкодисперсных шламов
- 1. 7. Свойства компонентов мелкодисперсных шламов
- 1. 8. Постановка задачи исследования
- 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ШЛАМОВ
- 2. 1. Технический анализ образцов материала
- 2. 2. Разработка экспериментальной установки
- 2. 3. Методика исследований
- 2. 4. Результаты исследований и их анализ
- 2. 5. Выводы по главе
- 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ И
- АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ШЛАМОВ
- 3. 1. Математическая модель тепловых процессов в камере разделения мелкодисперсных шламов
- 3. 2. Математическая модель аэродинамических процессов в камере разделения мелкодисперсных шламов
- 3. 3. Исследование траекторий движения частиц шлама
- 3. 4. Основные расчетные зависимости
- 3. 5. Выводы по главе
- 4. РАЗРАБОТКА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ
- РАЗДЕЛЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ШЛАМОВ
- 4. 1. Проект опытно-промышленной установки
- 4. 2. Разработка инженерной методики расчета разделительной камеры
- 4. 3. Балансовый расчет установки для переработки мелкодисперсных шламов
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- Кравченко В.М., Лащев В. Я., Горбунова A.A. Использование железосодержащих шламов черной металлургии // Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1990. Вып. 2. С. 1−18.
- IISI survey of ferruginous iron and steelmaking by-products (Обзор IISI no железосодержащим отходам черной металлургии). //Steel Times. 1994. 22, № 11. С.431−432.
- Уткин Ю.В. Вторичные ресурсы важный резерв черной металлургии. //Сталь. 1994. № 3. С. 1−6.
- Опыт эксплуатации систем оборотного водоснабжения непрерывных станов 2000 горячей прокатки. Г. С. Пантелят, С. Е. Никулин, А. Н. Царенко, Н. А. Кулишенко. //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1989. Вып. 12. С.67−69.
- Борисов В.М., Яценко-Жук А.Д., Матюх И. Я. Перспективы использования дисперсных отходов прокатного производства в черной металлургии. //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1981. Вып.21. С.45−59.
- Теплофизические свойства топлив и шихтовых материалов черной металлургии. Справочник. Бабошин В. М., Кривчевцов Е. А., Абзалов В. М., Щелоков Я. М. М.: Металлургия, 1982. 152 с.
- Пушкарев В.В., Южанинов А. Г., Мэн С.К. Очистка маслосодержащих сточных вод. М.: Металлургия, 1980. 200 с.
- Утилизация водомаслоокалиносодержащих шламов / П. А. Смирнов, А. А. Буяров, Н. А. Архипов, Н. Д. Егоров //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1985. Вып. 21. С. 62−64.
- Грудев А.П., Зильберг Ю. В., Тилик В. Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1982. 312 с.
- Белосевич В.К., Нетесов Н. П., Мелешко В. И., Адамский С. Д. Эмульсии и смазки при холодной прокатке. М.: Металлургия, 1976. 416 с.
- Кривоносов И.В. Утилизация замасленной прокатной окалины в агломерационном производстве. //Черная металлургия: Бюл. НТИ.1985. Вып. 15. С. 38−39.
- Вахлер Б.Г. Водоснабжение и водоотделение на металлургических предприятиях. Справочник. М.: Металлургия, 1977. 201 с.
- Физико-химические свойства осадков окалино-маслосодержащих сточных вод / Ю. А. Галкин, Г. С. Пантелят, Л. Г. Галый, В. Г. Березюк // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1993. № 2. С. 7375.
- Производство агломерата и окатышей. Справочник. С. В. Базилевич, А. Г. Астахов, Г. М. Майзель и др. М.: Металлургия, 1984. 216 с.
- Некоторые особенности процесса агломерации при использовании в шихте окалины прокатного производства /Ю.Г.Ефименко, Е. И. Лещинская, И. М. Сальников и др. //Известия вузов. Черная металлургия. 1986. № 4. С.21−42.
- Чередниченко Г. И., Фройштетер Г. Б., Ступак П. М. Физико-химические и теплофизические свойства смазочных материалов. Д.: Химия, 1986. 224 с.
- Клозе Р., Уппхоф Р., Кучера И. Очистка маслосодержащей прокатной окалины способом мокрой механической промывки. //Черные металлы. 1994. № 2. С.44−48.
- ЛотошВ.Е. Особенности структурообразования в загрязненном маслами шламе прокатной окалины с минеральными вяжущими.// Металлы. Рос. АН. 1994. № 5. С. 32−35.
- A.c. 140 7979(СССР). Шихта для утилизации замасленной окалины при агломерации /А.А.Готовцев, Ю. Г. Ефименко, А. В. Кабанов и др.//Открытия. Изобретения. 1988. Бюл.№ 25.
- Получение железного порошка из железорудного концентрата/ П. К. Саворский, Б. П. Хливенко, Е. А. Крашенинников и др.// Сталь. 1991. № 7. С.74−76.
- Григорьев С.М. Углетермическое восстановление оксидных отходов производства быстрорежущей стали. //Известия вузов. Черная металлургия. 1996. № 6. С.24−27.
- Бобошко B.C., Студинский Ю. А., Нотыч А. Г. Влияние технологии переплава замасленной стружки в электропечах на характеристики выбросов.//Сталь. 1991. № 7. С.85−87.
- Umwoltgerechte ver wertungs moglichkeit olkontaminierter Entfallstoffe (Допустимые законом возможности санирования загрязненных маслом отходов). / Kruger W., Kalinovski W., Letzel D., Hunger J. // Chem. Techn. 1993. 45, № 5. C.404−407.
- Лотош B.E. Галкин Ю. А. Совершенствование технологии утилизации окалиномаслосодержащие осадков сточных вод машиностроительных предприятий. // Сталь. 1994. № 8. С.65−67.
- Безотходная термическая переработка водомаслоокалиносодержащих отходов/ В. П. Ульянов, Н. И. Жилина, В. Ф. Ковтун, Л. Д. Болотова // Сталь. 1989. № 12. С.88−92.
- Термическая переработка маслоокалиносодержащих отходов прокатного производства с получением товарных продуктов / В. П. Ульянов, В. Я. Дмитриев, В. Д. Поминов и др. //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1989. Вып. 5. С. 71−72.
- А.с.177 2558(СССР). Шахтная печь для термообработки безобжиговых окатышей /А.В.Печерский, В. Е. Лотош, Ю. А. Галкин и др.// Открытия. Изобретения. 1992. № 40.
- Патент 5 100 560 (США) Apparatus and method for supercritical water oxidation. (Метод и аппарат для мокрого окисления примесей в сточных водах в сверхкритических условиях). /Huang С.-Y. 1992.
- К расчету критических параметров нефтепродуктов / Н. П. Жуков, В. И. Выченок, И. А. Черепенников, С. Н. Кузьмин // Химия и технология топлив и масел. 1994. № 4. С. 29−32.
- Дадашев М.Н., Абдулагаров И. М. Сверхкритическая экстракция в процессах добычи и переработки нефти, газа и каменного угля. //Химия и технология топлив и масел. 1993. № 5. С. 34.
- Brunner G. Ein Multitalent gegen Schlamm und Abwasser (Универсальный метод обезвреживания осадка сточных вод).// Chem. Ind. 1993. 116, № 9. С. 34,36−37.
- А.с.77 8739(СССР). Способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности /П.А.Смирнов, А. А. Буяров, В. А. Федулов и др. //Открытия. Изобретения. 1980. № 42.
- Остановка для разделения водомаслоокалиносодержащих шламов/ П. А. Смирнов, А. А. Буяров, Н. А. Архипов и др. //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1987. Вып. 17. С. 62−63.
- А.с.1 14 3431(СССР). Способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности /П.А.Смирнов, А. А. Буяров, В. А. Федулов и др.//Открытия. Изобретения. 1985. № 9.
- А.с.126 3270(СССР). Способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности /П.А.Смирнов, А. А. Буяров, Н. Д. Егоров и др. // Открытия. Изобретения. 1986. № 38.
- А.с.131 8547(СССР). Установка для обработки сточных вод металлургической промышленности / А. А. Буяров, Н. Д. Егоров, П. А. Смирнов, В. П. Ваганов. // Открытия. Изобретения. 1987. № 23.
- А.с.160 4752(СССР). Установка для разделения маслосодержагцих отходов металлургической промышленности /Н.Д.Егоров, А. А. Буяров, П. А. Смирнов, Н. А. Архипов //Открытия. Изобретения. 1990. № 41.
- A.c. 167 3520(СССР). Установка для разделения маслосодержащих отходов в металлургической промышленности / А. А. Буяров,
- Н.Д.Егоров, В. А. Дашковский, П. В. Мельников // Открытия. Изобретения. 1991. Бюл. N32.
- Сергиенко С.Р., Таимова Б. А., Талалаев Е. И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. Смолы и асфальтены. М.: Наука, 1979.269 с.
- A.c. 180 1136(СССР). Способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности и устройство для его осуществления /В.Я.Тишков, Э. Р. Новацкий, В. П. Кольцов и др.// Открытия. Изобретения. 1993. № 9.
- Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. M.: Химия, 1981. 812 с.
- Справочник по теплообменникам. / Под ред. О. Г. Мартыненко. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т.2.352 с.
- Чечеткин A.B. Высокотемпературные теплоносители. М.: Энергия, 1971. 499 с.
- А.с.135 1888(СССР). Способ обезвоживания и очистки метал-лосодержащих шламов /С.Г.Кузнецов, A.M.Ворохов, В. С. Бродский, В. И. Ивахно. // Открытия. Изобретения. 1987. № 42.
- Коваленко В. П. Ильинский A.A. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. М.: Химия, 1982. 272 с.
- Установка для утилизации окалиномаслосодержащих осадков сточных вод трубопрокатных цехов/ Ю. А. Еалкин, В. И. Аксенов, А. А. Чесноков и др. // Сталь. 1985. № 10. С.91−93.
- Патент 5 125 966 (США) Process for de oiling mill sludge. (Способ удаления масел из осадка). /Siefert K.S., Blake N.R. 1992.
- Hones G.R. The B.E.S.T. Solvent extraction process treatment of soil, sediment, and sludges (Экстракционная технология очистки осадков, масляных отходов и шламов от органических загрязнений).// Environ, progr. 1992. 11, № 3. С. 223−227.
- Titus D. То dispose of oily sludge: divide and conquer. (Способ очистки осадка сточных вод, содержащих отходы нефтеперерабатывающих заводов).// Chem. Eng. (США). 1993. Spec.Suppl."Environ Eng." C.27.
- Патент 2 028 174 (Россия) Способ разделения замасленных отходов металлургической промышленности / А. В. Березников, А. А. Вихорев, А.Н.Мартынова/Юткрытия. Изобретения. 1995. Бюл.№ 4
- Система работы по охране окружающей Среды на Череповецком металлургическом комбинате/ Н. А. Архипов, Т. М. Давыдова, Н. А. Маракуева, Н. Н. Карышева. //Сталь. 1995. № 7. С.77−79.
- Барсукова Н.В., Денисов A.A. Обезвреживание водомасляных шламов //Химия и технология топлив и масел. 1996. № 1. С. 4.
- Улучшение качества прокатываемого металла на станах холодной пркатки/ В. Н. Солоник, В. Н. Паршинов, В. И. Куликов и др. //Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1989. Вып. 4. С. 71−72.
- Кржижановский P.E., Штерн З. Ю. Теплофизические свойства неметаллический материалов. JI.: Энергия, 1973. 336 с.
- Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981. 352 с.
- Синицын H. Н., Петрова Г. М. Опытно-промышленная установка для очистки грунтов от нефтепродуктов. // Международная научно-техническая конференция «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства»: Череповец ЧТУ, 1998. С. 150−151.
- Синицын H. Н., Петрова T. М., Шестаков Н. И.: Математическое моделирование температурного поля окалиномаслосодержащего шлама // II Международная научно-техническая конференция
- Повышение эффективности теплообменных процессов и систем"., часть 1: Вологда ВГТУ, 2000. С. 83−85.
- Гилязетдинов Л.П. Расчет молекулярной массы фракций углеводородного сырья. //Химия и технология топлив и масел. 1992. № 9. С.27−28.
- Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях. Зубарев В. Н., Козлов А. Д., Кузнецов В. М. и др. М.: Энергоатомиздат, 1989. 232 с.
- Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. Л.: Химия, 1977. 360 с.
- Рид Р., Праусниц Д., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. 592 с.
- Кузнецов A.A., Судаков E.H. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. М.: Химия, 1983. 224 с.
- Папок К.К., Рагозин H.A. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям. М.: Химия, 1975. 311 с.
- Чернышев А.К., Поплавский К. Л., Заичко Н. Д. Сборник номограмм для химико-технологических расчетов. Л.: Химия, 1969. 279 с.
- Кришер О. Научные основы техники сушки. М.: Издатинлит, 1961. 539 с.
- Муштаев В.И., Ульянов В. М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988. 352 с.
- Эмульсии. /Под ред. А. А. Абрамсона. Л.: Химия, 1972. 449 с.
- Структурно групповой состав и особенности молекулярного строения полупродуктов производства масел/ Миндияров Х. Г., Каракуц В. Н., Теляшев Г. Г. и др. //Химия и технология топлив и масел. 1994. № 11−12. С. 65.
- Белянин Б.В., Эрих В. Н. Технический анализ нефтепродуктов и газа. Л.: Химия, 1975. 336 с.
- Вексельман Д.Г., Ильченко А. И. Установки с высокотемпературными теплоносителями. Киев: Технка, 1969. 149 с.
- Ривкин С.Л., Александров A.A. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Энергоатомиздат, 1984. 80 с.
- Кулагин Н.В., Морошкин М. Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. М.: Машиностроение, 1973. 200 с.
- НиконоваЕ.Л., ТопоеваО.В. Параметры распыления вскипающего двухкомпонентного потока. //Тепловые процессы в технологических системах: Всероссийский сборник научных трудов. Череповец: ЧГИИ, 1995. Вып. 1 С. 88−91.
- Вскипающие адиабатные потоки./ В. А. Зысин, Г. А. Баранов, В. А. Барилович, Т. Н. Парфенова. М.: Атомиздат, 1976. 152 с.
- Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1988. 560 с.
- Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. 336 с.
- Дейч М.Е. Техническая газодинамика. М.: Энергия, 1974.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970. 456 с.
- Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
- Муштаев В.И., Ульянов В. М. Сушка дисперсных материалов. М.: Химия, 1988. 352 с.
- Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971. 576 с.
- Основы теории горения./ Под ред. В. В. Померанцева. Л.: Энергия, 1973. 264 с.
- Романков П.Г., Фролов В. Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: Химия, 1990. 384 с.
- Брандт. 3. Статистические методы анализа наблюдений. М.: Мир, 1975. 312 с.
- Архипов H.A., Топоева О. В., Синицын H.H. Тепломассообмен частицы маслошламосодержагцей смеси в неизотермичном газовом потоке //Тепловые процессы в технологических системах: Всероссийский сборник научных трудов. Череповец: ЧГИИ, 1996. Вып. 3. с.63−66.
- Муштаев В.И., Ульянов В. М., Тимонин A.C. Сушка в условиях пневмотранспорта. М.: Химия, 1984. 232 с.
- Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980. 248 с.
- Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов. Л.: Химия, 1987. 208 с.
- Кулагин Л.В., Морошкин М. Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. М.: Машиностроение, 1973. 200 с.
- Сушильные аппараты и установки: Каталог. М.: Цинтихимнефтемаш, 1988. 72 с.
- Теория турбулентных струй. / Г. Н. Абрамович, Т. А. Гиршович, С. Ю. Крашенинников и др. М., Наука, 1984. 720 с.
- С, коэффициент аэродинамического сопротивления-- безразмерная координата фронта испарения-2
- Прил. 1−1 Истинная теплоемкость оксидов железа по данным табл. 1.51. О 200 400 600 800 1000т,°с
- Прил. 1-Ш Плотность фракций нефти при нормальных условиях в зависимости от температуры кипения 56.1. ГО 900 ти X 880 а.860 840 -820 -800 780 760 740 1. О 100 200 300 400 500 600т °г
- Прил. 1−1У Изменение плотности минеральных масел с температурой по формуле (1.3).5 9001. О.8 007 507 006 506 005 430 272. Ч V ч ч 1. V ' ч ч Ч ч 44 444 Ч ч N 1. V Чч Ч- ч ч ч N.
- Плотность при 20° С. 800 кг/м3----850 кг/м-900 кг/м3100 200 300 400 500
- Прил. 1-У Молекулярная масса нефтяных фракций в зависимости от температуры кипения при нормальных условиях (по формуле Воинова1.4))150 250 350 450 5501. Ткип, 0 С
- Прил. 1-У1 Зависимость теплоемкости масел от температуры по формуле (1.9)а