Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время по-прежнему остается актуальной задача утилизации буроугольных высококальциевых зол-уноса, исчисляемых миллионами тонн и не находящих применения ввиду низкой активности и сверхнормативного содержания свободной СаО. Существующие способы активации и нейтрализации таких зол требуют больших энергетических и финансовых затрат, которые не окупаются ввиду относительно малой потребительской стоимости получаемого продукта. Необходим более эффективный и доступный для широкого применения способ активации и нейтрализации зол-уноса. Одним из таких способов может стать суперкавитационная (СК) обработка водно-зольной суспензии. Измельчение частиц и гашение находящейся в ней свободной окиси кальция существенно повышает технологические свойства этого вида отходов, открывая возможности получения различных видов золобетонов. Однако для этого необходима разработка кавитационных диспергаторов агрега-тируемых с действующим парком бетоносмесителей.
Цель работы. Разработка машин и элементов технологии для кавитаци-онной обработки водно-зольных суспензий.
В соответствии с целью, поставленной в диссертационной работе, сформулированы следующие задачи исследования:
-
Определение конструктивных параметров навесных и автономных су-перкавитационных машин, агрегатируемых с действующим парком смесителей.
-
Выбор оптимальной конструктивно-технологической схемы рабочего органа кавитирующего агрегата.
-
Разработка методов расчета параметров кавитационных машин применительно к специфике активации и гашения высококальциевых зол в процессе приготовления золобетонных смесей.
-
Изучение механизма кавитационной обработки буроугольных высококальциевых зол.
-
Разработка и создание параметрического ряда суперкавитационных машин для возможности массовой утилизации существующих золошлаковых отходов.
Научная новизна. Разработаны математические модели для расчета параметров виброкавитационных машин, предназначенных для гидродинамического диспергирования и активации буроугольных зол. Определены рациональные схемы решения, позволяющие создать простые и технологичные конструкции специальных суперкавитационных машин для обработки, высокоабразивных водно-зольных суспензий.
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования суперкавитационных машин в автономном режиме и в качестве навесных насадок на существующие виды бетоносмесителей. Предложена методика оптимизации параметоров суперкавитационных машин. В лабораторных условиях показана возможность диспергирования зол и одновремен-
I РОС НАЦИОНАЛЬНА!
I БИМЯОТЬКА
ного гашения свободного оксида кальция одним из наиболее ресурсосберегающих способов с использованием суперкавитационных машин. Научные положения, выносимые на защиту:
техника и технология процесса с применением суперкавитационных машин автономного и навесного типов;
результаты экспериментального исследования суперкавитационных машин позволяющие выбрать параметры (эксплуатационные и конструктивные) влияющие на эффективность технологического процесса обработки различных материалов;
физическая модель кавитационного воздействия элементов суперкавитационных машин на остеклованные частицы буроугольных зол-уноса и математическое моделирование проточно-кавитационного реактора для активации зол;
- расчетно-теоретические и проектно-конструкторские разработки супер
кавитационных машин для массовой утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ и
тэс.
Практическая ценность. На основе проведенного исследования предложен ряд конструктивных решений кавитационных машин, приспособленных к агрегатированию с существующими серийными бетоносмесителями, что позволяет диспергировать и активировать золы, а также другие вяжущие вещества непосредственно в процессе приготовления бетонов. Показаны несколько направлений практического применения кавитационных диспергаторов: в полевых смесительных установках, а также в составе перерабатывающих комплексов на ТЭЦ,' на золоотвалах, и др. Экспериментально отработана технология кавитационного диспергирования высококальциевых буроугольных зол с одновременным гашением избыточной СаО. Разработана методика создания парка СК-машин для утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ с учетом спроса на продукцию переработки зол и шлаков.
Реализация работы. Методика расчета и проектирования суперкавитационных машин для активации зол передана для использования в проектные организации. Суперкавитационный агрегат испытан и внедрен, что подтверждено соответствующими актами.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на Третьей Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Красноярск, 2001 г.); на заседаниях технического совета ОАО «Красноярск-гидропроект» (2000-2002 г.); на научных семинарах кафедры ГПиГПА Красноярского государственного технического университета (2000-2002 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе две монографии.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 95 наименований. Работа изложена на 159 страницах, включая 53 рисунка.
