Введение к работе
Актуальность работы. В связи с возросшими в последнее время требова-иями ресурсосбережения и экологической безопасности все острее становится эобходимость в переходе на малоотходные и безотходные технологии, которые пособствуют также разрешению проблем охраны окружающей среды. Значи-эльная часть технологических процессов в производстве магния связана с при-енением , получением и переработкой сыпучих порошкообразных материалов и эпровождается интенсивным пылевыделением. В частности, на первой стадии безвоживания обогащенного карналлита - исходного сырья для получения магия, пылевынос непосредственно из печи кипящего слоя (КС) достигает 25% от эличины загрузки. Эффективность улавливания карналлитовой пыли в циклонах ечи КС не выше 90%, что ведет к значительным безвозвратным потерям карнал-ита и , так как не уловленная циклонами пыль поступает с отходящими газами на окрую газоочистку, к увеличению объемов сточных вод газоочистки. Объем точных вод газоочистки при существующей технологии составляет 15...16м3 на т уловленных газообразных вредностей. Плата за сброс сточных вод весьма вы-ока и имеет тенденцию к увеличению. Поэтому снижение объемов сточных вод меет не только природоохранное, но и экономическое значение.
Публикуемые в технической литературе новые прогрессивные разработки в бласти пылеулавливания и очистки газов от газообразных вредностей ограни-енно применимы для магниевого производства, так как не учитывают отличи-эльные физико-химические особенности отходящих газов магниевого производ-гва. А именно то, что отходящие газы содержат кроме хлора его соединения как твердом виде - различные хлориды металлов, так и в газообразном виде- хло-оводород. Соли гигроскопичны и склонны к налипанию на поверхность оборудо-ания, а газообразные - высокотоксичны и химически агрессивны к материалам борудования. В связи с изложенным решение проблем пылеулавливания из от-эдящих газов в промышленной технологии производства магния является в на-гоящее время весьма актуально.
Цель работы заключалась в разработке усовершенствованных , адаптиро-анных к технологии магниевого производства процессов пылеулавливания и в азработке оборудования для осуществления этих процессов. Для достижения казанной цели необходимо было решить следующие задачи: разработать мо-ель и метод расчета процессов газоочистки применительно к нагретым, хлорсо-ержащим, запыленным отходящим газам магниевого производства; изучить осо-енности образования пыли в процессе обезвоживания карналлита в печах КС;
изучить физико-химические особенности отходящих газов и закономерности очі стки их от пыли и газообразных вредностей; разработать новые способы пыл< улавливания применительно к хлорсодержащим газам; провести сопоставлену эффективности различных способов пылеулавливания, определить перепекти: ные направления и оптимальные способы утилизации пыли; исследовать влиянк запыленности отходящих газов на объем сточных вод, образующихся на мокре стадии очистки.
Научная новизна работы заключается: в установлении физико-химическі закономерностей процесса пылеулавливания из отходящих газов магниевого пр' изводства; в определении механизма движения пылевых потоков в многокаме ной печи кипящего слоя; в разработке новых способов пылеулавливания и обор дования для их осуществления; в разработке модели процесса пылеулавливат в аппарате со встречными закрученными потоками с наложенным полем коронн го разряда на зону сепарации; в разработке инженерных методов расчета пр цессов пылеулавливания .
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследов ний процессов пылеулавливания: разработаны направления интенсификаці процессов пылеулавливания из отходящих газов в металлургии магния; предл жены новые способы очистки отходящих газов в производстве магния; разработ ны и освоены аппаратурно - технологические схемы для осуществления предл женных способов очистки отходящих газов; проведены испытания по отработі технологических режимов работы аппаратурно-технологических схем пылеула ливания; выполнен сопоставительный анализ эффективности существующих вновь разработанных процессов пылеулавливания, на основе которого выбран оптимальные варианты очистки отходящих газов. В соответствии с этим офор; лена нормативно-техническая документация на разработанные технологии пыл улавливания; установлено повышение качества обезвоженного карналлита п| применении разработанных технологий пылеулавливания; показано снижені объема сточных вод при интенсификации процесса пылеулавливания.
В частности, разработана и освоена технология пылеулавливания модерн зированными циклонами СИОТ-М1 из отходящих газов печей кипящего слоя flj дегидратации карналлита на ОАО"Ависма-титано-магниевый комбинат" г. Бере ники Пермской обл.
Кроме того, установлено, что закономерности, полученные при изучені процессов пылеулавливания из отходящих газов печи кипящего слоя, в знач
гельной степени носят общий характер, а разработанные при этом новые способы пылеулавливания могут быть использованы для других переделов титано-иагниевого производства. Это позволило: разработать и освоить технологию пы-іеподавления на нитках дробления титановой губки в цехе 35 ОАО "Ависма" по-:ем коронного разряда; разработать и освоить усовершенствованную технологию чневмотранспорта нефтекокса на ОАО "Соликамский магниевый завод".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 8 симпозиумах и конференциях, в том числе на научно-технической сонференции "Интенсификация производства и социально-экономическое разви-"ие Верхнекамского региона"(г.Березники,1988.), на выездной сессии научного со-їета по неорганической химии АН СССР (г.Пермь,1990.), на 2 Международном ;импозиуме "Проблемы комплексного использования руд"(Санкт-Петербург,1996.), на Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы образования, научно - технического развития и экономики Уральского региона"^.Березники,1996.), на Всероссийской конференции "Химия твердого тела и новые материалы" (г.Екатеринбург, 1996.), на конференции "Перспективы и пути юздания малоотходной и комплексной переработки титанового и магниевого сы-)ья"(г.Березники,1996.) на научно-практической конференции с международным мастием "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности"(г.Санкт-Іетербург, 1997.), на Международной научно-технической конференции Перспективные химические технологии и материалы" (г.Пермь, 1997.),
Публикации. Материалы диссертации отражены в 20 научных работах , в ом числе в 5 патентах РФ .
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выво-;ов, приложений и списка использованной литературы. Она изложена на 146 границах машинописного текста, включая 11 таблиц, 25 рисунков, и список лите-штуры из 157 наименований.
Автор выносит на защиту: математическое описание и метод расчета полей ікоростей газовой фазы и частиц пыли во встречных закрученных потоках; ре-ультаты теоретических и экспериментальных исследований процессов пылеулавливания из хлорсодержащих газов во встречных закрученных потоках при на-южении поля коронного разряда; методику инженерного расчета аппарата со ютречными закрученными потоками снабженного коронирующим электродом; ре-ультаты испытаний, освоения и внедрения технологий пылеулавливания.