початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2129470

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ВІДХОДІВ ТЕПЛОВИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ

Ім'я винахідника: Аншіц А.Г .; Гупалов В.К .; Низів В.А .; Фоменко О.В .; Шаронова О.М.
Ім'я патентовласника: Аншіц Олександр Георгійович; Гупалов Віктор Кирилович; Низів Василь Олександрович; Фоменко Олена Вікторівна; Шаронова Ольга Михайлівна
Адреса для листування: 660097, Красноярськ, а / я 17345, АТЗТ "АУРУМ" Патентний відділ
Дата початку дії патенту: 1997.02.04

Винахід відноситься до технології утилізації техногенних відходів і може знайти застосування при комплексній переробці золи-винесення ТЕС. Спосіб переробки відходів теплових електростанцій, переважно золи-винесення, включає поділ суміші на легку і важку фракції в висхідному потоці розділяє середовища з накладенням багаторазової пульсації, причому на висхідний потік в його перерізі накладають одне або більше магнітне поле напруженістю 800 - 1200 Гс, введення вихідного продукту щодо рівня стовпа висхідного потоку здійснюють на відстані 0,2-1,5 м, весь висхідний потік розбивають по висоті на чергуються ділянки з резкопеременной гідродинамічними режимами ламинарного і турбулентного течій, а частоту пульсації встановлюють пропорційно часу осадження фракції фази з максимальним співвідношенням щільність / питома поверхня частинок в ділянках з ламінарним плином. Технічний результат - висока питома продуктивність процесу комплексної переробки золи-винесення ТЕЦ.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до технології утилізації техногенних відходів і може знайти застосування при комплексній переробці золи-винесення ТЕС.

Дослідженнями, проведеними в нашій країні і за кордоном, показано, що в золі і шлаках ТЕС міститься ряд компонентів, що володіють цінними, а в ряді випадків і унікальними технологічними властивостями, що дозволяють ефективно використовувати їх у багатьох сучасних технологіях. Так, порожнисті мікросфери представляють велику цінність як наповнювачі найрізноманітніших матеріалів. Зміст порожнистих мікросфер в золі рідко перевищує 1%. Способи їх виділення з зол засновані на малій щільності мікросфер і здатності до флотації. Так, спосіб [1] включає гідросепарації водної суспензії, з'їм спливли мікросфер і їх зневоднення. При цьому використовується низхідний потік суспензії при швидкості 5-7 м / годину.

Магнетитові мікрошарікі утворюються в результаті розплавлення і термохімічної трансформації залізовмісних мінеральних компонентів вугілля. Технологічні схеми виділення магнетитових мікрокульок засновані на магнітної сепарації [2]. Процес здійснюють послідовно. Перша стадія - сепарація в сухому вигляді. На другій стадії використовують процес вологою магнітної сепарації. Щільність виділеного продукту становить 3900 кг / м ^3. Зміст магнетитових мікрокульок рідко перевищує 10%. Однак промислове витяг магнетитових мікрокульок, за літературними даними, не реалізоване. Однією з причин цього є те, що не забезпечується комплексна переробка всієї маси золи-винесення.

Близьким до заявляється по суті технологічних прийомів є спосіб класифікації порошкоподібних матеріалів в висхідному потоці розділяє середовища, що відрізняється тим, що розділяє середу в процесі її взаємодії з матеріалом багаторазово піддають пульсації, причому інтервал між пульсаціями дорівнює часу осадження великої фракції [3].

Спосіб дозволяє в промисловому масштабі піддавати класифікації порошкоподібні матеріали з однорідними фізико-хімічними властивостями. Його можливості використання для порошкоподібних матеріалів, що включають фази з різними фізико-хімічними властивостями, вкрай обмежені. Пилу ТЕЦ містять набори фаз з різними фізико-хімічними властивостями (щільність і питома поверхня частинок зол рівного розміру, що відносяться до різних фаз, відрізняються в 2 і більше разів).

Найбільш близьким до заявляється є спосіб переробки золошлакових сумішей теплових електростанцій, що включає поділ суміші на легку і важку фракції і наступний висновок легкої фракції, що відрізняється тим, що з метою підвищення якості продуктів переробки за рахунок виділення порожніх мікросфер з легкої фракції, легку фракцію піддають в герметичному посудині тиску рідини з подальшим скидом порожніх скляних мікросфер в верхній частині судини, а незгорілих органічних залишків в нижній частині посудини [4]. Спосіб прийнятий як прототип по максимальному збігу істотних ознак. До недоліків способу слід віднести малу продуктивність, обумовлену періодичністю процесу під тиском.

Метою заявляється технічного рішення є висока питома продуктивність процесу комплексної переробки зол-винесення ТЕЦ.

Поставлена ​​мета досягається тим, що введення вихідного продукту щодо рівня стовпа висхідного потоку рідини здійснюється на відстані 0,2-1,5 м, а весь висхідний потік розбивають по висоті на чергуються ділянки з резкопеременной гідродинамічними режимами ламинарного і турбулентного течій. Інтервал між пульсаціями встановлюють виходячи з часу осадження фракції з максимальним співвідношенням щільності до питомої поверхні частинок в ділянках з ламінарним плином. Крім того, в перерізі висхідного потоку накладається одне або більше магнітне поле напруженістю 800-1200 Гс.

Сутність заявляється способу полягає в тому, що при наявності двох або більше фаз з різними фізико-хімічними властивостями в початкових порошкоподібних продуктах в режимі Стокса, що визначається малими числами Рейнольдса, швидше будуть осідати частинки, що мають максимальне співвідношення щільність / питома поверхня, а не крупність, як це має місце для однорідних товарів. Як правило, реальні порошкоподібні матеріали схильні до утворення агрегатів, що не дозволяє реалізувати сприятливий для класифікації режим Стокса. Турбулізація висхідного потоку періодично по його висоті дозволяє розбити агрегати на їх складові. Кількість турбулентних зон обумовлено міцністю утворених агрегатів і визначається для кожного конкретного продукту. Введення вихідного харчування на певній висоті пульсуючого стовпа рідини зі змінним гідродинамічним режимом забезпечує повну сегрегацію порожнистих мікросфер від супутніх продуктів.

Індивідуальна частка, що рухається в гравітаційному полі і долає висхідний потік рідини, має певну інерцію, якій має бути достатньо для подолання замикаючого ефекту турбулентного шару. При збільшенні висоти турбулентного шару ефект класифікації різко падає.

Магнітні частинки, що містяться в попелі, можуть бути трьох типів: підвищеної щільності - магнетитові кульки, дефектні неідеальної форми і порожнисті магнітні мікросфери з більш низькою щільністю. Магнітне поле в зоні осадження щільних частинок дозволяє відокремити останні від крупнокристаллической маси оксидів кремнію. Магнітне поле в зоні виносу легкої фракції забезпечує виділення із загального потоку дефектних і порожнистих магнітних частинок.

Спосіб може бути здійснений, наприклад, в пульсаційної колоні з завихряется насадкою, розташованої по висоті колони на певній відстані при безперервної подачі вихідного матеріалу в середню частину колони. Можливість реалізації заявленого способу підтверджується наступними прикладами.

Приклад 1. Класифікації піддавали суміш, яка містить в рівних вагових частинах кварцовий пісок = 2,3 г / см ^3, S _уд = 0,9 м ² / г, фракційний склад: <0,063 мм - 5%; 0,1 - 0,063 мм - 20%; 0,2 - 0,1 мм - 50%; 0,4 - 0,2 мм - 25%), - Al ₂ O ₃ ( = 4,0 г / см ^3, S _уд = 240 м ² / г, фракційний склад: <0,063 мм - 7%; 0,1 - 0,063 мм - 31%; 0,2 - 0,1 мм - 45%; 0,4 - 0,2 мм - 15%) і магнетитові мікрошарікі ( = 4,8 г / см ^3, S _уд = 0,5 м ² / г, фракційний склад: <0,063 мм - 70%; 0,1 - 0,063 мм - 21%; 0,2 - 0,1 мм - 4%; 0,4 - 0,2 мм - 5%).

Процес здійснювали в колонній пульсаційному апараті діаметром 50 мм з пневматичними пульсаторами і завихряющими перегородками. Відстань між перегородками становило 80 мм, а площа живого перетину насадки - 30%. Швидкість висхідного потоку води становила 0,005 м / с. Амплітуду пульсації витримували в межах 5 мм. Частоту пульсації варіювали в межах відносин: щільність / питома поверхня, властивих двом немагнітним продуктам (кварцовий пісок і -Al ₂ O _3). В даному випадку 0,2-5,0 імп / хв. У нижній частині колони розташували кільцевої електромагніт, що забезпечує необхідний діапазон напруженості магнітного поля в перерізі висхідного потоку (1000 Гс). Ефективність процесу оцінювали за результатами рентгенофазового аналізу і візуальним контролем за якістю виділених продуктів з використанням мікроскопа. Результати усталених режимів класифікації характеризувалися різким максимумом розділяє здатності при частоті пульсації близькою відношенню щільності піску до його питомої поверхні 3 імп / хв. Магнітне поле в зоні осадження щільних частинок дозволило відокремити магнетитові мікрошарікі від крупнокристаллической маси оксидів кремнію. У цих умовах були отримані 3 типи продуктів: верхній продукт (містить 92% -Al ₂ O ₃ і 8% кварцового піску), нижній немагнітний продукт (містить 8% -Al ₂ O ₃ і 92% кварцового піску) і нижній магнітний продукт, що складається з магнетитових мікрокульок.

Приклад 2. Класифікації піддавали летючу золу від спалювання вугілля. Для проведення процесу використовували колонний апарат, описаний в прикладі 1. Висота робочої зони висхідного потоку становила 2 м. Введення суспензії золи-винесення здійснювали через лійку на рівень 0,1; 0,2; 1,0; 1,5; 1,6 м по висоті висхідного потоку. Промивну воду подавали через нижній патрубок колонного апарату в зоні пульсаційної камери. Швидкість висхідного потоку становила 0,038 м / с. Частота пульсації, виходячи зі співвідношення щільність / питома поверхня магнетитових мікрокульок, становила 10 імп / хв. Амплітуда - 5 мм. У верхній і нижній частинах колони розташували кільцеві електромагніти, що забезпечують необхідний діапазон напруженості магнітного поля в перерізі висхідного потоку (1000 Гс). Ефективність процесу визначали візуальним контролем за якістю виділених продуктів з використанням мікроскопа. Паралельні проби вибірково піддавали рентгенофазового аналізу. Вихід порожнистих мікросфер визначали після осадження суспензії верхнього зливу колони в відстійнику. Залежно рівня введення вихідної суспензії вихід порожніх мікросфер склав відповідно 51, 82, 84, 88, 89 і 88%.

Приклад 3. Переробці в пульсаційному апараті піддавали 5 кг золи. Процес проводили як в прикладі 2. Ефективність процесу визначали за кінцевим виходу магнітного продукту (див. Таблицю). За результатами проведених випробувань встановлено, що для повного якісного виділення магнітного продукту необхідна одна або більше магнітне поле напруженістю 800-1200 Гс.

Приклад 4. Переробці в пульсаційному апараті піддавали 10 кг золи Ірша-Бородінського басейну. Процес проводили як в прикладі 3 при напруженості магнітного поля 1000 Гс. В результаті отримано 6 видів продуктів, кг:

Порожнисті мікросфери - 0,051

Магнетитові кульки - 0,19

Магнітні частинки дефектні - 0,07

Порожні магнітні мікросфери - 0,004

Кварцовий пісок - 1,2

Відстій верхнього зливу - 8,4

Відстій верхнього зливу колони використовували для тестових випробувань на придатність для виробництва цементу за традиційною технологією Красноярського цементного заводу. Результат позитивний.

Таким чином, заявляється технічне рішення забезпечує комплексну переробку золи-винесення ТЕЦ. Питомі навантаження, які за результатами пілотних випробувань склали 1,2 т / год · м ^2, дозволяють стверджувати про можливість створення високоефективних виробництв, що забезпечують комплексну переробку золи-винесення ТЕЦ.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Пат. РФ 2013410, C 04 B 18/10. Спосіб отримання мікросфер з водної суспензії летючого попелу ТЕС.- БІ N 10, 1994..

2. Пат. США 4432868, B 02 C 23/14. Виділення високоякісного магнетиту з золи-винесення.

3. А. с. СРСР 671844, B 03 B 5/68. Спосіб класифікації порошкоподібних матеріалів.- БІ N 25, 1979.

4. А.с. СРСР 1697885, B 03 B 7/00. Спосіб переробки золошлакових сумішей теплових електростанцій.- БІ N 46, 1991. - прототип.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб переробки відходів теплових електростанцій, переважно золи-винесення, що включає поділ відходів на легку і важку фракції в розділяє середовищі, що відрізняється тим, що поділ здійснюють в висхідному потоці розділяє середовища, при цьому на потік в його перерізі накладають магнітне поле напруженістю 800 - 1200 Гс, а введення поділюваних відходів здійснюють на відстані 0,2 - 1,5 м щодо рівня стовпа висхідного потоку, причому весь висхідний потік розбивають по висоті на чергуються ділянки з резкопеременной гідродинамічними режимами ламинарного і турбулентного течій, додатково на висхідний потік впливають багаторазової пульсацією , частоту якої встановлюють пропорційно часу осадження фракції фази з максимальним співвідношенням щільність / питома поверхня частинок в ділянках з ламінарним плином.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в перерізі висхідного потоку накладається одне або більше магнітне поле.

Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів