WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

ОЖ 66.661:66.099.2 олжазба ыында

ЕРЖАНОВ НРЛАН МІРЛЫ

Кмір майдасын тйіршіктеу процесін жргізуге

арналан аппаратты зірлеу

05.17.08 – Химия технологиясыны процестері мен аппараттары

Техника ылымдарыны кандидаты ылыми дрежесін алу шін дайындалан диссертациясыны

Авторефераты

.

азастан Республикасы

Шымкент, 2010

Жмыс.А.Ясауи атындаы Халыаралы аза-трік университетіні Шымкент институтында орындалды

ылыми жетекшісі: техника ылымдарыны докторы,

профессор Серманизов С.С.

Ресми оппоненттер: техника ылымдарыны докторы

Сембиев О.З.

техника ылымдарыны кандидаты

Теізбаев Е.Ж.

Жетекші йым: М.Х.Дулати атындаы Тараз

мемлекеттік университеті

Диссертация 2010 жылы «30» арашада саат 1500 М.О.уезов атындаы Отстік азастан мемлекеттік университетіні жанындаы Д 14.23.01 диссертациялы кеесіні мжілісінде оралады (160012, Шымкент аласы, Туке хан даылы, 5, бас имарат, 342 аудитория).

Диссертациямен М.О.уезов атындаы Отстік азастан мемлекеттік университетіні кітапханасында танысуа болады (160012, Шымкент аласы, Туке хан даылы, 5, 215-аудитория).

Автореферат 2010 жылды «29» азанда таратылды.

Диссертациялы кеесті

ылыми хатшысы, т..д., профессор Б.Р.Арапов

Кіріспе

Жмысты жалпы сипаттамасы. азіргі тада азастанда тзілген шамамен 20 млрд. тонна атты алдытарды негізін раушы ндіріс алытарыны бір тріне кмір тау–кен ндірісіні жне оларды жаудан алатын алдытарды тзілуі жылына 60 млн. тоннаа жетеді. Осындай ндіріс алдытары кен айыру жне жылу энергетика алдытары болып екіге блінеді.

Ленгір аласыны маында 2 млн.т жуы шахта алдыы - майда дисперсті материал жер бетінде террикондарда - йінділер трінде саталынады. Бл шахта алдыы Ленгір аласынан 0,3–1,2 км ашытыта аланы солтстік жаында шашырай орналасан. Бл алдытар майда дисперсті жне гидрофобты асиетке ие болуына байланысты, желді кндері атмосфера ауасына оай ктерілуі себебінен, оршаан ортаа жне адам азасына орасан зор зиянын тигізуде. Бл алды рамыны жартысына жуыы бос тау жынысы минералдарынан раландытан, ал оны жартысынан кбісі кмірді майда тйіршіктерінен тратындытан, оларды отын ретінде пайдалануды негізгі себепшісі болды. Ленгірдегі жабы кмір шахта алдытары рамында топыра минералдары 50%–а дейін жететіндіктен, оларды брикеттеу арылы деу крделенеді.

Таырыпты зектілігі. ткен асырда Отстік азастан облысындаы Ленгір кмір кен орны шін маызды мселе кмір ндіру, оны тасымалдау мен нерксіпте олдану болса, азіргі тада осы кен орнындаы алдытарды сатау (йінділерде) мен оларды оршаан орта атмосферасына зиянын тмендету масатында жою мселесі ттесінен ойылып отыр.

Кмір алдытарын пайдалану жолдарыны ішіндегі маызды баыттарыны біріне кмір алдытарын отын ретінде пайдалану баыты жатады. Біра, азіргі тада, рамы бос тау жыныстары жне минералдарымен ласталан кмір алдытарын отын ретінде пайдалану те нашар дамыан. Егер, дебиеттерде кмір ндірісіні алдытарын пайдалану арастырыландай болса, ол кбінесе таза кмірден тратын кмірді майда тйіршіктерін жне жаныш сланецтерді брикеттеу арылы отын ретінде пайдалану жнінде мліметтер жиі келтіріледі. Сондытан, бл баытта жргізілген зерттеу жмыстарыны барлыы дерлік, мндай кмір ндірісі алдытарын брикеттеу арылы отын ретінде пайдалануа негізделген.

Ленгір кмір шахтасы алдытарын отын ретінде пайдалану технологиясын зерттеу барысында алаш рет Р №19051 алдын ала патентінде алдытардан тйіршіктегіштерде тйіршіктелген отын жасау идеясы сынылды. Зерттеулер нтижесінде шахта алдытарынан жасалынан, фракциялары 10–20 мм жне 20–40 мм тйіршіктелген отын, физикалы–техникалы сипаттамалары бойынша пайдалануа жарамды екендігі аныталды. Осылара сйкес кмірді майда алдытарын табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу, тйіршіктелген берік тйіршіктерді отын ретінде пайдалану жоары ылыми жне практикалы ызыушылы танытады жне жмысты зектілігін айындайды.

Диссертациялы жмыс.А.Ясауи атындаы Халыаралы аза–трік университеті Шымкент институтыны Б–ЕФ–1–03/4 20052010, 2010–2015ж.ж. «Халы шаруашылыында пайдалану масатында Отстік азастан аймаындаы тсті металлургия, ттыр материалдар, май деу, минералды тыайтыштар, отын жне т.б. ндірістерді алдытарын айта деу» бюджеттік аржыландырылатын ылыми–зерттеу жмысына сйкес орындалды.

Жмысты масаты. Кмір майдасынан беріктігі жоары тйіршіктер алуды амтамасыз ететін аппаратты зірлеу, тйіршіктеу процесіні параметрлерін оптимизациялау, табашалы тйіршіктегішті ылыми-негізделген есептеу дістемесін тзу, аппаратты тжірибелік–ндірістік сынау жне оны нерксіпке ендіру.

Осы масатты орындау шін келесі мселелер ойылды:

  • кмір майдасынан беріктігі жоары тйіршіктер алуды амтамасыз ететін аппаратты зірлеу;
  • кмір майдасынан тйіршіктерді тзілу жне лаю кинетикасы мен механизмі зерттеп, тйіршіктеу процесін сипаттау жне кмір майдасыны физикалы крсеткіштерін зерттеулер бойынша оны тйіршіктеу ажеттілігі длелдеу;
  • майда кмір алдытарын тйіршіктеу дістерін талдау бойынша табашалы тйіршіктегіште домалату дісіні тиімділігі негізделіп, табашалы тйіршіктегіш зірлеу;
  • алынан регрессия тедеуі негізінде тйіршіктеу процесіні параметрлері оптимизациялау;
  • аппаратты тиімді жмыс режимі мен німні беріктілігіне ыпал ететін параметрлер зерттелді жне табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу процесін жргізу шін ылыми-негізделген дістеме сыну;
  • жргізілген жмыстарды нтижелерін растау шін тжрибелік-ндірістік сынау жне нерксіпке ендіру.

Диссертациялы жмысты зерттеп, дайындауды негізі кмір алдытарын айта деп трмыста пайдалану шін ажетті аппараттарды дайындау, оларда жргізілетін процестерді арындандыру болып табылады. Кмір алдытарын тйіршіктегіште байланыстырыштармен бірге тйіршіктеу арылы процесті арындандырып, беріктігі те жоары тйіршіктелген отын алынады.

Жмысты ылыми жаалыы:

  • аппаратты тиімді жмыс режимі мен німні беріктілігіне ыпал ететін параметрлер зерттелді жне табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу процесін тиімді жргізуді ылыми-негізделген дістемесі жасалынды;
  • тйіршіктеу процесіні отайлы параметрлерін анытауа арналан регрессия тедеуі зірленді;
  • алынан регрессия тедеуі негізінде тйіршіктеу процесіні параметрлерін оптимизациялау номограммасы зірленді.

Тжірибелік ндылыы. Тиімді байланыстырыш олдану арылы кмірді майдасынан атты отын алуды тсіліне (инновациялы патентке №2010/0809.1 сыныс) о шешім алынды. Кмір майдасынан беріктігі жоары тйіршіктер алуды амтамасыз ететін табашалы тйіршіктегішті табашасын есептеу жне тйіршіктеу процесін тиімді жргізуді ылыми-негізделген есептеу дістемесі тзілді. Іс-жзінде олданан жадайда тйіршіктеу процесіні тиімді параметрлерін анытау шін регрессия тедеуі мен номограмма зірленді. Кмірді майдасынан атты отын алуды нерксіптік сынатары жргізілді.

ылыми аидаларды, орытындылар мен сыныстарды негізделуі мен натылыы. Эксперименттік зертханалы жне нерксіптік ондырыларда алынан нтижелер дебиеттерде келтірілген мліметтермен салыстырылып, ылыми дістемелермен негізделді. ылыми–зерттеу жмыстарын жргізу ажеттілігін негіздеу табашалы тйіршіктегіште тйіршіктерді те жоары беріктігін амтамасыз ететін процестерін зерттеп, дайындау болып табылады. Таырыпты зерттеп дайындауа ажетті берілген мліметтер кмір алдытарыны майдасын тйіршіктеу дістерін, тйіршіктеуге олданылатын аппараттарды конструкциясын тадау, жргізілген зертханалы зерттеулер нтижесі жне табашалы тйіршіктегішті жмыс істеу нтижелері болып табылды.

Жмысты сыналуы. Диссертациялы жмысты негізгі аидалары XIII Международная научно-техническая конференция «Экология и жизнь». (Пенза, Ресей, 2007 ж.), “Инновациялы технологияларды білім беру мен ылымдаы азіргі кездегі мселелері” Халыаралы ылыми–практикалы конференциясында (Шымкент, 2009 ж.); академик У.А.Жолдасбековты 80 жылдыына арналан симпозиумда (Алматы, 2010 ж.); «Балама энергетиканы перспективалы баыттары жне энергия немдеуші технологиялар» Халыаралы ылыми-тжірибелік конференцияда (Шымкент, 2010 ж.), «Студент жне ылым: болашаа кзараспен» 10-ші Республикалы ылыми студенттік конференциясында (Алматы, 2010 ж.) баяндалды жне талыланды.

Тжірибелік нтижелерді сыналуы. Ленгір кмір кен орнындаы кмірді майдасынан беріктігі жоары тйіршіктелген атты отын алу бойынша зірленген технологиялы схема нерксіптік жадайда іс-жзінде сынау «Силикат» ЖШС ндірістік базасындаы ондырыда жргізіліп, длелденді.

Жмыс нтижелерін іске асыру 65869 мы тенге клемінде экологиялы-экономикалы тиімділік алуа ммкіндік берді.

орауа сынылан ылыми аидалар:

  • тиімді байланыстырыш олдану арылы кмірді майдасынан беріктігі жоары атты отын алу тсілі;
  • тйіршіктеу процесіні оптимизацияланан параметрлері;
  • алынан атты отынны сапасына ыпал ететін негізгі факторларды мндерін анытау тедеулері, дістері жне номограммасы;
  • негізгі аппаратты конструкциялы жне технологиялы параметрлерін есептеу дістемелері;
  • тйіршіктеу процесін тиімді жргізуге арналан табашасыны жетілдірілген рылымы;
  • тжрибелік-нерксіптік сынау нтижелері.

Негізгі блім

Кіріспеде арастырылатын ылыми мселені азіргі тадаы жадайы бааланып, ылыми-зерттеу жмысын жргізу ажеттілігі негізделді. Таырыпты зектілігі крсетіліп, жмысты масаты мен зерттеу тапсырмалары тжырымдалды. Таырыпты зірлеу шін негіздемелер мен бастапы мліметтер, зірлеуді жоспарланатын ылыми-техникалы дегейі, диссертациядаы патенттік зерттеулері мен метрологиялы амтамасыз етілуі туралы малматтар, орауа сынылан аидалар, іс-тжірибелік ндылыы мен іс-тжірибелік нтижелерді сыналуы крсетілді.

Бірінші блімде кмірді майда алдытарын домалату дісімен тйіршіктеуді азіргі тадаы жадайы сипатталды. Майда кмір алдытарын тйіршіктеу дістері арасында домалатып тйіршіктеу дісін олдануды ажеттілігі арастырылды. Осы діс бойынша тйіршік алу барысында тйіршіктелетін блшектерді зара рекеттесу механизмі, тйіршік дндеріні тзілуі мен лаю кинетикасы сипатталды. Тйіршіктеу процесін сипаттау барысында тйіршіктерді лаюыны сызыты жылдамдыы тйіршіктеу режиміні параметрлері мен німні асиетіне байланысты екендігі келтірілді. Табашалы тйіршіктегіштер тйіршіктеу процесіні жоары німділігі мен тиімділігін амтамасыз ететіндігі крсетілді. Кмірді майда алдытарын домалату дісімен тйіршіктеу процесінде байланыстырыштарды олдану негізделді.

Екінші блім байланыстырыштарды олданып домалату дісімен кмір майдасы мен алынан тйіршіктерді асиеттерін, дайын тйіршіктерді беріктілігін жне тйіршіктеуді негізгі режимдерін эксперименттік зерттеуге арналан.

Домалату дісі арылы тйіршіктеу процесін есептеуді негізделген инженерлік дісін жне оны жргізуге арналан аппаратуралы рсімдеуді зірлеу кмір майдасыны физикалы-механикалы асиетін зерттеуімен тыыз байланысты.

Зерттелінетін кмір нтаы мен алынан тйіршікті тгілу тыыздыын анытау нтижелері бойынша кмір нтаыны тгілу тыыздыымен салыстыранда, сатауа немесе тасымалдауа арналан наты клемді ыдыса домалату дісімен алынан диаметрі 20-25 мм те сфера пішініндегі тйіршіктелген кмір 1,5-2 есе кп сияды.

Кмір майдасыны ішкі йкеліс коэффициенті мен сусымалдылыыны ылалдылыпен байланысы 1-суретте крсетілді.

нтатрізді кмір майдасы шін сусымалдылыты е жоары маыналарына 4-8% аралыындаы, ал кмір нтаы шін ішкі йкеліс коэффициенттеріні е тмен маыналарына 4-8% аралыындаы ылалдылы сйкес келеді. Демек, ылалдылыа байланысты осы материал сусымалдылыыны згеру мінезі ішкі йкеліс брыштарыны згеру сипатымен аныталады.

Зерттелінетін кмір майдасы мен алынан тйіршіктерді гигроскопиялыын зерттеу нтижелері бойынша бастапы кмір майдасымен салыстыранда алынан тйіршік атмосфералы ауадан бу трізді ылалды орташа шамамен 4 есе аз сорбциялайды, демек дайындалатын кмір тйіршіктеріні гигроскопиялыын тмендету шін оларды тйіршіктеу керек.

1 сурет - Кмір майдасыны ішкі йкеліс коэффициенті (1-ші исы) мен сусымалдылыыны (2-ші исы) ылалдылы пен арасындаы байланысы

нтатарды ныыздалуа бейімділігі німні сапасын тмендетеді жне ары арай олдануды иындатады. Ныыздалмаан сусымалы німдерді алу масатында кептіру температурасы мен ылалдылытары, гранулометриялы рамына сері зерттелінді. нта трізді кмір майдасыны ныыздалуын болдырмау масатында, тйіршік лшемдері 0,20,25 мм кем болмауы тиіс. нта трізді кмір майдасыны ылалдылыы 1%-дан жоары болмауы керек, ал тйіршіктелген нім шін ылалдану аралыын 6-10%-а дейін жоарылатуа болады.

Тйіршіктелген нім сапасыны негізгі сипаттамалары мен оны ылалдылыы арасындаы байланыс 2-суретте келтірілген. -ді 6-дан 10%-а дейін згерткенде тйіршіктер тыыздалады.

Тйіршіктерді ылалдылыын жоарылатуына арамастан, оларды кеуектілігі тмендейді, ол тйіршіктерді механикалы беріктілігіні артуына ыпал етеді. -ді жоарылатан сайын ра тйіршіктерді кеуектілігі кбейеді жне, осыан байланысты, йкелу мен соыа беріктілігі тмендейді. Мндай жадайда тйіршіктерді ысуа беріктілігі бірден ктеріледі. Крсетілген сипаттамаа байланыстырыш оспаны шыыны немесе тйіршіктерді кеуектілігі кп сер етеді. ысуа беріктілігі жоары тйіршіктер алу шін байланыстырыш ерітіндіні концентрациясын жоарылату ажет. Тйіршіктерді механикалы асиеттері (соыа беріктігі) мен табашаны екіштік брышы арасындаы байланыс 3-суретте крсетілген.

Ылалдандыруды жоары дрежесі мен табашаны екіштік брышын йлестіргенде беріктілігі жоары тйіршіктер алынады, мндай жадайда бастапы материалды бір бірлігіне шаанда байланыстырыш оспаны шыыны мен тйіршіктеу уаыты жоары болады.

1 – 4%; 2 – 8%; 3 – 9%; 4 – 10%; 5 – 11%

3 сурет - Алынатын тйіршіктерді ртрлі ылалдылытарында табашаны екіштік брышыны тйіршіктерді соыа беріктілігіне сері

Кмір ндіру орындарыны кмір майдасынан тйіршіктелген атты отын алу тсілінде байланыстырыш ретінде ССБ пайдалану жне оан осымша Ca(OH)2 ендіру, німді оймаларда сатау жне тасымалдау кезінде тйіршіктерді жоары беріктігін амтамасыз ететіндігі сипатталды.

Кен орныны кмір майдасын тйіршіктеу шін тйіршіктегіш табаныны (4-сурет, а,б) трлері тиімді болып табылады. Тйіршіктегіш табаныны (4-сурет, в) трін олдандананда тйіршіктер тзілмейді.

Жиектелмеген табаны тегіс (4-сурет, а) табашаны кемшіліктері бар. Оларды цилиндр трізді жиегі мен тегіс табаныны бір-біріне жаласатын орнында жмыс істемейтін кеістік («лі айма») пайда болады (5-суретте арамен боялан).

Бл жерде табаша айналан кезде тйіршіктеу процесі жрмейді, себебі тйіршіктелетін материалдарды рамындаы тйірлер ортадан тепкіш кштерді серінен жиек пен табанны иылысан жерінде жинаталады да жмыс істемейтін «лі айма» тзеді.

Бл дегеніміз табаша айналан кезде жинаталан «лі айма» оны жиегіне пайдасыз салма тсіреді де, айналдыруа ажетті уатты арттыруа келіп соады. Сонымен атар, табашаны пышаын жмыса осан кезде «лі аймата» тапталан масса тйіршіктерге осылып, оларды сапасын тмендетеді.

Жоарыдаы кемшіліктерді жою шін табашаны табанын біртегіс емес, жиектелген етіп жасау (4-сурет, б) сынылды. Ол шін мнін 0-ден аралыында згерту керек. мнін шектік мндерде 0 жне абылдаан кезде екі жадайа келеді. Табашаны =0 жадайында (4-суреттегі, а) «лі айма» пайда болады. Ал екінші шектік жадайда табаша сфера (міршедігі жо) трізді болады. Мндай табашаларда тйіршіктеу процесі жрмейді. Сол себептен табашаны диаметрі =8002000 мм аралыында =0,0120,03, ал =22003200 мм аралыында =0,010,0145 деп алуды сынамыз. Тйіршіктегіштерді осы сынылан жетілдірілген табашаларын пайдалану тйіршіктелетін материалдарды рамындаы блшектер ортадан тепкіш кштерді серінен жиек пен табанны жаланан жерінде жинаталмайды да «лі айма» тзілмейді. Осы себептен табашаны жетегіне салма тспейді, тйіршіктегішті німділігі артады, уаты тмендейді жне тйіршіктелген материалдарды сапасы жоарылайды.

3 блімде экспериментті жоспарлау дісін олдану арылы табашалы тйіршіктегіште домалату дісімен тйіршіктеуді зерттеу жмыстары жргізілді.

абылданан технологиялы схема бойынша байланыстырышты олдану арылы кмір нтаын тйіршіктеуді негізгі масаттарыны бірі технологиялы процесті жргізу шарттарыны соы нім параметрлеріне серін анытау болып саналады. Эксперимент барысында табашалы тйіршіктегішті айналу жылдамдыы мен екіштік брышыны, сйы байланыстырыш пен к суы млшерлеріні алынатын тйіршіктерді сапасына сері зерттелді. Сапаны критерийі ретінде алынан тйіршіктерді белгілі биіктіктен тсіргендегі беріктігі абылданды. Яни, бастапы факторлар ретінде келесілер абылданды: тйіршіктегіш табашасыны айналу жылдамдыы (x1), сульфитті–спирттік барданы млшері (x2), к суыны млшері (x3) жне тйіршік табашасыны екіштік брышы (x4). Домалатып тйіршіктендіру уаыты ата трде саталынды. Вариацияланатын факторларды мндері аныталып, алынан тйіршіктерді тсіруге беріктігі (Y) процесті отайландыру параметрі болып абылданды.

Регрессияны сызыты тедеуіні коэффициентерін анытау шін эксперимент жоспары ретінде типті ТФЭ жоспары абылданды. Эксперименттік нктелерді жалпы саны кем болмауы тиіс, немесе апаратты энтропия туындайды. ойылан тапсырманы шарттарына байланысты факторлар ретінде жоарыда аталан трт факторлар абылданды. Жоспарлау матрицасында факторлар кодталан трінде сынылды

Экспериментті математикалы жоспарлау талаптарына сйкес Бокс–Бенкин жоспарын олданды, бл жоспар факторлар арасындаы барлы зара серлерді ескеретін, апаратты трыдан е ауымды болып саналады.

рылан жоспара сай 27 тжірибе жргіздік. Тжірибені тиімділік шарттарын жоспар орталыында атарынан жргізілген тжрибелер бойынша анытады.

Есептеу нтижелері бойынша кодты кйдегі регрессия тедеуі алынып, мні тмен коэффициенттер алынан со регрессия тедеуі келесі трге келді:

(1)

тпелі коэффициенттерін орнына ойан со затты кйдегі регрессия тедеуі алынды:

(2)

Тедеуді біртіндеп адамды шешу арылы сульфитті–спирттік барда мен к суыны концентрациясына, тйіршіктегіш табашасыны екіштік брышына жне айналым жылдамдыына байланысты алынан тйіршіктерді е жоары беріктігін анытау шін номограмма растырылды (6-сурет).

Алынан тедеуді адекваттылыын тексеруін, яни функцияны мнін жеткілікті дрежедегі ытималдылыты баяндауа ммкіндігі жргізілді. Ол шін е алдымен адекватты емес дисперсия бааланып, бізді есептеу нтижелерімізде боландытан регрессия тедеуі адекватты болып саналады. Регрессия тедеуі тйіршіктеу процесіндегі параметрлер мен алынан нім сапасы арасындаы зара байланысты адекватты трде баяндайды.

6 сурет- Тйіршіктерді тсіруге беріктігі мен факторларды тиімді мндерін анытайтын номограмма

Эксперименттер бойынша, кмір майдасыны рамында сйы байланыстырыш оспаны (5–7%) мен к суыны (1-2%) млшерлері, тйіршіктегіш табашасыны екіштік брышы (40–600) жне айналу жылдамдыы (24 айн/мин) тйіршіктерге тсіруге тиімді беріктік беретіндігі аныталады. Осындай шарттарда алынатын тйіршіктелген материалды ірілігі 30 мм те болды. Бл фактіні крсетілген млшердегі байланыстырышты оспасы адсорбциялы абат тзу арылы кмір майдасы тйіршігін аптауа жеткілікті деп тсіндіруге болады. Ол кейін кмір майдасыны тйіршіктері арасындаы байланыстарды елеулі берік ететін тзды кпірлерді алыптастыру арылы кристаллданады. Тйіршіктегіш табашасыны екіштік брышын 600–а дейін жоарылатанда сульфитті–спирттік барданы млшері отайлы млшерден, яни 7%–дан асады. Осындай шартта сульфитті–спирттік барданы арты млшері тйіршікті бетіне ыыстырылып, тйіршіктеу процесіні тиімділігі тмендейді. Демек, байланыстырыш араласпаны млшерін кбейткенде тйіршік–сйы атынастыы сйы–сйы лсіз атынастыына біртіндеп ауысуына келтіреді.

Кмір майдасын тйіршіктеу процесіне к суыны елеулі ыпалы аныталды. к суыны млшерін отайлы млшерден асыранда байланыстырыш сйыты тйіршік бетіне ыыстырылуы байалады, осыан байланысты оларды тсіруге беріктігі бірден тмендейді.

Процесті жылдамдыын 24–тен 30 айналым/мин дейін жоарылатанда майда кмір рамындаы тйіршіктер жмсарып, байланыстырыш оспадаы су блінеді, нтижесінде тауарлы фракция шыымы бірден тмендейді. Ал процесті жылдамдыын 30 айналым/мин асыранда тйіршіктелген материал рамындаы байланыстырыш сйыты концентрациясы бірден жоарылады, демек сапалы нім аланда осындай жадайды болдырмау керек.

Номограммада крсетілгендей алынан тйіршікті тсіруді е жоары беріктілігіне, яни, 36 рет тсіру беріктілігіне, тйіршіктегіш табашаны 18 айналым/мин те айналым жылдамдыында, сульфитті–спирттік барданы 6% млшерінде, к суыны 1,4% млшерінде жне тйіршіктегіш табашаны горизонта 460 екіштік брышында жетуге болады. Тйіршік беріктілігіні артуын келесідей тсіндіруге болады: тйіршікті алыптастыру барысында сульфитті–спирттік барда тйіршік рамындаы заттармен айасып, кеуектерді толтырады жне тйіршікті тыыз домалануына ыпал етеді. Крсетілген шарттарда тйіршіктеу процесін жргізгенде тйіршіктерді беріктігі е тиімді болатындыы длелденді.

Эксперимент нтижелері жне алынан тедеулер ССБ-ны 57% аралыындаы млшері, табашаны айналым жылдамдыы - 1224 айн/мин, к суыны 1,131,65% аралыындаы млшері жне тйіршіктегіш табашаны горизонтальа 36550 екіштік брышы дайын німге, яни тйіршіктелген кмірге е жоары беріктілік беретіндігі аныталды.

4 тарауда кмір майдасы алдытарынан алынан тйіршіктелген отынды ндірістік жадайда сынау жне ндіріске енгізу нтижелері келтірілді.

Кмір майдасын тйіршіктеу технологиясын талдау негізінде жне осы жмыста крсетілген есептеу дісін, делетін материалды физикалы-механикалы асиеттерін эксперименттік зерттеулер нтижелерін олдану арылы тйіршікті беріктігін жоары дрежеде амтамасыз ететін байланыстырышты пайдаланып кмір майдасын атты отына тйіршіктеуді технологиясы зірленді.

Кмір майдасын тйіршіктеу шарттарын ндірістік табашалы тйіршіктегіште зерттедік. Тйіршіктегіш табашасыны диаметрі 3000 мм, табашаны айналу жылдамдыы – 18 айн/мин.

Cынау барысында лшемі 2030 мм те траты тйіршіктер ССБ-ны 57% аралыындаы (кмір майдасыны массасына шаанда) млшерде осылан жадайда тзілетіндігі аныталды. Тйіршіктерді тзілу уаыты 1012 мин.

Зертханалы жадайда жргізілген эксперименттік зерттеулер Ленгір кен орнындаы кмір алдытарынан тйіршіктелген отын алу ммкіндігін крсетті.

Ленгір кмір кен орнындаы шахта алдытарыны кесектенуін тексеру шін нерксіптік табашалы тйіршіктегіште тйіршіктелді. нерксіптік сынауды «Силикат» ЖШС ндірістік базасындаы ондырыда жргіздік.

сынылып отыран технология кмір майдасын табашалы тйіршіктегіште домалату дісімен тйіршіктеу тсіліне жатады жне химиялы жне кмір нерксіптерінде кмір майдасыны алдытарын тйіршіктеу шін олданылуы ммкін.

Кмір майдасын домалату дісімен табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу процесін есептеуді ылыми негізделген дістемесінде табашалы тйіршіктегішті негізгі конструкциялы лшемдерін ндірістік жадайда олдануа сынылды. Сонымен атар растырылан номограмма бойынша (6-сурет) кмірді майдасын тйіршіктеу процесіндегі отайлы параметрлерді абылдауа болады.

Табашалы тйіршіктегішті німділігі тмендегі формула бойынша аныталды:

(3)

Табашалы тйіршіктегіште тйіршіктерді тзілу уаытыны орташа мнін тмендегі формуламен анытаймыз:

(4)

Табашада тйіршіктелетін материалды салмаын мына формула бойынша есептейміз:

(5)

Террикондар трінде кмір шыаруды майда алдытарын сатаанда, оны бетінен атмосфераа шатын ша оршаан ортаны экологиялы тепе-тедігін бзады. Осы себептен жмыста оршаан ортаа зиян келтірмеу шыыны есептелінді. Ол 9619 мы теге рады. Ленгір кен орнындаы кмір майдасыны алдытарынан дайындалатын тйіршіктелген отынны сынылан технологиялы схемасыны экологиялы тиімділігі - 9619 мы тенге, ал экономикалы тиімділігі 56250 мы теге рады.

орытынды

Диссертациялы зерттеулер нтижелері бойынша ысаша орытындылар

1. Тйіршіктеу процесіні тиімділігі оны аппаратуралы рсімделуімен аныталатындыы длелденді. Тйіршіктегіш аппараттара сипаттама беріліп, табашалы тйіршіктегіштерді арасында жиектелген табаны тегіс тйіршіктегіште тйіршіктеу процесіні жоары німділігі мен тиімділігін амтамасыз ететіндігі сипатталды.

2. Ленгір кмір кен орныны кмір майдасын тйіршіктеу арылы айта деу процесі негізделді.

3. Тйіршіктегіш табашасыны жетілдірілген рылымын тйіршіктеу процесінде олдану ажеттілігі негізделді.

4. Тйіршіктеу процесіні параметрлерін оптимизациялауды регрессия тедеуі жне оны негізінде номограмма зірленді.

5. Іс-жзінде Ленгір кмір кен орныны кмір майдасын тйіршіктегенде сульфитті–спирттік барда мен к суыны концентрациясын, тйіршіктегіш табашасыны екіштік брышы мен айналым жылдамдыыны байланыстарынан растырылан номограмма бойынша анытап, тйіршіктерді е жоары беріктігіне жетуге болатындыы крсетілді.

6. нерксіптік сынау «Силикат» ЖШС ндірістік базасындаы ондырыда жргізіліп, Ленгір кмір кен орныны кмір майдасынан атты отын алу бойынша зірленген технологиялы схеманы нерксіптік жадайда іс-жзінде олданылуы длелденді.

7. Табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу процесін іске асыру барысында олданылатын есептеу дістемесі жасалынды.

8. Ленгір кмір кен орнында кмір майдасынан шатын шанан оршаан ортаа келтірілетін жыл сайыны экологиялы зиян 9619 мы теге рады.

9. Жмыс нтижелерін іске асыру 65869 мы теге экологиялы-экономикалы тиімділік алуа болатындыы длелденді.

ойылан тапсырмаларды толы орындалуын баалау. Жмыс ойылан масата жетіп, ойылан тапсырмалар толы орындалды, яни: кмір майдасынан беріктігі жоары тйіршіктер алуды амтамасыз ететін тйіршіктегішті жетілдірілген табашасы сынылды; майда кмір алдытарын тйіршіктеу дістерін талдау бойынша табашалы тйіршіктегіште домалату дісіні тиімділігі негізделді; алынан регрессия тедеуі негізінде тйіршіктеу процесіні параметрлері оптимизацияланды; аппаратты тиімді жмыс режимі мен німні беріктілігіне ыпал ететін параметрлер зерттелді жне табашалы тйіршіктегіште тйіршіктеу процесін жргізу шін ылыми-негізделген дістеме сынылды; тиімді байланыстырыш олдану арылы кмірді майдасынан атты тйіршіктелген отын алу тсілі зірленді; зерттеу жмыстарыны нтижелері тжірибелік-нерксіптік сынаудан ткізу арылы длелденді.

Нтижелерді наты пайдалану бойынша сыныстар мен бастапы мліметтерді зірлеу. Кмір майдасынан беріктігі жоары тйіршіктелген атты отын алу бойынша сынылан есептеу дістемені, тйіршіктегіш табашасыны жетілдірілген рылымын, тйіршіктеу процесіні тиімді параметрлерін абылдау негізінде шыарылан тедеу мен номограмманы жне зірленген технологияны химиялы, алдытарды деу, жне нерксіпорындарындаы таы баса салаларыны инженерлік-техникалы ызметкерлері, табашалы тйіршіктегіштер жобалау мен технологиялы схеманы зірлеу шін ылыми-зерттеу жне жобалау мекемелер олдануы ммкін.

Тйіршіктеу процесіні оптимизацияланан параметрлері, аппаратты есептеуді ылыми-негізделген дістемесі диссертациялы жмысты нтижелерін пайдалануа арналан бастапы мліметтері болып саналады.

Енгізуді экологиялы-экономикалы тиімділігін баалау. Конструкциясы жетілдірілген тйіршіктегіші бар, беріктігі жоары тйіршіктелген отын ндірісіні сынылан технологиясыны экономикалы тиімділігі «Силикат» ЖШС ндірістік базасында сыналып, жылына ктілетін экологиялы-экологиялы тиімділік 65869 мы тегені райды.

Осы саладаы здік жетістіктермен салыстыранда орындалан жмысты ылыми дегейін баалау. Тйіршіктегішті баса трлері олданылатын жне байланыстырыштарсыз жасалынатын тйіршіктерді алу технологияларымен салыстыранда, зірленген технологиялы схема мен конструкциясы жетілдірілген табашалы тйіршіктегіш кмір алдытарынан алынатын тйіршікті беріктігін 2-3 есе арттыруа жне тйіршіктеу процесін тиімді жргізуге ммкіндік береді. Сонымен бірге сынылан технологиялы схема мен аппаратты конструкциясы арапайымдылыымен, жоары німділігімен жне пайдалануда сенімділігімен ерекшеленеді.

Шартты белгілеулер: ССБ - сульфитті-спирттік барда; ТФЭ - толы факторлы эксперимент; - ылалдылы, %; - табашаны жиектеу радиусы, м; мндаы: - тйіршіктеу коэффициенті, ; - табашаны диаметрі, м; - nабашалы тйіршіктегіште тйіршіктерді тзілу уаытыны орташа мні, са; - табаша жиегіні биіктігі, м; - табашаны толтыру коэффициенті, =0,350,45; - тйіршіктерді тыыздыы, кг/м3; - материалды тыыздалу дрежесі, ; - тйіршіктелген німні тыыздыы, кг/м3; - тйіршіктерді тгілу тыыздыы, кг/м3; - бастапы нтаты тгілу тыыздыы, кг/м3; мндаы: - табашадаы тйіршіктелетін материалды салмаы, кг.

Диссертация таырыбы бойынша жарияланан жмыстарды тізімі

1 Серманизов Н.С., Дарибаев Ж.Е., Серманизов С.С., Ержанов Н... Кмiр алдытарынан отын алу процесі //Отстiк азастан ылымы мен бiлiмi–Наука и образование Южного Казахстана. –Шымкент, 2006.–№ 2 (51) - Б. 131–133.

2 Серманизов Н.С., Шарафиев А.Ш., Серманизов С.С., Ержанов Н.А. Ресурсосбережение и рациональное использование углеотходов в Южном Казахстане //Труды V-Международной научно-технической конференции Материалы и технологии XXI века. - Пенза, Россия, 2007. -С.193-195.

3 Ержанов Н., Серманизов С., Шарафиев А., Шахабаев Е.Ш. Перспективы использования угольного сырья с целью решения энергетической проблемы Южного Казахстана //Труды международной научно–практической конференции «Современные проблемы инновационных технологий образовании и науке». Шымкент, МКТУ им.Х.А.Ясави, Академический инновационный университет, 2009, том 1. -С.202–205.

4 Дрібаев Ж.Е., Сермаызов Н.С., Ержанов Н.., Сермаызов С.С. Кмір шахтасы алдыын отын жасауа пайдалану кезінде дайындалан тйіршектелген отын технологиясы жне оны физика-техникалы сипаттамасы //«Балама энергетиканы перспективалы баыттары жне энергия немдеуші технологиялар» Халыаралы ылыми-тжірибелік конференцияны ебектері, 2 том, Шымкент, М.уезов ат.ОМУ, 2010. -Б.232-235.

5 Дрібаев Ж.Е., Сермаызов Н.С., Сермаызов С.С., Ержанов Н... Шахта алдытарын термиялы кйдіру кезіндегі отынны жану кинетикасын зерттеу //Механика и технология процесстерін лгілеу – Механика и моделирование процессов технологии, Тараз, 2010.-Б.106-111.

6 Дарибаев Ж.Е., Серманизов С.С., Серманизов Н.С., Ержанов Н.А. Разработка технологии переработки угольных отходов //Тезисы докладов Первого международного Джолдасбековского симпозиума по механике, посвященного памяти выдающегося ученого, организатора науки и образования, видного общественного, политического и государственного деятеля, основоположника школы механики роботов и теории механизмов и машин в Казахстане академика Умирбека Арислановича Джолдасбекова, Алматы, 2010. -С.65-66.

7 Ержанов Н.., Серманизов С.С., Мамырлов М.Ы., Серманизов Н.С. Байланыстырышты олданып тйіршіктелген кмір отынын алу процессін математикалы сипаттау //БСА Хабаршысы-Вестник КазГАСА, № 3(37), Алматы, 2010. -Б.53-57.

8 Ержанов Н.., Серманизов С.С., Серманизов Н.С. Кмір майдасынан алынан тйіршіктелген отынды ндірістік жадайда сынау //Вестник НИИ РПС, №1(30), Алматы, 2010. – Б.35-38.

Резюме

Ержанов Нурлан Амирович

«Разработка аппарата для проведения процесса гранулирования угольной мелочи»

05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий

Объект исследования или разработки. Объектом исследования является процесс получения высокопрочных гранул из угольной мелочи отходов Ленгерского угольного месторождения методом гранулирования на тарельчатом грануляторе.

Цель работы. Целью работы является разработка аппарата обеспечивающего получение однородных по составу, высокопрочных гранул из угольной мелочи, оптимизация параметров процесса гранулирования, создание научно-обоснованной методики расчета тарельчатого гранулятора, опытно-производственное испытание аппарата и его внедрение в производство.

Методология проведения работы. В научно-исследовательской работе были использованы классические и современные физико-химические методы исследования, средства измерений, метрологические стандарты, методы математической обработки результатов эксперимента (измерений), обеспечивающих единство и необходимую точность измерений.

Результаты работы.

  • по результатам исследований кинетики роста гранул, механизма и процесса гранулообразования, а также физических показателей, установлена необходимость гранулирования угольной мелочи;
  • на основании анализа методов гранулирования обоснована необходимость проведения процесса гранулирования методом окатывания на тарельчатом грануляторе;
  • усовершенствована конструкция тарельчатого гранулятора, обеспечивающего получение однородных по составу, высокопрочных гранул;
  • на основе полученных уравнений регрессии получена номограмма оптимизации параметров процесса гранулирования;
  • создана научно-обоснованная методика расчета технологических и конструктивных параметров процесса гранулирования на тарельчатом грануляторе.

Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики. Ожидаемые результаты процесса гранулирования угольной мелочи достигаются при использовании следующих оптимальных параметров: содержание сульфитно-спиртовой барды и известковой воды соответственно 5-7% и 1,13-1,65% к массе гранулируемой угольной мелочи, скорость вращения и угол наклона тарелки тарельчатого гранулятора соответственно 12-24 об/мин и 36-550.

Применение усовершенствованной конструкции тарелки не позволяет образованию «мертвой зоны», препятствующих образованию высокопрочных однородных по составу гранул.

Степень внедрения. Основные результаты полученные в работе, подтверждены опытно-промышленными испытаниями по гранулированию угольной мелочи отходов Ленгерского угольного месторождения на производственной базе ТОО «Силикат» на установке, смонтированной на площадке базы.

Рекомендации по внедрению научно-исследовательской работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований положены в основу рекомендации для проектирования, расчета и практических рекомендации по рациональному выбору конструктивных и режимных параметров процесса и аппарата гранулирования.

Область применения. В отраслях химической и угольной промышленности перерабатывающие угольные отходы.

Экономическая эффективность и значимость работы. Ожидаемый эколого-экономический эффект от внедрения результатов данной работы и аппаратурного оформления процесса гранулирования угольной мелочи отходов Ленгерского угольного месторождения составит 65869 тыс.тенге.

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования. Результаты теоретических и экспериментальных исследований положены в основу рекомендации для проектирования, расчета и практического применения по рациональному выбору конструктивных и режимных параметров. Полученные данные могут быть использованы инженерно-техническими работниками в химической и других отраслях промышленности, в научно-исследовательских учреждениях при разработке и проектировании оборудования по переработке отходов угледобывающей промышленности.

Summary

Erzhanov Nurlan Amirovich

"Development of the device for undertaking the process of granulated coal split trifles"

05.17.08 - Processes and technology of chemical devices

The Object of the study or development. The Object of the research is a process of getting highly solid granules from coal split trifles of departure of Lenger coal field by granulating on plate granulator.

The Purpose of the work. The Purpose of the work is a development of the device providing reception of uniform by composition, highly solid granules from coal split trifles, optimization of parameters of granulating process, making scientifically-motivated methodes of the calculation plate granulators, experienced-productional test of the device and its inculcation in production.

The Methodology of the work. The>

The Results of the work.

- the necessity of granulating coal split trifles was defined by the results of the research of the kinetics of the granules growing, mechanism and process of forming the granules and physical factors;

- the necessity in doing the granulating process by the method of roll briquetting on plate granulator was based on the basis of analysis of the granulating methods;

- the design of plate granulators providing reception of uniform highly solid granules by compound was modernized;

- nomogram of optimization of granulating process parameters was got on the basis of regression equation;

- scientifically based method of calculating technological and constructive parameters of granulating process on plate granulator was done.

The Main constructive, technological and technical exploitation. The expected results of the granulating process of coal split trifles are reached at using following optimum parameters: contents of sulfite-alcohol bards and lime water accordingly 5-7% and 1,13-1,65% to mass of granulated coal split trifles, speed of the rotation and angle of inclination of the plate granulator accordingly 12-24 about/mines and 36-55°.

Using advanced designs of the plate does not allow to form "dead space", preventing formation highly solid granules by composition.

The Degree of the inculcation. The main results received in work were confirmed by experienced-industrial tests on granulating coal split trifles of departure of Lenger coal field on production base "Silicate" Ltd. on the device in territory of the base.

The Recommendations on inculcating the research work. The Results of theoretical and experimental tests were prescribed in base of the recommendations for designing, calculation and practical recommendations on rational choice of constructive and parameter process and granulating device.

The sphere of application. In fields of chemical and coal industry processing coal waste.

The economical efficiency and value of the work. The expected ecology-economic effect from inculcation the results of given work and instrumenta design of the granulating process granules of coal split trifles of departure of Lenger coal field will be 65869 thousand tenge.

Prognostic suggestions about development of the object of the research. The results of theoretical and experimental tests were prescribed in base of the recommendations for designing, calculation and practical recommendations on rational choice of constructive and conditional parameters. The received data may be used by engineering-technical workers in chemical and the other branches of industry, in scientific-research places on processing departures of coal extracting industry.

Баспаа 27.10.2010ж. ол ойылды.

ааз пішімі 6084 1/16

Тапсырыс № 1925. Клемі 1,25 б.т. Таралымы 100 дана.

М.уезов атындаы Отстік азастан мемлекеттік университетіні баспа орталыы.

Мекен жайы: 160012. Шымкент аласы, Туке хан даылы, 5



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.