Приоритетные пути развития и реализации новых технологий, отвечающих требованиям промышленной экологии (стр. 1 из 5)

Приоритетные пути развития и реализации новых технологий, отвечающих требованиям промышленной экологии

1. Ресурсосберегающая техника производства стеклянного волокна

В химико-технологическую систему производства стекловолокна входят следующие подсистемы, операторы и процессоры:

A. Подсистема выработки непрерывного стеклянного волокна с показателями качества, соответствующими определенным стандартам.

I. Оператор выработки непрерывного стекловолокна: 1 - процессор намотки стеклонити на бобины, 2 - процессор смачивания пучка волокон ззмасливателем, 3 - процессор формирования пучка волокон, 4 - процессор расплавления стеклошариков, 5 - процессор дозирования стеклошариков.

B, Подсистема выработки стеклянных шариков.

I. Оператор выработки готовых стеклошариков: 1 - процессор охлаждения отжига готовых стеклошариков, 2 - процессор формования заготовок стеклокапли в шарики, 3 - процессор транспортировки заготовок стекломассы, 4 - процессор дозирования струи стекломассы на заготовки, 5 - процессор формирования струи стекломассы.

С*. Подсистема образования стекломассы из компактированной шихты с заданными показателями.

I. Оператор образования стекломассы из компактированной шихты с заданными показателями: 1 - процессор охлаждения стекломассы, 2 - процессор гомогенизации стекломассы, 3 - процессор осветления стекломассы, 4 - процессор стеклообразования, 5 - процессор силикато-образования.

II. Оператор пламенного нагрева стекломассы: 1 - процессор пламено-го нагрева стекломассы, 2 - процессор дозирования топлива.

III. Оператор дозирования и загрузки компактированной шихты и стеклобоя: 1 - процессор дозирования компактированной шихты, 2 - процессор дозирования стеклобоя, 3 - процессор транспортировки компактированной шихты, 4 - процессор транспортировки стеклобоя.

IV. Оператор вторичного использования тепла отходящих газов: 1 - процессор рекуперации тепла отходящих газов, 2 - процессор дозирования воздуха.

С₂. Подсистема классификации компактированной шихты по фракциям.

1. Оператор классификации компактированной шихты: 1 - процессор транспортировки возвратных фракций, 2 - процессор классификации компактированной шихты по фракциям, 3 - процессор дробления компактированной шихты.

С₃. Подсистема образования компактироованной шихты с заданными технологическими и структурно-деформационными свойствами.

I. Оператор охлаждения и упрочнения компактированной шихты: 1 - процессор транспортировки компактированной шихты и просыпи, 2 - процессор упрочнения компактированной шихты за счет протекания твердофазных реакций и тепломассообменных процессов.

II. Оператор образования компактированной шихты в виде плитки с заданными технологическими и структурно-деформационными свойствами:

1 - процессор охлаждения плитки после ее выхода из валкового пресса, 2 - процессор образования из порошкообразной шихты компактированной в виде плитки, 3 - процессор предварительного уплотнения порошкообразной шихты, 4 - процессор дозирования возвратных фракций, 5 - процессор дозирования порошкообразной шихты.

С₄. Подсистема увлажнения и смешения порошкообразной шихты. 1. Оператор увлажнения и смешения порошкообразной шихты: 1 - процессор смешения исходных компонентов в гомогенную смесь,

2 - процессор увлажнения и дозирования связующего компонента, 3 - процессор дозирования компонентов шихты.

Аналогичным образом анализируется операторная модель с эколого-экономических позиций.

Техника измельчения ПМ

Промышленная установка газоструйного измельчения кварцевого песка представлена на р и с. 2.

Энергоносителем является или холодный воздух, или нагретая газовоздушная смесь. Исходный кварцевый песок с размером частиц не более 0,8 мм и влажностью до 0,5% через дозатор по течкам поступает в инжекционные узлы, где увлекается скоростным потоком горячего воздуха с одновременным термическим ударом и в разгонных трубках ускоряется до 300-400 м/с. Оптимальные режимные параметры промышленной установки для достижения необходимых дисперсионных характеристик измельченного кварцевого песка представлены в табл. 1.

Наименование параметров	Характеристика параметров
	Режим 1	Режим 2
Удельный расход энергоносителя, нм3/т кварцевого песка	1440	1100
Расход энергоносителя,hmj/h	2600	2400
Температура энергоносителя, °С	35	590
Удельный расход электроэнергии, кВт ч/т измельченного кварцевого песка	7,4	6,0

Длительная промышленная эксплуатация установки в различных аэродинамических и температурных диапазонах показала, что работа измельчителя в режиме 1 является наиболее приемлемой для заводских условий и позволяет получать заданные технологическим регламентом характеристики сырья.

Для компонентов с твердостью 3-5 ед. по шкале Мооса на базе ударно-отражательного измельчителя разработана технология измельчения карбонатного сырья, предусматривающая ввод в измельчитель ПАВ в количестве 0,03-0,4% с плотностью, промежуточной между насыпной плотностью исходного и насыпной плотностью измельченного сырья. С целью повышения надежности и снижения износа рабочих органов измельчителя на первых двух стадиях в питание дробилки дополнительно вводится измельченный продукт в количестве 7-25%, а на последующих стадиях это количество уменьшается до 1-5%, причем дополнительно вводимый продукт увлажняется до 0,2-3,5% боросодержащим 30-70%-ым раствором или обрабатывается порошкообразным боросодержащим сырьем в количестве 2-7%-ым с удельной поверхностью в 1,1-2,3 раза превышающей удельную поверхность измельченного карбонатного сырья. Дополнительно карбонатное сырье перед измельчением однократно-трехкратно может обрабатываться 7-25%-ым подогретым до 65-95 °С водным раствором А!₂0₃ и CaF₂, включающим компоненты в следующем соотношении: А1₂0₃ - 11-18; CaF₂ - 0,5-4 в количестве 0,5-10% от массы сырья, и подвергаться одно-трехкратному охлаждению путем эндотермического удара длительностью 0,5-2,5 мин.

На рис. 3 представлена усовершенствованная технологическая схема аэробильного измельчения известняка и доломита, реализованная на заводах стеклянного волокна.

Отличительной особенностью данной схемы является конструкция ударной поверхности ротора измельчителя, выполненная со сквозными вдоль оси каналами. Универсальность оборудования и постоянство дисперсного состава независимо от минерального состава сырья обеспечивается эффектом периодического увеличения скорости ротора измельчителя в 1,5-1,65 раза, затем - уменьшения до первоначального значения.

Техника смешения порошковых материалов

Целью смешения ПМ является получение высокооднородной, активированной смеси из компонентов с различными фракционными и химическими характеристиками, а также в ряде случаев ввод технологических и увлажняющих добавок.

На рис. 4 представлен вариант ресурсосберегающей технологической схемы пневматического смешения-измельчения стекольной шихты. Процесс смешения в аппарате основан на принципе «единый бункер». Поступившие совместно взвешенные компоненты шихты пневматически смешиваются системой струй воздуха, создающих пульсирующие вихревые условия внутри смесителя, что и позволяет создать гомогенную смесь компонентов. Длительность смешения составляет 2-3 мин, а среднее потребление воздуха - 425 м³/ч при стандартной температуре и давлении. После окончания процесса смешения сырьевая смесь пневматически транспортируется на следующую заранее выбранную стадию процесса примерно за 5 мин. Заполнение смесителя компонентами занимает около 1 мин. Отработанный воздух выпускается через рукавный фильтр. Ниже приведены технические характеристики смесителя-измельчителя.

1. Вместимость - 1250 кг.

2. Корпус - из листовой низкоуглеродистой стали толщиной 10 мм.

3. Выпускной клапан - 0 406 мм. Клапан воздушного фильтра - 0 150 мм.

Выпускной клапан - 0 101,6 мм.

4. Масса оборудования - 1080 кг.

Размер компонентов шихты - Д - 400 мкм.

5. Влажность - 0,8%, исключая отходы стекловолокна и технологических связующих.

6. Масса одной партии шихты - 1250 кг.

7. Длительность отвесов компонентов шихты, смешения -измельчения и транспортировки ~ 22 мин.

8. Длительность последующих циклов взвешивания, смешения-измельчения и транспортировки - 12 мин.

9. Насыпная масса шихты - 960 кг/м³.

Некоторые другие технологические характеристики представлены в табл. 2.

Наименование компонентов шихты	Насыпная, масса, кг/м3	Длительность подачи, с	Влажность, %	Размер частиц, мкм
Оксид кремния	1300	117	0,5	(90%) 70
Борная кислота	700	87	1,0	(97%) 400
Доломит	1200	51	0,5	(40%) 75
Мел	900	63	0,5	(40%) 75
Глинозем обожженный	1100	38	2,0	(100%) 150
Сульфат натрия или отходы газоочистки	1100 1100	31 150	2,0 не регл.	(100%) 150 (100%) 150
Флюорит	1500	32	1,0	(45%) 53

Комплексное изучение и анализ процесса смешения борсодержащих шихт в пневмоструйном смесителе позволили оптимизировать данную технологию и в промышленных условиях достигать высокой однородности порошковых шихт. Рекомендуются следующие режимные параметры смесителя:

Давление воздуха Длительность Длительность Длительность на смешение, МПа смешения, мин ^п°Д^ачиимпульса задержки подачи воздуха, с импульса воздуха, с

0,35-0,40 2,7-3,0 3,0 2-4

На базе реализованного в промышленности смесителя разработаны и внедрены новые способы подготовки стекольных шихт, сочетающих одновременно эффект смешения и измельчения основных, как правило, наиболее тугоплавких компонентов. Процесс стекловарения такой шихты в сравнении с традиционной показал следующие преимущества: длительность варки сокращается на 18-24%, а однородность стекла растет на 12-14%