Введение к работе
Актуальность проблемы.
На металлургических предприятиях образуется большое количество сточных вод, содержащих масло и окалину. Обработка их в системах водоочистки приводит к образованию другого вида отходов — мелкодисперсных шламов, которые наиболее трудно поддаются обработке при последних стадиях очистки. Твердым компонентом таких мелкодисперсных шламов является мелкодисперсная окалина с размерами частиц несколько мкм. Полное разделение мелкодисперсных шламов на масло, окалину и воду возможно как с применением растворителей, так и с применением моющих средств. На практике для обработки мелкодисперсных шламов применяются механические методы, позволяющие извлекать масло лишь частично до остаточной концентрации 15-30%. Оставшиеся после обработки мелкодисперсные шламы используются в агломерации. Актуальной проблемой является разработка безотходной технологии полного разделения компонентов мелкодисперсного шлама, основанной на использовании перегретого водяного пара, не требующей применения химических реагентов. При этом возвращается в производство терявшееся ранее технологическое масло и расширяется сфера утилизации мелкодисперсных шламов.
Цель работы.
Исследовать тепломассообмен одиночных частиц мелкодисперсных шламов в потоке перегретого водяного пара . Разработать опытно-промышленную установку для переработки мелкодисперсных шламов.
Методы исследования.
Выполнить работу на основе стендовых и расчетно-теоретических исследований на базе математического моделирования тепломассообмена одиночных частиц мелкодисперсных шламов
Научная новизна работы.
1. На основании экспериментальных исследований определены:
коэффициенты теплоотдачи шламов в зависимости от параметров
струи водяного пара и состава мелкодисперсных шламов;
продолжительность кипения мелкодисперсных шламов в зависимости
от параметров струи водяного пара и состава шламов; !
степень извлечения масла из мелкодисперсных шламов в зависимости от температуры водяного пара;
состав мелкодисперсных шламов к моменту окончания кипения при температуре 700 К
2. Разработана математическая модель тепломассообмена одиночных
частиц мелкодисперсных шламов при движении в свободном потоке
водг.::сго пара и в результате ее реализации определены:
траектории движения частиц шламов, иммитирующих возможные
способы его распыления;
зависимости начальной скорости частиц шламов от их траектории ь
струе и параметров водяного пара;
зависимости длины траектории частиц шламов от параметров струи
водяного пара.
3. Обоснован номограммный способ определения:
высоты распылительной камеры;
допустимой скорости шламов на входе в камеру;
объема сушильной камеры.
Практическая ценность работы.
1. Создана экспериментальная установка для исследования
мелкодисперсных шламов различного состава. 2.. Определена концентрация масла в мелкодисперсных шламах, при
которой возможно его разделение в струе перегретого пара.
-
Разработана опытно-промышленная установка для переработки мелкодисперсных шламов.
-
Обоснована методика расчета элементов установки: распылительной и сушильной камер для мелкодисперсных шламов.
Реализация результатов исследования.
Опытно-промышленная установка позволяет утилизировать более 12 тыс. т. в год мелкодисперсных шламов, снизить загрязнение окружающей среды и нашла применение на ОАО «Северсталь»
Апробация работы.
Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международной конференции ИНФОТЕХ-96 "Информационные технолгии в производственных, социальных и экономических процессах" (г. Череповец. 1996), на Международной научно-технической конференции "Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства" (г. Череповец, 1998г.), на XIII Межвузовской военно-научной конференции (г. Череповец, 1999), на [I Международной научно-технической конференции "Повышение эффективности теплообменных процессов и систем" (г. Вологда 2000г.), на кафедре Теплотехники и гидравлики Череповецкого государственного университета (г. Череповец, 1993-96).
Публикации.
По результатам диссертационной работы опубликованы четыре печатные работы.
Структура и объем.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (133 наименования), содержит 166 стр. машинописного текста, 48 рисунков и 8 приложений.
