Эксергетический анализ в технологии получения цементного клинкера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат технических наук Адаменко, Ольга Евгеньевна

• Адаменко, Ольга Евгеньевна
• кандидат технических наук
• 1997

Оглавление диссертации кандидат технических наук Адаменко, Ольга Евгеньевна

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Существующие методы оценки эффективности обжиго- 9 вых систем.

1.2. Эксергетический анализ химико-технологических сис- 12 тем.

Выводы, постановка задачи, выбор направлений иссле- 18 дований.

Глава 2. Эксергетический анализ процессов и систем 20 механотермохимического превращения исходного сырья.

2.1. Общие методологические основы эксергетического 20 анализа в технологии цемента.

2.2. Анализ типовых элементов технологических схем.

2.3. Эксергетический анализ отдельных подсистем.

2.3.1. Подсистема "сырье-шихта".

2.3.2. Подсистема "шихта-шлам".

2.3.3. Система "сырье-шихта-шлам-клинкер".

Глава 3. Эксергетический анализ преобразуемых исходных сырьевых материалов цементного производства.

3.1. Эксергетический анализ карбонатных компонентов.

3.1.1. Методическая часть.

3.1.2. Оценка эксергетических характеристик известняков 55 различных месторождений.

3.1.3. Эксергия мелов различных месторождений.

3.1.4. Взаимосвязь эксергии известняков с их физико- 62 химическими и физико-механическими параметрами.

3.1.5. Взаимосвязь эксергии известняков с их технологиче- 65 скими параметрами.

3.2. Эксергетический анализ глинистых компонентов.

3.2.1. Методическая часть.

3.2.2. Оценка эксергетического состояния глинистых компо- 71 нентов.

3.3. Эксергетический анализ корректирующих добавок.

3.4. Эксергетический анализ сырьевых шихт различных 75 предприятий.

Глава 4. Эксергетический анализ преобразующих пото- 79 ков и воздействий.

4.1. Эксергия топлива.

4.1.1. Расчет эксергии твердых топлив.

4.1.2. Расчет эксергии жидких топлив.

4.1.3. Расчет эксергии природного газа.

4.2. Эксергия воздуха.

4.3. Электроэнергия.

4.4. Эксергия среды измельчения и ее влияние на эффек- 93 тивность процесса.

4.4.1. Влияние газовой фазы на эффективность измельчения 93 по сухому способу.

4.4.2 Эксергия воды.

Глава 5. Эксергетическая оценка продуктов переработки 103 сырьевых компонентов.

5.1. Эксергия сырьевого шлама.

5.2. Эксергия клинкера.

5.3. Эксергия отходящих газов.

Глава 6. Разработка эксергетического баланса обжиго- 139 вых систем мокрого способа.

6.1. Эксергетический баланс обжиговых систем цементного 139 производства.

6.2. Эксергетический баланс обжиговой системы Староос- 158 кольского цементного завода.

6.2.1. Описание технологической схемы.

6.2.2. Эксергетические характеристики преобразуемых и пре- 160 образующих потоков.

6.2.3. Эксергетический баланс системы обжига.

6.2.4. Эксергетический анализ новых сырьевых материалов и 174 рекомендации по снижению энергозатрат.

Глава 7. Внедрение результатов исследования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эксергетический анализ в технологии получения цементного клинкера»

Сложившаяся в настоящее время в России ситуация в цементной индустрии отличается, с одной стороны, насыщенностью производственных мощностей и, с другой стороны, незначительным спросом на цемент. В связи с этим реконструкция действующих, частично устаревших и неэффективно работающих мощностей, приобретает все большее значение. При этом большая роль отводится мероприятиям, позволяющим снизить тепловые и энергетические затраты до современного уровня, т.к. по данным, опубликованным в [2], в цементной промышленности России на обжиг 1 тонны клинкера расходуется в среднем 214 кг условного топлива против 120 - 130 кг при современной технологии сухого способа производства. Данный показатель свидетельствует о все возрастающем техническом отставании российской цементной промышленности от уровня не только развитых, но и развивающихся стран.

Энергетические затраты в производстве цемента объективно обусловлены его химией и особенностями технологического процесса. Уровень энергопотребления и объем научных исследований в анализируемой области оп-ределяют состояние развития отрасли [3-11]. Подавляющее большинство исследований по снижению энегозатрат в технологии цемента носят разрозненный характер и затрагивают, как правило, отдельные процессы, агрегаты и отдельные переделы. При этом анализируемый элемент технологической системы искусственно выделялся из всей технологической цепочки, не рассматривалась вся "предыстория" потоков, используемых в данном элементе технологической системы, и оптимизация проводилась конкретно для отдельно взятого анализируемого объекта.

В связи с этим очевидно, что решение проблемы экономии энергоресурсов на действующих производствах и развитие малоэнергоемких принципиально новых технологий обжига цементных сырьевых материалов является в настоящее время актуальным и становится возможным с развитием мето-I дов системного анализа химико-технологических процессов. Методы системного анализа базируются на детальном и комплексном рассмотрении химических и энергетических превращений в их тесной взаимосвязи на основе использования теоретически обоснованных оценок оптимальной организации системы [1].

Настоящая работа развивает новое направление в повышении энергетической, экономической и экологической эффективности цементных производств, разрабатываемое школой академика В.В.Кафарова и д.т.н. М.А.Вердиян. К этому направлению относится, в частности, и применение эксергетического метода, входящего в состав системного анализа процессов и химико-технологических систем. Эксергетический подход в решении проблемы снижения энергопотребления цементных производств позволяет ввести обобщенный параметр различных энергетических затрат и качества различных видов энергии - эксергетический показатель, который является главной и единой характеристикой энергетической эффективности для всех переделов любого цементного производства [6,10,11]. Систематические исследования в этом направлении отсутствуют. Поэтому основной целью данной работы является разработка научно-методического обеспечения эксергетического анализа в технологии получения цементного клинкера и его конкретное применение для заводов мокрого способа производства цемента, а также для цементных заводов нового поколения.

Для достижения поставленной цели было предусмотрено проведение научно-исследовательских работ по следующим направлениям:

• методологические основы эксергетического анализа в технологии получения цементного клинкера;

• эксергетический анализ типовых процессов и технологических схем;

• эксергетический анализ отдельных технологических переделов (подсистем) цементного производства;

• эксергетический анализ преобразуемых исходных сырьевых материалов: исходные компоненты сырьевой шихты - шихта - шлам - клинкер;

• эксергетический анализ преобразующих потоков;

• разработка эксергетического баланса системы " сырье - клинкер";

• расчеты и проведение эксергетического анализа для технологической системы обжига клинкера Старооскольского цементного завода.

Научная новизна.

• разработаны методологические основы эксергетического анализа в технологии производства цемента;

• поставлена и решена задача разработки методики эксергетического анализа типовых технологических процессов, элементов, переделов и схем получения клинкера;

• поставлена и решена задача разработки методики эксергетического анализа преобразуемых исходных сырьевых материалов: сырьевые компоненты шихты - шихта - шлам - клинкер;

• проведен эксергетический анализ преобразующих потоков системы;

• разработан общий эксергетический баланс системы "сырье - клинкер".

Практическая ценность.

• разработанная методика расчета эксергии исходных сырьевых компонентов применена для определения эксергетических показателей сырьевых материалов, таких как известняки, мела, глины, бокситы, сланцы различных месторождений, используемых в настоящее время 34 заводами, работающими по мокрому способу производства, а также для различных железосодержащих добавок;

• разработанная методика для определения эксергии полупродуктов и продуктов системы механотермохимической обработки сырьевых материалов применена для определения эксергетических показателей шихт, шламов и клинкеров 15 цементных заводов, работающих по мокрому способу производства;

• выведены численные зависимости между эксергией сырьевого шлама и расходом топлива, затрачиваемым на обжиг этого шлама и между эксергией клинкера и его активностью;

• составлен эксергетический баланс обжиговой системы получения клинкера Старооскольского цементного завода. Осуществлен этап оптимизации состава сырьевых шихт из новых 26 сырьевых компонентов, планируемых к применению на этом заводе. Выданы рекомендации по оптимальным составам сырьевых шихт, обеспечивающим минимальный расход топлива и пылевыноса на вращающейся печи 5Х185 м. Рекомендации приняты заводом для интенсификации и реконструкции производства.

Достоверность результатов работы подтверждается совпадением полученных расчетных результатов с практическими исследованиями, выполненными как в данной работе, так и в других научно-исследовательских работах, а также положительными результатами промышленного внедрения. Апробация работы. Основные результаты работы доложены на конференции "Методы кибернетики химико-технологических процессов", Баку, 1987; на "X— Научных Чтениях", Белгород, 1987; на научно-технической конференции НИИЦемента, Москва, 1988; на научно-техническом совещании по химии и технологии цемента "Наука - производству", Москва, 1989; на конференции по технологии строительных материалов, Москва, 1989; на Международной конференции по химии и технологии цемента, Иркутск, 1990; на I— Международной конференции по химии и технологии цемента, Москва, 1996; on the 2-nd Int'l Seminar on Cement, 18-20 Nov. 1996, Iran.

Считаю своим долгом выразить глубочайшую признательность и благодарность научным руководителям - член-корреспонденту МИА, профессору Вердиян Мэлсу Аспандаровичу и кандидату технических наук, доценту Боброву Дмитрию Александровичу, а также научному консультанту доктору технических наук Альбац Борису Самуиловичу за повседневную помощь и советы при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов», Адаменко, Ольга Евгеньевна

Общие выводы.

Настоящая работа развивает новое направление в повышении энергетической, экономической и экологической эффективности цементных производств, разрабатываемое лабораторией кибернетики НИИЦемента и кафедрой кибернетики РХТУ им.Д.И.Менделеева. К этому направлению относится, в частности, и применение эксергетического метода, входящего в состав системного анализа процессов и химико-технологических систем. Эксергетический подход в решении проблемы снижения энергопотребления цементных производств позволяет ввести обобщенный параметр различных энергетических затрат и качества различных видов энергии - эксергетический показатель, который является главной и единой характеристикой энергетической эффективности для всех переделов любого цементного производства.

Разработаны методологические основы эксергетического анализа в технологии получения цементного клинкера, включающие эксергетическую оценку энерготехнологической системы механотермохимического превращения "сырье-шихта-шлам, мука-клинкер-цемент''.

Показано, что эксергетический анализ процесса механотермохимической обработки материалов является необходимым для получения полной характеристики термодинамических потерь от необратимости внутрисистемных процессов. Сформулированы правила расчета термодинамической эффективности последовательного, параллельного соединения элементов технологической схемы и схем с рециклом. Получено математическое выражение для расчета эксергетического к.п.д. различных способов механотермохимической обработки сырьевых материалов. Получено универсальное выражение для определения эксергетического к.п.д. системы, на основе которого возможен сравнительный анализ различных схем механотермохимической обработки материалов.

Разработана методическая часть для расчета эксергетических характеристик преобразуемых потоков в системе обжига клинкера с учетом комплекса их физико-химических и физико-механических свойств. Определены численные значения эксергетических характеристик для известняков 21 месторождений, 24 вида мелов, 19 сортов глин и 12 корректирующих добавок, применяемых на цемзаводах стран СНГ. Сравнение эксергетического состояния компонентов сырьевой смеси показало, что компоненты - шлаки и железистые добавки - обладают более высокой эксергией (2500 - 9000 кДж/кг добавок), нежели природные компоненты сырьевой смеси (известняки - 120-180 кДж/кг известняка, мела - 167-350 кДж/кг мела, глины - 230-590 кДж/кг глины). Из природных компонентов сырьевой смеси более высокой эксергией по сравнению с карбонатными компонентами обладают глинистые минералы. Их эксергетичекое содержание в 3-4 раза превышает эксергетическое содержание известняков. Различие в исходном энергетическом потенциале природных компонентов позволяет предположить необходимость в их отдельной обработке при подготовке к обжигу или обязательный учет их эксергетического состояния при совместной обработке. Разработана методическая часть для расчета эксергетических характеристик преобразующих потоков в системе обжига клинкера с учетом их физико-химических свойств и параметров состояния окружающей среды. Показан расчет эксергии твердых видов топлива (кокс, каменный уголь, древесина, бурый уголь), жидкого топлива (12 сортов мазута), газообразного на примере природного газа Ставропольского, Саратовского, Бугуруслаского и Шебелинского месторождений. Значения эксергии топлив колеблются в пределах 740-4550 кДж/кг топлива, причем интервал изменения эксергии для твердых топлив составляет 740-1760 кДж/кг, для жидких - 3550-4550 кДж/кг, для газообразных - 2400-2600 кДж/кг.

Определено, что средой измельчения цементных материалов, имеющей оптимальный эксергетический потенциал из известных на сегодняшний день газов, являются технический азот (172 кДж/м3), водяной пар при температуре 100°С (239 кДж/м3) и воздух, нагретый до температуры 170°-200°С (200 кДж/м3).

Численно доказано, что чем выше концентрация эксергии воды, поступающей на подготовку сырьевого шлама, тем эффективней протекает процесс измельчения шлама. Испытания на лабораторной установке показали, что повышение температуры сырьевого шлама на выходе из мельницы от 10°С до 55°С за счет добавления к исходному материалу горячей воды, способствует повышению эксергии смеси на 20%, при этом остаток на сите Roos снижается с 18% до 13%. Рассчитаны и определены эксергетические характеристики продуктов и полупродуктов системы обжига. На примере расчета эксергии 15 вариантов шламов, применяемых в цементной промышленности, установлено, что эксергия шлама изменяется в пределах 134-595 кДж/кг шлама; между изменением эксергии шлама и расходом топлива на его обжиг существует функциональная зависимость. Повышение эксергии сырьевого шлама на каждые 6 кДж/кг шлама соотвествует снижению удельного расхода топлива на 1 кг. На конкретных числовых примерах показано влияние изменения характеристик шлама на изменение энергозатрат при его обжиге. Показано, что клинкер обладает более высокой эксергией по сравнению с эксергией исходных сырьевых материалов и эксергией сырьевых шламов. Эксергия клинкеров 15 различных цементных заводов изменяется в пределах 1199-1318 кДж/кг клинкера. Установлена взаимосвязь между эксергией клинкера и его активностью.

Разработаны методологические основы составления эксергетического баланса, учитывающего изменение всех параметров обжиговой системы при изменении расхода топлива на обжиг. Рассчитан эксергетический баланс Старооскольской обжиговой системы. Выполнен эксергетический анализ 33 различных сырьевых материалов, возможных для применения на Старооскольском цемзаводе, а также 25 вариантов сырьевых шихт, составленных на основе этих материалов. Показаны шихты, близкие к оптимальным, применение которых на заводе обеспечит снижение энергозатрат и снижение пылевыноса. Результаты исследований внедрены: в учебный процесс РХТУ им. Д.И.Менделеева; в Научно-технический центр ЭПУ Российской Академии Наук; на Старооскольском цемзаводе для анализа и оптимизации состава шихт. Экономический эффект составил 300 млн.руб., доля эксергетического анализа - 40%; включены в учебное пособие для издания в Иранском технологическом Университете.

197

В заключение этой главы покажем общую структуру определения эксергии шлама в виде алгоритмической последовательности, которая представлена на рис. 5.4. Выводы.

1. Разработана методика определения эксергии сырьевого шлама, основанная на определении эксергии исходных компонентов шлама и составляющих эксергии шлама;

2. Расчетное значение эксергии сырьевого шлама, полученного из классических компонентов сырьевой шихты, изменяется в пределах 134-595 кДж/кг шлама, причем, эксергия шлама, полученного из низкопотенцтального сырья, может варьироваться в пределах 134-265 кДж/кг шлама, а эксергия шлама, полученного из высокопотенциального сырья - в пределах 349-595 кДж/кг шлама;

3. Эксергия сырьевого шлама является функцией 6 независимых параметров шлама, таких как: дисперсность, влажность, химический состав, степень перемешивания, степень термообработки и технология приготовления и обжига. Изменение всех параметров в целом или каждого в отдельности влечет за собой изменение эксергии шлама в следующей последовательности: улучшение всех свойств шлама (снижение W 40% => 25%, снижение КН 0.9 => 0.75, снижение остатка на сите Roos 20% => 5%, повышение степени перемешивания 0,6 => 0.9) в случае НПС приводит к росту эксергии шлама по сравнению с номинальным значением на 135 кДж/кг шлама и в случае ВПС - на 246 кДж/кг шлама. Но следует сразу оговорить, что для получения всех улучшенных характеристик шлама расход электроэнергии увеличивается на (20.5 + 15 + 1.5 = 37 кВт*ч/т)

Рис. 5.4. Условная блок-схема определения эксергии шлама. наиболее существенное влияние на повышение эксергии шлама оказывает снижение влажности шлама и коэффициента насыщения. Так, сниже-g ние влажности шлама 40% => 25% соответствует повышению эксергии шлама в случае НПС на 74,3 кДж/кг шлама и в случае ВПС - на 128,1 кДж/кг шлама; наименьшее влияние на повышение эксергии шлама оказывает увеличение степени измельчения и степени перемешивания шлама. Так, снижение остатка на сите Roos 20% => 5% способствует повышению эксергии шлама как в случае НПС, так и в случае ВПС на 6,2 кДж/кг шлама Представляет интерес проверить справедливость основного определения эксергии шлама, по которому чем выше эксергия шлама, тем ниже затраты на его переработку, т.е. обжиг. С этой целью следующим этапом работы явился расчет эксергии шлама для готовых сырьевых шламов цементных производств и сравнение расчетной эксергии с затратами топлива на обжиг шлама во вращающейся печи. В соответствии с этим, ниже рассматривается другой вариант определения эксергии шлама, основанный на данных по химическому составу уже готовых сырьевых шламов. Нами использовались независимые экспериментальные данные, опубликованные в справочнике [105], в котором приведены теплотехнические, технологические и физико-химические параметры спекания портландцементного клинкера в промышленных вращающихся печах различных цементных заводов, а именно: размер печного агрегата; вид топлива и его потребление на обжиг; вид и природа сырья, химический состав сырьевого шлама; основные параметры работы печного агрегата и т.д. С целью получения наибольшей достоверности о взаимосвязи эксергии сырьевого шлама с расходом топлива на его обжиг нами использовались данные справочника [105] для печей одного типоразмера 5x185м. Ниже в таблице 5.1.8. приведены данные по химическому составу сырьевых шламов, используемых на различных цементных заводах для печей одного типоразмера 5x185м, а также, как контрольный вариант, данные по химическому составу сырьевой смеси Жигулевского КСМ, на котором функционируют печи размером 5x135м.

Химический состав и влажность различных производств. Табл. 5.1.8.

N производство п.п.п SiO. 11Я11 Fe203 СаО MgO Illliil шшш п/п

1. акмянский 34.23 13.28 3.86 2.78 41.81 2.14 0.41 39.8

2. амвросиевский 34.34 15.60 2.30 2.46 43.00 0.82 0.33 47.0

3. балаклейский 33.42 14.08 3.62 3.27 43.22 0.91 0.22 39.1

4. "большевик" 33.50 14.30 3.20 3.30 42.86 1.03 0.59 38.9

5. жигулевский 33.23 12.90 3.69 2.61 42.69 2.38 1.44 35.6

6. каменец-подол 34.14 13.73 4.18 2.77 42.48 1.44 0.29 38.0

7. карачаево-черк 34.50 14.20 3.50 2.54 43.02 0.80 0.20 39.6

8. мордовский 34.14 14.41 3.16 2.49 43.17 0.99 0.72 40.1

9. Ольшанский 34.17 14.04 3.40 3.02 42.94 1.12 0.47 38.5

10. "пролетарий" 33.99 14.66 3.25 3.25 42.85 0.70 0.41 38.1

11. старооскол 34.35 14.67 3.39 2.75 42.89 0.95 0.10 39.7

12. сухоложский 34.52 14.65 3.12 2.81 42.44 1.30 0.20 36.8

13. топкинский 35.01 13.79 3.47 2.65 43.17 0.78 0.27 38.6

14. усть-каменогор 34.71 12.97 3.53 2.82 43.71 1.16 0.06 39.8

15. чечено-ингуш 33.84 14.48 3.52 2.34 42.45 1.49 0.33 40.0 значение эксергии ишш 1111111::: 2014 128 222 liliilii 1111111 654 каждого оксида,

Расчет эксергии сырьевых шламов различных производств аналогичен расчету эксергии известняков. Данный расчет, как рассматривалось выше, основан на определении значений эксергии оксидов, входящих в состав конкретного материала. Теперь, пользуясь справочными данными по табл.5.1.8. рассчитаем, например, эксергетическую составляющую эксергии шлама, определяемую химическим составом сырьевого шлама Акмянского цементного завода:

Есш= С34.23*458+13.28*31+3.86*2014+2.78*128+41.81*222+ +2.14*354+0.41 *3046)/100 = 510 кДж/кг шихты Принимая, что Roos=20%, Ре=0.6, W=39.8%, определяем по формуле 5.1.5., используя данные таблицы 5.5., эксергию сырьевого шлама: 1ЕСШ = (10.1+510+10.8)*(1-0.398)+0.398*51 = 341.58 кДж/кг шлама Аналогичные вычисления были сделаны для всех вышеуказанных в таблице 5.1.8. производств, полученные результаты расчетов приведены в табл.5.1.9. Кроме этого, в таблице 5.1.9. приведены значения эксергии сырьевых шихт, полученные ранее расчетным путем в главе 3.4. настоящей работы.

Эксергия сырьевого шлама различных производств и расход условного топлива на га обжиг. Табл. 5.1.9.

N п/п производство ■эксергия сыр. эксергия сыр. расход топлива, шихты, шлама, кг ус л.топлива/ т кДж/кг шихты кДж/кг шлама клинкера

1. акмянский 510 341 231

2. амросиевскии 335 262 250

3. балаклейский 558 370 220

4. "большевик" 558 370 221

5. жигулевский 627 411 216

6. каменец-подол 543 361 217

7. карачаево-черк 478 392 210

8. мордовский 454 308 230

9. ольшанский 567 375 223

10. "пролетарий" 513 343 217

11. старооскол 395 307 228

12. сухоложский 435 396 210

13. топкинский 557 399 224

14. усть-каменогор 477 321 228

15. чечно-ингуш 453 307 225

Таким образом, для реальных шламов цементных заводов получено значение эксергии в диапазоне 262-411 кДж/кг шлама, тогда как расчетный диапазон возможного колебания эксергии составил 134-595 кДж/кг шлама. Не случайно, что последний диапазон включает в себя значения эксергии готовых сырьевых шламов, т.к. он получен на основе учета всех характеристик исходных возможных компонентов. Анализируя таблицу 5.1.9., можно сделать вывод, что шламы Акмянского, Амвросиевского, Мордовского, Старо-оскольского, Усть-Каменогорского и Чечено-Ингушского цементных заводов следует отнести к низкопотенциальным (их эксергии ниже 350 кДж/кг шлама), а шламы Балаклейского, "Большевик", Жигулевского, Каменец-Подольского, Карачаево-Черкесского, Ольшанского,Сухоложского и Топ-кинского - к высокопотенциальным, причем наиболее эффективными следует считать шламы Жигулевского, Карачаево-Черкесского, Сухоложского и Топкинского цемзаводов.

Взаимосвязь эксергии сырьевого шлама и расхода топлива, необходимого на его обжиг.

Рассмотрим подробно вывод уравнения регрессии для исследуемой зависимости. Все необходимые расчетные данные, используемые для определения коэффициентов в выводимом уравнении, запишем в табл. 5.1.10.

Расчетные значения для вывода регрессионной зависимости между эксерги-ей сырьевого шлама и расхода условного топлива на его обжиг. Табл. 5.1.10.

N X Y X2 XY Y2 опыта

1. 341 231 116676 76855 50625

2. 262 250 55970 59145 62500

3. 370 220 137181 81483 48400

4. 370 221 137181 81853 48841

5. 411 216 169562 88944 46656

6. 361 217 130595 79864 48841

7. 392 210 103928 73503 51984

8. 308 230 94851 70835 52900

9. 375 223 141210 83798 49729

10. 343 217 117909 77620 50625

11. 307 228 96335 71697 53361

12. 396 210 87959 69696 55225

13. 399 224 136737 82830 50176

14. 321 228 103542 73365 51984

15. 307 225 94482 71312 53824

Итого 5047 3409 1724118 1142817 775701

15*1142817 - 5047.5*3409 b =-= - 0.168

15*1724118 - 5047.52

3409 + 0.168*5047.5 d =-= 283.79

15

Получив оба коэффициента, запишем уравнение регрессии: Y = 283.79 - 0.168*Х (5.1.7.) где X - эксергия сырьевого шлама, выраженная в кДж/кг шлама, Y -расход топлива, кг усл.топлива/т клинкера.

Анализ уравнения 5.1.7. однозначно показывает, что с увеличением эксергии сырьевого шлама затраты на его обжиг падают, что и доказывает справедливость определения эксергии преобразуемого потока, данного в главе 2.1. На основании вышеприведенного уравнения регрессии рассчитаем, на сколько энергетических единиц нужно поднять эксергию шлама, чтобы сократить удельный расход топлива на 1 кг:

220 (кг у сл.топ./т кл)= 283.79 - 0.168*Xi ( Xi = 379.70 кДж)

221 = 283.79 -0.168*Х2 (Х2 = 373.75 кДж) Очевидно, что увеличение эксергии шлама на 6 кДж/кг шлама соответствует экономии 1 кг условного топлива.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Адаменко, Ольга Евгеньевна, 1997 год

1. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. Изд.4. -1. М.: Химия, 1985.

2. Авдеев В.Е. Российский цемент. Реалии и перспективы.// Цемент, N2, 1994, с.1213.

3. Абрамсон И.Г. Об эксергетическом подходе к ресурсосбережению.// Цемент, N1,1995, с.36.

4. Вердиян М.А., Хлусов В.Б., Адаменко О.Е., Третьяков В.Н. Новое направление вповышении энергетической эффективности цементного производства.// Цемент, N5-6, 1994, с.27-31.

5. Вердиян М.А. Цементный завод нового поколения. //Цемент, N4, 1992, с. 33-38.

6. Вердиян М.А., Хлусов В.Б., Адаменко О.Е., Третьяков В.Н. Новые принципы организации процессов приготовления и обжига комбинированной сырьевой смеси. //Цемент, N2, 1995, с. 20-23.

7. Вердиян М.А., Егоров А.Ф. Гибкая технология различных вяжущих материалов.// Тр. Всероссийского совещания "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики",- М., РХТУ, 1995.

8. Здоров А.И. Научная деятельность института и основные разработки последнихлет. //Тр. Ниицемента/ вып. 105, 1992, с. 13-17.

9. Бернштейн B.JL, Дегтярь Е.В., Деменко В.В., Златокрылов P.M. Проблемы энергосбережения и качества продукции при сухом способе производства цемента.// Тр. Ниицемента/ вып. 105, 1992, с.25-39.

10. Вердиян М.А. Новые принципы анализа и расчета процессов измельчения в технологии цемента. Автореф. дисс. докт. техн. наук,- М., МХТИ, 1983, с. 50.

11. Вердиян М.А., Третьяков В.Н., Богданов B.C., Фадин Ю.М., Тынников И.М. Эффективность дискретно-непрерывных процессов измельчения твердых тел.//щ

12. Цемент, N4, 1995, с. 19-21.

13. Ходоров Е.И. Печи цементной промышленности. -JL: Стройиздат, 1968, 456 с.

14. Вальберг Г.С., Глозман А.А.Методы теплового расчета и испытания вращающихся печей.-М.:Стройиздат, 1973, 110 с.

15. Алексеев Б.В.,Барбашев Г.К.Производство цемента,- М.: Высш. шк., 1985, 264 с.

16. Котин А.Ф. О физической сущности понятия эксергии. //Известия ВУЗов, Энергетика, N7, 1965, с. 49-57.

17. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств. -М.: Химия, 1982, 228 с.

18. Кафаров В.В., Перов B.JL, Бобров Д.А. Теплоэнергетические принципы создания оптимальных химико-технологических систем химических производств. //ВИНИТИ/ Итоги науки и техники, т.11, М., 1983, с. 3-103.

19. Gouy М. J.Phys.Zeme.Serie. 1989, р.118.

20. Stodola A. Die Dampfturbinen, Berlin, 1910.

21. Кинан Дж. Термодинамика. -М.: Госэнергоиздат, 1963.

22. Kecnen J. Mech.Ing., 1932, N54, р. 195-204.

23. Keesom W. Sur l'economie du precede a cascade pour la liguetaction des gas. Com-mun.Univ.Leiden С Onu Lab., N76a, 1933.

24. Бошнякович Ф. Техническая термодинамика, t.I-II, -M.-JI.: Госэнергоиздат, 1956.

25. Bosnjacovic F.Die Bewertung warmetechnischer Processe mit Hibfe der Exirgie In: Energie und Exergie, Dusseldorf, VDI-Verlag, 1965, s.1-5.

26. Кирпичев M.B. //Изв. АН СССР/ OTH, 1949, N12.

27. Жуковский B.C. Техническая термодинамика, -M.: Гостехиздат, 1940.

28. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика, -М.: Энергия, 1968.

29. Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов, -М.: Высшая школа, 1967.

30. Андрющенко А.И. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок, -М., Высшая школа, 1968.

31. Калафати Д.Д. Термодинамические циклы атомных энергостанций, -M.-JL: Гос-энергоиздат, 1963.

32. Мартыновский B.C. Термодинамический анализ циклов холодильных машин, -M.-JL: Госэнергоиздат, 1952.

33. Мартыновский B.C., Мельцер JI.3., Шнайд И.М.// Холодильная техника, 1961, N6, 11-16.

34. Мартыновский B.C., Мельцер Л.З.//Холодильная техника, 1955, N1, 42-44.

35. Капица П.Л.// Журнал технической физики, 1939, 9, вып.2, 99-123.

36. Jonquet Е. Rev.Mecanique, 1906, N19, 41.

37. Jonquet Е. Rev. Mecanique, 1907, N20, 213-238.

38. Marks L.S. Power, 1924, N60, 536.

39. Гохштейн Д.П.// Журнал технической физики, 1953, 23, N10, 1878-1881.

40. Гохштейн Д.П. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок, -М.: Энергия, 1969.

41. GrassmanP. Chem.Ing.Techn., 1950,22, N4, 77-80.

42. Rant Z. Strojniski Vestnik, 1956, 2, N4, 111-115.

43. Rant Z. Forsch Ing.Wes., 1956, 22, N1, 36-37.

44. Rant Z. Vestnic Slovenskega Kemijeskega Dructva,1957,4,Nl/2, 49-56.

45. Rant Z. Strojniski Vestnik, 1958, 4, N3/4, 57-59.

46. Rant Z. Allg.Warmetechn., 1957, 8, N2, 25-32.

47. Rant Z. Allg.Warmetechn., 1958, 8, N7, 141,142.

48. Rant Z. Brenstoff-Warme-Kraft, 1960,12, N7, 297-301.

49. Rant Z. Brenstoff-Warme-Kraft, 1960, 12, N1, 1-8.

50. Шаргут Я., Петела P. Эксергия, -M.: Энергия.

51. Шикин И.П., Бродянский В.М.// Журнал технической физики, 1952, т.22, 1733-1790.

52. Бродянский В.М. Энергетика и экономика комплексного разделения воздуха. -М.: Металлургиздат, 1956.

53. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.: Энергия, 1973.

54. Кафаров В.В., Перов B.JL, Бобров Д.А., Иванова О.А., Налетов А.Ю.// Химия итехнология топлив и масел, N9, 1977, 7-11.

55. Кафаров В.В., Перов B.JL, Иванов В.А., Бобров Д.А., Емельянов В.И.// В сб. Нефтехимия и нефтепереработка, вып.9, М., 1975.

56. Кафаров В.В., Перов В.Л., Иванов В.А., Бобров Д.А., Емельянов В.И.// Труды МХТИ им.Д.И.Менделеева / вып. 88, 1975, 25.

57. GrassmannP. Verfahrens technic, 13, N1, 1979, 28-31.

58. ШаргутЯ. В сб.: Вопросы термодинамического анализа. -М.: Мир, 1965, 164.

59. ШаргутЯ., Стирильска Т. В сб.: Эксергетический метод и его приложения,- М.: Мир, 1967,61.

60. Шаргут Я., Мачек К. В сб.: Эксергетический метод и его приложения. -М.: Мир, 1967, 143.

61. Szargut J. Energia, egzergia i anergia Gespodarka Paliwani i Energia, 14, N144-148, 1966, 389-392.

62. Шаргут Я., Земблик А. В сб.: Эксергетический метод и его приложения,- М.:1. Мир, 1967, 143.

63. Rant.Z. Chem.Ing.Technik, 1969, 41, Heft 16, 891.

64. Fratscher W.Z., R.Nitsch. Kernenergie, 1961, 4, N4, 269.

65. Fratscher W.Z. WissTechn.ChemieLenna-Merseburg, 1972,214, N1, 35.

66. Константинов H.A. Пром.энергетика, 1968, N8, 51.

67. Szargut J., Styrylska Т. Brenstoff-Warme-Kraft, 1964, 16, N12, 589.

68. Avankathu C. Exergetische Analyse thermischer Brennverfahren, ZQrich, 1961.

69. Szargut J., Ziebic A. Problemy projectory hutnuzwa, 1965, 13, N2, 40.

70. Gregorie R. Chem.Ing.Techn., 1965, 37, N5, 524.

71. Gregorie R.Chem.Ing.Techn., 1965, 37, N2,108.

72. Brudes E. Engineer, London, 1957, 204, N52, 99. 9 72. GrassmannP. Chem.Ing.Techn., 1950, N8, 174.

73. GrassmannP. Kaltetechnik, 1957,9, N10, 306.

74. Бродянский В.В., Ишкин И.П.// Холодильная техника, 1962, N3,17.

75. Андреев Л.П., Костенко Т.Н.// Изв.ВУЗов, Энергетика, 1965, N3, 17.

76. Евенко В.И., Соснов В.И.//Изв.ВУЗов, Энергетика, 1965, N3, 53.

77. Frankerberger R. Die exergetische Beurteilung des Zement-brennans. Zement-Kalk-Gips, 1967, N1.

78. Коган Н.П., Енч Ю.Г., Мчедлов-Петросян О.П., Пивень А.И., Тимченко И.И., Турчик А.Ю. Интенсификация процесса обжига за счет применения в составе сырьевой смеси компонентов с повышенной химической эксергией.// Тр.НИИЦемента/ вып.76, с.40-51.

79. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов, М.: Госстройиздат, 1962.

80. Коган Н.П., Мчедлов-Петросян О.П., Здоров А.И., Дрепин Н.Ф. Интенсификация процесса получения цементного клинкера за счет обжига шихты, состоящей из независимых исходных физико-химических систем// ДАН СССР, 1978, т.238, N2.

81. Классен В.К.Обжиг цементного клинкера, Красноярск: Стройиздат, 1994, 321 с.

82. Кравченко И.В., Энтин З.Б., Хохлов В.К., Фридман И.А.// Тр.НИИЦемента, 1967, N22, с. 16-22.

83. Дешко Ю.И., Креймер М.Б. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах, -М.: Стройиздат, 1966, 242 с.

84. БуттЮ.М., Тимашев В.В. Портландцементный клинкер,- М.: Стройиздат, 1967, 302с.

85. Дмитриев A.M., Фридман И.А. Возможности снижения расхода топлива при мокром способе производства.// Цемент, 1980, N8, с.6-8.

86. Шубин В.И., Мирингов Н.С., Быховский М.Л. Повышение эффективности работы вращающихся печей.// Цемент, 1972, N5, с.6-7.

87. Воробьев Х.С., Мазуров Д.Я. Теплотехнические расчеты цементных печей и аппаратов,- М.: Высшая школа, 1962, 345 с.

88. Левченко П.В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности, -М.: Высшая школа, 1968, 362 с.

89. Баренбойм A.M., Гинзбург Д.Б., Ходоров Е.И. Тепловые расчеты печей и сушилок силикатной промышленности, -М.: Стройиздат, 1964, 475 с.

90. Булавин И.А., Макаров И.А., Рапопорт А.Я., Хохлов В.К. Тепловые процессы в технологии силикатных материалов, -М.: Стройиздат, 1982, 248 с.

91. Штеерман В.А. Эксергетический анализ эффективности тепловых процессов в клинкерообжигательной вращающейся печи мокрого способа производства.// Тр.НИИЦемента/вып.22, 1967, с.3-9.

92. Юнг В.Н. Технология вяжущих веществ, -М.: Промстройиздат, 1974, 340с.

93. Юнг В.Н.Основы технологии вяжущих веществ,-М.: Госстройиздат, 1951, 545 с.

94. Гиги Г., Гюи Ф. Термодинамика цементной печи.//Ш Международный конгресс по химии цемента, -М.: Госстройиздат,1958, с.346-370.

95. Гнедина И.А., Григорян С.С., Кичкина Е.С., Цинципер М.С., Шапиро В.Я. Экспериментальные исследования работы зоны спекания вращающихся пе-чей.//Тр.Гипроцемента, 1974, Вып.42, с.20-41.

96. Лощинская А.В., Хохлов В.К., Энтин З.Б. Интенсификация процессов обжига цементного клинкера,-М.: Стройиздат, 1966, 173с.

97. Кулабухов В.А., Шелудько В В., Шубин В.И. Модернизация вращающихся печей мокрого способа производства.// Цемент, 1985, N4, с.8-9.

98. Юнг В.Н., Бутт Ю.М., Журавлев В.Ф., Окороков С.Д. -М.: Промстройиздат, 1952, 425с.

99. Емельянов В.И. Термодинамический анализ и оценка эффективности агрегата аммиака большой единичной мощности, Дисс.канд.техн.наук, М., МХТИ им. Д.И.Менделеева, 1975.

100. Иванова О.А. Структурная оптимизация энерготехнологических процессов на основе эксергетических показателей, Дисс.канд.техн.наук, М., МХТИ им. Д.И.Менделеева, 1978.

101. Carpenter D.J., Thomas D.A. Oil and Gas Journal, 1980, 78 N4, 137.

102. Сафронов B.C. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности,- М.: ЦНИИТЭННеф-техим, 1981, N2, 22-26.

103. Бобков С.П. Механическая активация твердых тел с целью интенсификации гетерогенных процессов, Дисс.докт.техн.наук, М., ИХТИ-МИХМ, 1992.

104. Киреева И.А. Комплексный анализ свойств цементных сырьевых материалов, расчет и интенсификация на его основе процесса измельчения, Дисс.канд.техн.наук,- М., НИИЦемент, 1988.

105. Альбац Б.С., Рязин В.П., Панина Н.С.и др. Справочник теплотехнических, технологических и физико-химических параметров спекания портландцементного клинкера в промышленных вращающихся печах,- М.: МХТИ им. Д.И.Менделеева, 1985.

106. Волконский Б.В., Макашев М.Д., Штейерт Н.П. Технологические, физико-механические исследования цементных материалов,-JI.: Стройиздат, 1972, 276с.

107. Андреев С.Е., Товаров В.В., Перов В.А. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. -М.: Металлургиздат, 1959, 427с.

108. Richarz С. Rational cement grinding// Cement a cementmanufacture.-1971.-Nil.-P.45-47.

109. Дешко Ю.И., Креймер М.Б., Крыхтин Г.С. Измельчение материалов в цементной промышленности.-М.:Стройиздат, 1966.-с.25-38.

110. Бетехтин А.Г. Курс минералогии.-М.:Госгеолтехиздат,1981,-с.45-50.

111. Дегенс Э.Т. Геохимия осадочных образований.-М.:Мир, 1967,-с.95-124.

112. Викулова М.Ф., Бурков Ю.Н., Македонов А.В. Радиальгные типы глинистых пород. -Л.:Недра, 1986, 288с.

113. Логвиненко Н.В., Сергеева Э.И. Методы определения осадочных пород,-Л.:Недра, 1986, с.88,168-198.

114. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород. Л.: Недра, 1972,- 312с.

115. Киреев В.А. Курс Физической химии,- М.: Государственное научно-техническое изд. хим. литературы, 1955, 832с.

116. Кац М.Ш., Лапкина Ю.В. Эксергия шлаков производства феррохрома и ферро-титана. В кн.: Научн. Тр.УралНИИчм, 1972, вып. 14.

117. Данюшевский С.И., Егоров Г.Б., Белов Л.В., Никифоров Ю.В. Основы технологии приготовления портландцементных сырьевых смесей,- Л.: Издат. литературы по строительству, 1971,-180с.

118. Roy,Н. Microscopie sedimentary petrography Indian Ceramics. 1980.-Vol.7.-N9 -p.209-214.

119. Кандыбей Е.А. Исследование и расчет технологических систем измельчения сырьевых материалов цементного производства. Дисс. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук, М., 1981, 161с.

120. Ильичев И.Е. Модификация поверхности ультрадисперсного природного мела, попутно добываемого при разработке железорудных карьеров курской магнитной аномалии. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук, С.-П., 1994, с.11.

121. Баклушин Б.Г. Разработка гибкой технологии приготовления шлама с использованием мельниц самоизмельчения. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук, М., 1993, 19с.

122. Николаев Е.В. Закономерности и интенсификация процесса сухого измельчения цементного сырья в барабанных шаровых мельницах. Автореферат дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, М., 1993, 20с.

123. Кадастр природных и искусственных материалов для производства цемента, М., 1992, 441с.

124. Baehr H.D. Ein Exergie-Entropie-Diagramm Fur Luft, Chem.-Ing.-Techn.,33,1961,N5,335p.

125. Арзамасцев Г.И. Влияние условий измельчения, состава и структуры клинкеров на их размалываемость и свойства портландцемента. Дисс. на соик. учен. степ, канд. техн. наук, М., 1989, 235с.

126. Вердиян М.А., Кафаров В.В. Исследование особенностей протекания процессов измельчения. //Науч.тр./ НИИЦемент.-1980,- вып.Моделирование и оптимизация процессов и аппаратов цементного производства. с. 17-25.

127. Цементная промышленность СССР в 1984 году. Вып. XLII, М., 1985, 455с.

128. Вердиян М.А., Кафаров В.В. Математическое описание и алгоритмы расчета мельниц цементной промышленности. В сб.: Методические указания, вып.1, М., 1978, с.95.