Підвищення ефективності випалу вапна в обертовій печі з використанням пило-деревного палива

Шрифт:
33

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.01.008

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №1, P. 8-13

С.Г. Положай1, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: s.polozhaj@mail.ru
С.В. Мазур2, канд. техн. наук, директор, e-mail: mazur@optima.com.ua
С.В. Музичук3, технічний директор, e-mail: tov-lvsp@ukr.net
І.М. Райковський3, головний інженер, e-mail: tov-lvsp@ukr.net

1Український державний хіміко-технологічний університет (Дніпро, Україна)
2ТОВ «Сігма-інвест» (Дніпро, Україна)
3ТОВ «Любомирське вапняно-силікатне підприємство» (село Нова Любомирка, Україна)

Надійшла 19.01.2021

УДК 620.93:[666.92.041.49:662.638]](045)

Узагальнено матеріали публікацій, присвячених темі заміни природного газу на біопаливо при випалюванні в обертових печах вапна для металургійної, будівельної та інших галузей промисловості. Найбільш відомими і поширеними у промисловій практиці є науково-технічні рішення щодо використання в обертових печах при випалюванні вапна у якості палива замість природного газу подрібнених деревних пелет. Таку технологію застосовують в найбільших обсягах на підприємствах Швеції, Фінляндії. На основі аналізу результатів опублікованих досліджень показано, що обов'язковою умовою для факельного спалювання пелет в обертових печах є їх подрібнення до розмірів фракції менше 1 мм. Проаналізовано технічні рішення, які дозволяють при випалі вапна в обертових печах замінювати 50–70 % природного газу відходами виробництва сільськогосподарської продукції, зокрема лушпинням соняшнику. Теоретично і експериментально обґрунтовано можливість і ефективність заміщення природного газу в обертових печах для випалу вапна пило-деревним паливом, яке отримують із відходівдеревообробної промисловості північно-західного регіону України. Наведено дані щодо складу обладнання і технології випалу вапна в обертовій печі для металургійної, будівельної та інших галузей промисловості на Любомирському вапняно-силікатному підприємстві, розташованому в Рівненській області. Викладено результати досліджень, виконаних на промисловому обладнанні Любомирського вапняно-силікатного заводу. Розглянуто основи технології виробництва вапна при використанні в обертових печах пило-деревного палива.
Показано, що деревинна паливна щепа потребує попередньої підготовки перед спалюванням. Визначено параметри пило-деревного палива, необхідні для його використання у обертових печах при випалюванні вапна. 
Придатність зазначеного палива оцінювали повнотою його згоряння, яку визначали кількістю залишкового вуглецю у вапні. Встановлено вимоги до палива щодо вологості та ступеня помелу відходів деревини. Досліджено ефективність використання пило-деревного палива залежно від його вологості. Показано, що висушування деревини до вологості не більше 10 % є достатнім для забезпечення температури факела 1400 °С. За результатами досліджень розроблено та впроваджено на практиці технологічну схему підготовки такого палива для використання у якості палива в обертових печах при випалюванні вапна. Наведено параметри побудованої та введеної в експлуатацію у 2018 р. на Любомирському вапняно-силікатному заводі технологічної лінії потужністю 2,4 т/год підготовки пило-деревного палива для обертової печі. Реалізоване рішення дозволило замінити 90–95 % природного газу при випалюванні вапна в обертовій печі № 1 Любомирського вапняно-силікатного підприємства на пило-деревне паливо. Досвід дворічної експлуатації обертової печі на пило-деревному паливі засвідчив, що підприємство стабільно виробляє вапно 1-го та 2-го сортів. Промислова практика підтвердила правильність науково-технічних рішень, розроблених під час дослідницьких робіт. Показано перспективність додаткових досліджень, спрямованих на реалізацію отриманих наукових рішень на інших промислових об'єктах відповідного призначення, для збільшення масштабів використання пило-деревного палива для заміни природного газу.

Ключові слова:​ вапно, виробництво, обертова піч, біопаливо, відходи лісопереробки, природний газ.

Література

1. HELIOS SHINES BRIGHT AT SCA ÖSTRAND.URL: https://www.andritz.com/resource/blob/284120/368d59ce45788f22ee43b4a0d7f...oestrand-data.pdf (дата звернення 12.01.2021).
2. Using wood powder as fuel in lime kilns.URL: https://www.valmet.com/globalassets/media/downloads/white-papers/power-a... (дата звернення 12.01.2021).
3. Лысенко А.А., Пьяных К.Е., Антощук Т.А., Пьяных К.К. Использование биотоплива для обжига материалов во вращающихся печах. Труды XVII Междунар. конфер. «Теплотехника и энергетика в металлургии», Днепропетровск, Украина 7–9 окт. 2014 г. Днепропетровск: Нац. металлург. акад. Украины, 2014. С. 123–124.
4. Бабий В.И., Куваев Ю.Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела. М.: Энергоатомиздат, 1986. 208 с.
5. Карп И.Н., Пьяных К.Е., Колесник В.В., Орлик В.Н., Юдин А.С. Математическое моделирование процесса сгорания древесной частицы. Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2010. № 5. С. 13–20.
6. Роберт С. Бойтон. Химия и технология извести. Сокращенный перевод с английского. М.: Издательство литературы по строительству, 1972. 239 с.
7. Троценко Л.Н. Особенности конструкции и тепловой работы вращающихся печей и перспективные направления их усовершенствования. Обзор. Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2016. № 4. С. 61–68.
8. Карп И.Н., Пьяных К.Е., Провалов А.Ю., Юдин А.С. Исследование динамики выгорания древесных опилок и лузги подсолнечника в кипящем слое. Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2010. № 3. С. 9–13.