Экспериментальные методы исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах

Утемесов, Равиль Муратович

Экспериментальные методы исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Утемесов, Равиль Муратович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Барнаул МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Экспериментальные методы исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах»

Автореферат диссертации на тему "Экспериментальные методы исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах"

На правах рукописи

УТЕМЕСОВ Равиль Муратович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ШЛАКОВАНИЯ И ФИЛЬТРАЦИИ В ПОРИСТЫХ

СРЕДАХ

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул — 2006

Работа выполнена в Алтайском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Волков Валерий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Оскорбин Николай Михайлович

кандидат технических наук, доцент Кисляк Сергей Марксинович

Ведущая организация:

Институт угля и углехимии СО РАН г. Кемерово

Защита состоится 14 декабря 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.005.03 в Алтайском государственном университете по адресу: 656049, г. Барнаул-49, пр. Ленина, 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государстве н н о го у н и вере и тета

Автореферат разослан « » ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: В последнее время значительное количество исследований посвящено процессам шлакообразования, транспортировке золы и шлака, а также проблемам их утилизации и промышленного использования.

Сжигание каменных и бурых углей сопровождается загрязнением поверхностей нагрева шлаковыми отложениями. Достаточно эффективные методы борьбы с ними пока не разработаны, и даже сами механизмы образования этих шлаковых отложений не достаточно ясны. Разработка эффективных способов снижения уровней загрязнения поверхностей нагрева требует не только более детального исследования механизмов шлакования и процессов фильтрации газовых потоков в пористой среде шлаковых отложений, но и разработки диагностической аппаратуры для подобных исследований. .

Другой важной проблемой является утилизация золошлаковых отходов промышленных энергостанций. Несмотря на то, что давно известно о наличии в золе и шлаке существенных концентраций целого ряда промышленно важных элементов, до сих пор не разработана достаточно эффективная методика извлечения из золы и . шлака металлов, редкоземельных и радиоактивных, экологически опасных элементов. Существующие методики либо мало эффективны, либо слишком дороги. Частично зола и шлак используются в строительной индустрии. Однако основная масса золошлаковых отходов отправляется на золошлакоотвалы.

Значительные территории, занимаемые золошлакоотвалами, оказываются исключенными из полезного использования в народном хозяйстве. Кроме того, наличие в золе и шлаке тяжелых и радиоактивных элементов делает золошлакоотвалы экологически опасными для прилегающих к ним территорий и водоемов. Для экологически безопасного устройства золошлакоотвалов, с • возможностью их дальнейшей рекультивации, необходимо прогнозировать их поведение под действием различных климатических факторов. Одним из важнейших климатических факторов является влага (талые воды, дожди и т.д.), поэтому требуется исследование процессов фильтрации воды в пористой среде золошлаковых отходов.

Таким образом, исследование процессов шлакования и процессов фильтрации в пористой шлаковой среде является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы.

Основной целью работы являлось создание экспериментальных установок и методик для исследования процессов высоко-и низкотемпературного шлакования и процессов фильтрации в пористых средах. При этом ставились следующие задачи:

1. Создание технических средств исследования процессов фильтрации в пористых средах на водных и воздушных потоках и отработка экспериментальной методики измерения давления внутри зернистого слоя.

2. Совершенствование методики подготовки проб для проведения количественного анализа содержания различных химических элементов в угле, золе и шлаке.

3. Создание экспериментального стенда для исследования низкотемпературного шлакования, включающего измерения расхода и температуры воздуха.

4. Разработка метода и устройства для изменения дисперсности шлака с одновременным разделением шлака на тяжелую и легкую компоненты.

Практическая значимость

1. Создана экспериментальная установка для исследования процессов фильтрации воздушного потока через пористый слой, позволяющая одновременно измерять перепады давления и температуры в диапазоне чисел Рейнольдса от 54 до 175.

2. Изготовлен оригинальный датчик измерения малых перепадов давления и отработана методика'измерения перепадов давления до 0.2 Па.

3. Разработана методика подготовки проб для рентгено-флуоресцентного элементного анализа с использованием синхротронного излучения, заключающаяся в создании тонкого пористого слоя золы или шлака на пористой подложке из карбида титана. Обнаружено, что содержание V и Мо в золе и шлаке, сравнимо с их содержанием в промышленно используемых рудах, что позволяет предложить использование золы и шлака для добычи этих химических элементов.

4. Изготовлен экспериментальный стенд для исследования процессов низкотемпературного шлакования. Экспериментально доказана возможность шлакования при температуре ниже температуры плавления золы. Например, для Кузнецкого угля при температуре 650°С.

5. Разработан оригинальный способ и устройство для разделения шлака на тяжелую и легкую фракции при жидком шлакоудалении, основанный на различном поверхностном натяжении различных компонентов шлака.

Научная новизна работы

1. Показано что переход от симметричной граду ировоч ной характеристики к несимметричной приводит к повышению чувствительности дифференциального манометра более чем на порядок и увеличению линейности характеристики.

2. Показано что пульсации на воздушных потоках не влияют на режим течения' и распределение давления в пористом упакованном слое, тогда как на водных потоках наличие пульсаций приводит к значительному изменению перепада давления и это связано с существенно большей сжимаемостью воздуха, что приводит к выполнению закона Дарси с числа

. Рейнольдса 54.

3. Показана зависимость низкотемпературного шлакования от режимов дутья и температуры в камере сгорания и обнаружен новый механизм низкотемпературного шлакования, связанный с образованием эвтектического состояния золы.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и

обсуждались на 4 научных, научно-технических и научно-

практических конференциях, а именно:

1. Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение в промышленно-хозяйственном комплексе» (г. Пенза, 2000г.)

2. Российском национальном симпозиуме по энергетике (г. Казань, 2001г.)

3. III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Физика, радиофизика - Новое поколение в науке», (г. Барнаул, 2002г.)

4. IX международной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей», (г. Новосибирск,

. 2004г.)

Публикации

По результатам диссертационной работы опубликовано 9

печатных работ, в том числе статей в центральной печати—4, из них 2

статьи в журналах по списку' ВАК, тезисов и докладов региональных, всероссийских и международных конференций—5.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, приложения и списка литературы. Она изложена на 139 страницах, включая 38 рисунков, список литературы из 104 названий.

Основные положения, представляемые к защите.

1. Оригинальный датчик для измерения малых перепадов давления от 0.2 Па.

2. Экспериментальный стенд для измерения перепадов давления, температуры и расхода при безпульсационном течении жидкости в упакованных слоях в диапазоне чисел Рейнольдса 10^-200.

3. Экспериментальная установка для измерения перепадов давления, температуры и расхода при фильтрации воздушного потока через пористые слои, в диапазоне чисел Рейнольдса 54^-175.

4. Метод изменения дисперсности шлака за счет изменения температуры воды, в которую Попадает расплав шлака с одновременным разделением шлака на тяжелую и легкую компоненты, за счет различного поверхностного натяжения различных шлаковых компонент.

5. Оригинальная установка для ' исследования процессов низкотемпературного шлакования, физический механизм которого связан с образованием эвтектик.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, обсуждаются цели и задачи работы, а также основные защищаемые положения.

В • первой главе содержится литературный обзор по экспериментальным и теоретическим исследованиям процессов шлакования и фильтрации в пористых средах. Исследованию гидродинамики в пористой среде посвящено большое количество работ, в которых описывается контактные и бесконтактные методы экспериментального исследования потока внутри зернистого слоя. Из' приведенных работ можно заметить, что локальная структура потока в зернистых слоях недостаточно ясна и результаты некоторых работ

противоречивы. Частично это связано с возможным влиянием вида упаковки, геометрии рабочего участка, режима течения жидкости, а также с известными недостатками контактной методики, такими, как искажение пористой среды и потока, зависимость показания датчиков от расстояния до твердой поверхности шариков или стенки канала, сложность в определении вектора локальной скорости потока. Таким образом, для детального знания поведения потока в упакованных слоях требуются дополнительные экспериментальные исследования.

Работы, посвященные утилизации золошлаковых отходов промышленных энергостанций, а также экспериментальным методикам исследования и совершенствования процессов утилизации, можно условно разделить на несколько направлений. Одним из направлений является использование шлака в строительстве. В этой области есть позитивные сдвиги, часть золы и шлака используется в строительной индустрии, однако основная часть по-прежнему отправляется на золо-шлакоотвалы. Другим направлением является выделение из шлака . ценных металлов и редкоземельных элементов. Несмотря на то, что существует несколько перспективных разработок в этой области, ни одна из них не нашла широкого промышленного применения. Также большое число работ посвящено устройству золошлакоотвалов, прогнозированию их поведения и возможностям рекультивации. Тем не менее, в большинстве случаев золошлакоотвалы по-прежнему представляют собой источники экологического загрязнения, а огромные территории выключены из рационального использования, если не навсегда, то как минимум на многие десятилетия. Поэтому существует необходимость создания эффективных методов утилизации золы и шлака.

Исследованию процессов шлакования поверхностей нагрева и методам борьбы с ними посвящено большое количество работ. Однако практически во всех работах предполагалось, что для начала шлакования необходимо плавление золы. Физический механизм шлакования при температурах ниже температуры плавления золы до сих пор не ясен. Это требует проведения экспериментальных исследований процессов низкотемпературного шлакования.

Вторая глава посвящена описанию и разработке экспериментальных методик и установок для исследования процессов фильтрации в пористых средах.

Для экспериментального исследования распределения давления внутри упакованного слоя на водных потоках использовался горизонтальный гидродинамический контур закрытого типа (рис. 1), позволяющий варьировать критерий Рейнольдса Яе = и0с!/у от 25 до

Рис. I. Схема установки для измерения перепада давления в зернистых средах: I — ротаметр РС-5, 2 - сильфонный вентиль, 3 — опытный участок, 4 - термопары, 5 — центробежный насос, б — система охлаждения, 7 —бак.

700. Здесь и далее число Re построено по расходной скорости в пустом канале U0, v - кинематической вязкости и диаметру элементов засыпки d.

Жидкость циркулировала под действием центробежного насоса, работающего от двигателя постоянного тока, число оборотов которого в процессе эксперимента можно было менять. Частота вращения фиксировалась тахометром ТМ 1,5-1 П. Расход жидкости контролировался ротаметром РМ-5 и регулировался сильфонным вентилем, установленными за засыпкой.

ностью установки являлся специально изготовленный опытный участок диаметром

5.00 ±0.01 см и длиной 20.00 ±0.01см (рис.2), который с утряской загружался стеклянными шариками диаметра с1« 3 мм. При этом структура засыпки была хаотичной.

Основной особен

Рис. 2. Опытный участок с многоканальным жидкостным манометром.

Пристеночное давление измерялось . в 9

Рис. 3. Схема без пул ьсац ионного гидродинамического контура. 1— труба перелива, 2- напорный бак, 3— шланг стока воды из бака, 4 — насос "Кама 10", 5-резервуар, 6-уровнемер, 7— соединительная труба, 8- ротаметр РС-5, 9- сильфонный вентиль, Ю- рабочий участок, 11— датчики статического давления, 12-труба слива излишней воды, 13-муфта-тройник, 14— шланг подачи воды в бак, 15— металлические трубы.

П 1 ч 1\1 л

^щЩШ

и И - • ■ ГЦ Ik

сечениях по длине упаковки, расположенных через 2 см друг от друга (± 0.1 мм).

Так как в ходе экспериментальных исследований выяснилось, что распределение давления зависит не только от числа Re, но и от низкочастотных пульсаций, возникающих от лопаток центробежного насоса, возникла необходимость в проведении экспериментов в безпульсацион-ном режиме течения. Для этого был изготовлен безпульсацион-ный гидродинамический контур, схематично представленный на рис. 3.

Напорный бак 2 устанавливался на высоте 6 м от измерительного блока. Его отличительной конструктивной особенностью являлось то, что изнутри бака в . муфту укреплялась резиновая труба 1, которая контролировала уровень воды в

Рис. 4. Схема измерительного блока. 1-уровнемер, 2—

резервуар, 3-электронасос, 4-шланг подъема воды в

напорный бак, 5— наклонный манометр ЛТА-4, 6- шланг стока воды га напорного бака, 7-термопара, 8-рабочий участок, 9 -датчик статического

давления, 10— сильфонный вентиль. 11— ротаметр РС-5.

баке. Внутри резиновой трубы располагалось два шланга 3. 14 диаметром 0.02 м. В нижней части трубы I располагалось отверстие диаметром 0.02 м для шланга 3, по которому происходил сток воды.

Шланг 14 использовался для подъема воды в бак с использованием электронасоса из резервуара постоянного уровня. Контроль уровня воды в напорном баке контролировался по уровнемеру 6, установленному на резервуаре 5 (рис. 3).

Принцип работы безпульсационного гидродинамического контура (рис. 4) заключался в следующем:

Резервуар 2 наполнялся водой до определенного уровня, контролируемого по уровнемеру 1. Электронасосом 3 по шлангу подъема 4 вода закачивалась в напорный бак при закрытом вентиле 10. После наполнения напорного бака- электронасос выключался. В дальнейшем вентиль 10 открывался и по шлангу стока 6 вода поступала в рабочий участок 8, далее через ротаметр 11 возвращалась в резервуар.

Температура жидкости контролировалась двумя термопарами 7, установленными до и после рабочего участка. Перепад температуры в рабочем участке и гидродинамическом контуре не превышал 0.1 °С.

Ротаметр РМ-5 позволял контролировать критерий Рейнольдса. Максимальное число Ке, полученное на этом контуре, не превышало 700.

В ходе работы была создана установка для измерения распределения статического давления по длине зернистого слоя на воздушных потоках, схема которой представлена на рис. 5.

Установка состоит из промышленного вентилятора 1, который обеспечивает подачу воздуха по трубам 2 к . опытному участку * 4, описанному выше. Для увеличения максимального числа Рейнольдса к выходу расходомера был подключен воздушный насос, что позволило повысить диапазон чисел* Рейнольдса до Яе=175. Подводящие к участку трубы длиной 1 метр имели внутренний диаметр близкий к

Рис. 5. Схема установки для исследования фильтрации в пористой среде на воздушных потоках. 1 - промышленный вентилятор: 2 -■ трубы диаметром 51 мм.; 3 -- заслонка: 4 -опытный участок: 5 - расходомер лопастного типа: 6 дифмаиометр: 7-воздушный насос.

внутреннему диаметру рабочего участка (50.0 ± 0.1 мм), для исключения влияния входных и выходных условий. Подача воздуха регулировалась заслонкой 3, его расход измерялся расходомером 5. Установка позволяла изменять числа Рейнольдса от 54 до 175.

При измерении

Рис. 6. Колокольный дифманометр. I —

■металлический корпус, 2 - колокол, 3-

дифференциально -трансформаторны й преобразователь перемещения, 4 -сердечник, 5 -шелковая нить, 6 -пружина, 7 - ' эластичная мембрана, 8 - болт, 9 — регулировочная гайка.

перепада давления на воздушных потоках возникли существенные трудности с регистрацией малых давлений (<10 Па). Чувствительность стандартных диф-манометров, которые выпускает отечественная промышленность, оказывается недостаточной. Поэтому для измерения малых давлений зачастую приходится создавать свои лабораторные варианты дифференциальных манометров. Так, в основу одного из них была положена схема колокольного дифманометра с пружинным уравновешиванием и дифференциально -трансформаторной схемой регистрации перемещения - колокола, рассчитанная на измерения перепадов давления в диапазоне 0.2-30 Па, с основной погрешностью 0.3% от предела шкалы. Общий вид устройства показан на рис. 6.

Дифманометр состоял из металлического корпуса 1, в который наливалось трансформаторное масло, колокола из органического стекла 2 с толщиной стенок 2 мм и пружины 6 с жесткостью к = 17.8 Н/м и длиной 100 мм. В качестве дифференциально - трансформаторного преобразователя перемещения 3 использовался преобразователь от манометра типа МП 22517. Установка сердечника 4 в нужное положение производилась вращением регулировочной гайки 9. При

Рис. 7. Градуировочная кривая дифференциального манометра колокольного типа

этом эластичная мембрана 7 позволяла перемещать болт 8 и связанный с ним сердечник 4 без нарушения герметичности дифманометра. В качестве манометрической жидкости' использовалось трансформаторное масло. Изменение объема масла на несколько процентов от номинального практически не влияло на граду ировочные характеристики устройства (рис.7).

В этой же главе приведены экспериментальные данные по полям давления внутри зернистого слоя.

тт 7 , ..........На рис. 8, 9 представлены

^ 2 ^ Не экспериментальные данные по

распределению статического давления внутри зернистого слоя, полученные на безпуль-сацион ном гидродн нам ическом контуре. Результаты экспериментов сравнивались с соответствующими измерениями распределения перепада статического давления по длине и сечению упакованного слоя, которые проводились на горизонтальном гидродинамическом контуре с использованием центробежного насоса.

Закон Дарси предполагает линейную зависимость перепада давления от продольной координаты. В работах Аэрова, Тодеса говорится о влиянии входного эффекта в начале упаковки, где упомянутая линейность может нарушаться на расстоянии от входа в засыпку до 5 рядов элементов упаковки.

Наши эксперименты по измерению распределения перепада давления по длине засыпки в безпульсальционном и пульсационном контурах (рис. 8) показали, что в безпульсационных режимах течения жидкости закон Дарси выполняется, начиная с первых рядов шариков в диапазоне чисел Яе 40 - 200.

В пульсационных режимах распределение перепада давления отклоняется от линейного закона до чисел 11е<120.

Причем при низких числах эта нелинейность захватывает практически всю длину упаковки составляющей около 70 рядов

Рис. 8. Распределение пристеночного перепада давления. 1 - полученное на горизонтальном гидр(х)инамическом

контуре с использованием центробежного насоса: 2 полученное на безпульсационном контуре.

Рис. 9. Распределение давления по сечениям упакованного слоя: / полученное на пульсиционном контуре; 2 - полученное на безпгльсаиионном контуре.

шариков диаметром 3 мм. Отметим, что обнаруженная нелинейность в пульсационном режиме сказывается на уменьшении полного перепада давления и соответствующего гидравлического сопротивления упаковки до 20% при числе Ке=40 (рис. 8).

Была достаточно надежно Т"^;.1 "*] —-"■"" установлена аналогия распре-

делении продольного и поперечного перепада давлений. С повышением числа Ке отличие продольного перепада давления по длине от линейного стремилось к нулю, так же как н отличие давления в одном сечении у стенки и в центре канала с засыпкой. Причем на безпульсационном контуре, как-видно из рис. 9, давление по сечению практически перестает меняться с чисел Яе~100.

Возможное физическое объяснение подобного влияния пульсаций от лопастей насоса на распределение давления по сечению упакованного слоя заключается в следующем. Жидкость в упаковке движется по каналам с наибольшим проходным сечением. В центре упакованного слоя эта площадь проходных сечений существенно больше, чем у стенки. Поэтому при низких числах Яе<100 большая часть потока жидкости идет в центре упаковки, где давление должно быть меньше, чем у стенки. Этот эффект исчезает с повышением числа И.е, когда сопротивление центральных и пристеночных каналов выравнивается и жидкость движется равномерно по всему сечению канала. При работе центробежного насоса возникают естественные пульсации от лопаток центробежного насоса, что приводит к увеличению количества проходных каналов по всему сечению рабочего участка и перепад давления по сечению упакованного слоя уменьшается.

Распределение давления по длине упакованного слоя на воздушных потоках получилось линейным при всех исследованных числах Рейнольдса, несмотря на наличие акустических пульсации от лопастей вентилятора и насоса. Г1о всей видимости это связано со значительной сжимаемостью воздуха, благодаря которой пульсации существенно сглаживаются на входе в упаковку.

Таким образом, если применить полученные результаты по

фильтрации в зернистых средах к пористым шлакообразованиям, то можно предположить, что пульсационный режим обдувки шлака для его удаления будет более эффективен, чем стационарный. С одной стороны меньший перепад давления в пульсационном режиме требует меньших затрат энергии парогенератора, с другой — более равномерное распределений потока пара по объему шлаковых отложений создает более благоприятные условия для их отрыва от поверхностей нагрева.

Третья глава посвящена созданию и усовершенствованию методик для исследования высокотемпературного шлакования и поиску возможных путей утилизации золошлаковых отходов промышленных энергостанций.

Для количественного определения содержания различных химических элементов в золе и шлаке был проведен рентгено-флуоресцентный элементный анализ с использованием синхро-тронного излучения (работа выполнена совместно с Институтом-ядерной физики СО РАН), который позволяет определять содержание химических элементов с точностью 10 ~7 г/г. Сравнение содержания химических элементов в золе и шлаке с содержанием тех же элементов в промышленно используемых рудах показало, что зола и шлак только по содержанию в них молибдена (шлак—53 мкг/г, зола-129 мкг/г) и ванадия (шлак-307 мкг/г, зола-1313 мкг/г) приближаются к промышленно используемым рудам. Однако, наличие в шлаке и золе существенных концентраций ценных элементов (V, Мо, РЬ, Тк Ре и др) указывает на необходимость создания технологии разделения шлака на

^ЬшрГ 1

металлосодержащую часть и легкий остаток. Поэтому был предложен способ жидкого шлакоудаления, при котором возможно разделение шлака, на две части. В одной из которых могут быть сконцентрированы

промышленную ценность.

металлы

имеющие ость. В

другой — легкие и сравнительно безопасные отходы минеральной составляющей.

На рис.10, приведен эскиз

Рис. 10. Устройство для жидкого шлакоудаления

одного из устройств, поясняющий предлагаемый способ жидкого шлакоудаления, который заключается в следующем.

Минеральная часть пыли твердого топлива разогревается в процессе сжигания в топке 2 до температуры выше температуры плавления и направляется вниз с помощью гравитационных сил, образуя на поде 1 шлаковую ванну. На выходе из легки 3 формируется пленочное течение потока расплавленного шлака за счет создания небольшой конусности летки. Как показывают эксперименты, на действующей ТЭЦ без этой конусности практически невозможно обеспечить пленочное течение расплавленного шлака. В дальнейшем на пленку шлака по всему периметру выходного отверстия летки 3 воздействуют струями перегретой воды 6, выходящими навстречу друг другу из перфорированного кольца 5. Толщина пленки жидкого шлака на выходе из летки 3 в этом случае не будет превышать нескольких миллиметров. При этом образующиеся частицы шлака будут иметь малые размеры (не больше нескольких сантиметров) и форму близкую к сферической, что позволит значительно уменьшить износ труб пульпопровода (в настоящее время они быстро изнашиваются). Кроме того, в образующихся за счет термического удара гранулах происходит частичное разделение шлака на две компоненты: одна из которых содержит более легкие компоненты (СаО, БЮ^). а другая тяжелые металлические составляющие, включая радиоактивные и редкоземельные элементы (РеО, ио? и др.).

Наличие в золе и шлаке радиоактивных элементов потребовало проведения радиационного контроля, поэтому была отработана методика отбора и подготовки проб и проведения гамма-спектрометрического анализа золы и шлака. Для проведения гамма-спектрометрического анализа пробы отбирались непосредственно с рабочих трактов парогенераторов ТЭЦ-3. При этом отбор осуществлялся единовременно порциями по 200-300 мл. до общего объема пробы 1.5-2 л. Перед проведением анализов пробы высушивались для удаления сорбционной влаги. Необходимость удаления сорбционной влаги вызвана тем, что содержание ее может меняться в зависимости от внешних условий - температуры и" парциального давления водяного пара в воздухе, влияя тем самым на величину насыпной плотности. Сушка проводилась в сушильном шкафу МЬ\У при температуре 110±0.5°С в течение 24 часов. Предварительными измерениями установлено, что данное время сушки достаточно для достижения постоянной плотности всех исследуемых материалов. После сушки проводилось измерение насыпной плотности весовым методом. Взвешивание проводили на аналитических весах ВЛР-500 с точностью 0.01 гр. (0.02%), измерение объема - с точностью

5мл (2%). Подготовленные пробы загружались в специальный контейнер емкостью 1л.

Гамма-спектрометрический анализ проводили на установке «Аспект» с сцинтиляционным детектором. Установка регистрирует гамма-излучение до 10 мЭв по 4096 каналам с разрешением 15 кЭв. Предварительно проводилось измерение фона и калибровка прибора по источникам, содержащим изотопы Аш-241 (энергия у-излучения — 59.5 кЭв), Сб-137 (энергия у-излучения - 661.6 кЭвХ Со-60 (энергия у-излучения - 1173 кЭв). Количественная калибровка активности проводилась по источнику с изотопом Сз-137, который содержал распределенную по объему активность 6.58-103 Бк в контейнере емкостью 1л. Этот контейнер был идентичен контейнерам, в которых измерялись пробы золы, шлака, и угля.

Предварительными исследованиями было установлено, что содержание гамма-активных изотопов в отобранных пробах незначительно и ни 10-минутная (стандартная), ни 30-минутная экспозиции не дают надежных результатов. Поэтому было принято решение увеличить экспозицию до 10 часов. При этой экспозиции повторяемость результатов на примере измерения шлаков составила 15%.

В таблице 1 приводятся результаты определения активности проб и мощности дозы пробы в условиях проведения эксперимента.

Таблица 1

№ Материал 3, И МП. Активность Мощность дозы, мкр/час Концентрация Яа-226, мкг/кг

к/л Бк/кг

1. Шлак 89892 249 126 7.2 3.4

2. Зола 172351 477 343 19.6 9.3

о Уголь 21118 59 76 4.4 2

Нижний предел использования материалов в жилищном строительстве — 370 Бк/кг. Таким образом, для золы необходим постоянный контроль за уровнем радиации, поскольку измеренные значения находятся вблизи нижнего предела допустимого уровня радиации.

Четвертая глава посвящена разработке установки и методики экспериментального исследования процессов низкотемпературного шлакования.

На основании ряда экспериментальных работ было выдвинуто предположение о том, что шлакование поверхностей нагрева при температурах ниже температуры плавления золы связано с выделением

некоторых составляющих из частиц угля, которые растворяют минеральные примеси, содержавшиеся в угольной частице. Если частица за время выделения летучих сталкивается с какой-либо поверхностью, то происходит ее приклеивание к этой поверхности. В дальнейшем происходит коксование и после выгорания кокса остается минеральная часть, которая и образовывает слой шлака.

Для проверки этого предположения была собрана специальная установка, общий вид которой приведен на рис.11. Установка состояла из вертикальной трубчатой печи 1 с устройством питания 2 и терморегулятором 3, имеющей охлаждаемое сопло 4, через которое вводилась угольная пыль. Герметизирующий колпак 5 закрывал

вибрационный питатель 6 угольной пыли, которая попадала на шлакоприемник 7, выполненный из семи нихромовых проволочек диаметром 0.6 мм. Проволочки шлакоприемника 7 располагались горизонтально на разных расстояниях от места ввода холодной угольной пыли (на 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 5, 10 и 15 сантиметров). В теплозащитном покрытии печи температура контролировалась хромель-апюмелевой термопарой 8, а температура воздуха внутри печи — платино-платино-родиевой термопарой 9, термопары совместно с потенциометром Р37-1 10 и нормальным элементом обеспечивали тепловые измерения. Питание печи осуществлялось через понижающий трансформатор 11, дополнительная подача воздуха осуществлялась компрессором 12 с контролем расхода газовым реометром

Рис. 1 1. Установка для исследования низкотемпературного шлакования. 1 -вертикальная трубчатая печь СУОЛ -0.25; 2 - устройство питания; 3 -терморегулятор; 4 - охлаждаемое сопло; 5 - герметизирующий колпак; б -вибрационный питатель угольной пыли; 7 - шлакоприемник, выполненный из семи нихромовых проволочек диаметром 0.6мм; 8 - хромель-алюмелевая термопара; 9 - платино-платинородиевая термопара; 10 -потенциометр Р37-1; 11 -понижающий трансформатор: 12 компрессор; 13 - газовый реометр: 14 -трубопроводы

13. Для охлаждения сопла 4 была предусмотрена подача воды через трубопроводы 14.

Принцип действия установки сводился к следующему. Угольная пыль из питателя 6 попадала в охлаждаемое сопло 4 и из него в холодном состоянии - внутрь вертикальной трубчатой печи 1. По мере падения угольная пыль нагревалась и претерпевала определенные превращения. На своем пути угольные частицы сталкивались с проволочками шлакоприемника и зашлаковывали их.

Опыты проводились как в режиме избытка воздуха, когда угольная пыль полностью выгорала, и оставалась лишь минеральная часть, так и в режиме заметного недостатка воздуха, когда происходило коксование угольных частиц с выделением летучих и незначительным выгоранием. Во всех опытах через печь пропускалась навеска угольной пыли пять грамм. Температурный диапазон исследований шлакования составлял от 500 до 1200°С с интервалом температур в 50 градусов. В качестве угольной пыли использовался Экибастузкий, Карагандинский и Кузнецкий уголь фракции 65 - 100 мкм ручного пятнадцатиминутного рассева. После сжигания угольной пыли шлакоприемник извлекался, и проволочки фотографировались через микроскоп типа МСТ - 131 на фотопленку "Микрат - 200". В собранной экспериментальной установке не было предусмотрено искусственное охлаждение проволочек шлакоприемника, поэтому образующийся шлак имел однослойную структуру, близкую к верхнему слою шлака в натурных условиях.

По структуре шлака можно определить, что он образовался в результате слипания отдельных вязких и достаточно крупных частиц (сильно пористая структура с явно выраженными отдельными частицами). Большие размеры частиц шлака подтверждают высказанное предположение о низкотемпературном шлаковании. Таким образом, показано, что низкотемпературное шлакование связано с пластическим состоянием основной угольной массы и происходит при температурах ниже температуры плавления золы. Определены температурные интервалы начала и наиболее активного шлакования для исследуемых сортов углей.

Основные выводы и результаты работы

1. Разработана, экспериментальная методика 'измерения малых перепадов давления внутри зернистого слоя на воздушных потоках с применением дифференциального"манометра, в котором симметричная • градуировочная характеристика изменена на

несимметричную. Показано что пульсации на воздушных потоках не влияют на режим течения и распределение давления в пористом упакованном слое.

2. Создана экспериментальная установка для измерения перепадов давления при безпульсационной фильтрации воды в зернистом слое в диапазоне чисел Рейнольдса от 10 до 200, содержащая водооборотную систему замкнутого типа и дистанционный датчик уровня воды в напорном баке. Показано что на водных потоках наличие пульсаций приводит к значительному изменению перепада давления по длине пористого упакованного слоя.

3. Создан экспериментальный стенд для исследования низкотемпературного шлакования, включающий измерения температуры, расхода воздуха и фотографирование шлака на шлакоприемнике с дутьем и без дутья воздуха. Обнаружен новый механизм низкотемпературного шлакования связанный с эвтектическим состоянием золы. Предложены методы борьбы со шлакованием, основанные на обдуве шлакующихся поверхностей в пульсационном режиме водой и в безпульсационном - газом, сразу после начала процесса шлакования.

4. Создана и отработана методика подготовки проб для проведения рентгенофлуоресцентного элементного анализа с использованием синхротрон но го излучения, основанная на нанесении тонкого слоя исследуемого вещества на пористую основу карбида титана.

5. Разработано и предложено устройство для разделения шлака при высокотемпературном шлаковании, основанное на различном поверхностном натяжении шлакующихся частиц и уменьшении их размеров при понижении температуры воды в шлакоприемных ваннах.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

1. Утемесов P.M., Волков В.II., Моторин A.B., Коновалов В.В. Низкотемпературное шлакование// Доклады Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение в промышленно-хозяйственном комплексе», Пенза, 2000. - С. 37-39.

2. Утемесов P.M., Сеначин П.К., Утемесов М.А. Исследование процесса воспламенения полидисперсной воздушно-пылеугольной смеси при низких температурах радиационных поверхностей// Известия АГУ. - 2001. — № I.-C. 115-118.

3. Утемесов P.M., У теме сов М.А. Низкотемпературное шлакование// Известия АГУ.-2001.-№ 1. — С. 121-124.

4. Утемесов P.M. Волков В.И., Моторин A.B., Коновалов В.В. Высоко и низкотемпературное шлакование поверхностей нагрева// Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Т. 1. Казань; 2001. - С. 182-184.

5. Утемесов P.M., Борозденко Д.А. Экспериментальное исследование распределения давления внутри зернистого слоя на воздушном потоке// Тезисы III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Физика, радиофизика - новое поколение в науке» - Барнаул, 2002. - С. 9-10.

в.- Утемесов P.M., Борозденко Д.А. Высокотемпературное шлакование поверхностей нагрева// Тезисы III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Физика, радиофизика - новое поколение в науке» — Барнаул, 2002. — С. 6970.

7. Утемесов P.M., Борозденко Д.А., Волков В.II. Исследование влияния низкочастотных пульсаций на распределение давления внутри зернистого слоя при переходе к турбулентности// Тезисы IX Международной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей» Ч. 9. - Новосибирск, 2004. - С. 33-34.

8. Утемесов P.M., Волков В.И. Исследование процессов шлакования// Вестник ТГУ. Бюлл. - 2004. - № 24. «Проблемы теплофизики и материаловедения» - С. 36-40.

9. Утемесов P.M., Волков В.II., Сагалаков A.M., Ковальская Г.А. Анализ возможностей ресурсосбережения при сжигании твердого топлива в тепловых энергетических установках// Вестник ТГУ. Бюлл. - 2005. - № 44. «Физика и химия неравновесных процессов» - С. 74-78.

Подписано в печать 08.11.2006 Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ3>£5"

Типография издательства Алтайского государственного университета 656049, Барнаул, ул. Димитрова, 66

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Утемесов, Равиль Муратович

Введение.

1 Научно-технический обзор и анализ методов и средств исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах.

1.1 Исследование процессов фильтрации в пористых средах.

1.2 Дифференциальные манометры для измерения малых перепадов давления.

1.3 Проблемы переработки золошлаковых отходов крупных энергетических установок.

1.3.1 Перспективы переработки золошлаковых отходов.

1.3.2 Проблемы использования золошлаковых отходов в строительной индустрии.

1.3.3 Извлечение тяжелых металлов и радиологический аспект.

1.4 Шлакование поверхностей нагрева.

1.5 Постановка задачи.

2 Исследование процессов фильтрации в пористой среде.

2.1 Исследование влияния низкочастотных пульсаций на распределение давления в упакованном слое на водных потоках.

2.1.1 Экспериментальная установка и способ измерения распределения статического давления в упаковке из зернистых слоев при различных частотах вращения центробежного насоса.

2.1.2 Распределение статического давления по длине упакованного слоя при различных частотах вращения центробежного насоса.

2.1.3 Беспульсационный гидродинамический контур.

2.1.4 Экспериментальные результаты по распределению давления, полученные на беспульсационном гидродинамическом контуре.

2.2 Исследование распределения давления в упакованном слое на воздушных потоках.

2.2.1 Экспериментальная установка и методика измерения давления внутри зернистого слоя на воздушных потоках.

2.2.2 Дифференциальный манометр колокольного типа.

2.2.3 Экспериментальные данные по распределению статического давления по длине упакованного слоя.

2.3 Выводы.

3 Исследование процессов высокотемпературного шлакования.

3.1 Рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения.

3.2 Рентгенофлуоресцентный элементный анализ проб шлака, золы и угля, отобранных из производственного цикла барнаульской ТЭЦ-3.

3.3 Отбор и подготовка проб для гамма - спектрометрического анализа.

3.4 Гамма-спектрометрический анализ проб шлака, золы и угля, отобранных из производственного цикла барнаульской ТЭЦ-3.

3.5 Устройство для жидкого шлакоудаления.

3.6 Исследование процессов кристаллизации шлака в различных жидкостях.

3.7 Выводы.

4 Исследование процессов низкотемпературного шлакования.

4.1 Экспериментальная установка и методика.

4.2 Результаты и обсуждение.

4.3 Выводы.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Экспериментальные методы исследования процессов шлакования и фильтрации в пористых средах"

Актуальность работы.

В последнее время значительное количество исследований посвящено процессам шлакообразования, транспортировке золы и шлака, а также проблемам их утилизации и промышленного использования.

Другой важной проблемой является утилизация золошлаковых отходов промышленных энергостанций. Несмотря на то, что давно известно о наличии в золе и шлаке существенных концентраций целого ряда промышленно важных элементов, до сих пор не разработана достаточно эффективная методика извлечения из золы и шлака металлов, редкоземельных и радиоактивных, экологически опасных элементов. Существующие методики либо мало эффективны, либо слишком дороги. Частично зола и шлак используются в строительной индустрии. Однако, основная масса золошлаковых отходов отправляется на золошлакоотвалы.

Значительные территории, занимаемые золошлакоотвалами, оказываются исключенными из полезного использования в народном хозяйстве. Кроме того, наличие в золе и шлаке тяжелых и радиоактивных элементов делает золошлакоотвалы экологически опасными для прилегающих к ним территорий и водоемов. Для экологически безопасного устройства золошлакоотвалов, с возможностью их дальнейшей рекультивации, необходимо прогнозировать их поведение под действием различных климатических факторов. Одним из важнейших климатических факторов является влага (талые воды, дожди и т.д.), поэтому требуется исследование процессов фильтрации воды в пористой среде золошлаковых отходов.

Таким образом, исследование процессов шлакования и процессов фильтрации в пористой шлаковой среде является актуальной научно-технической задачей. Цель работы.

Основной целью работы являлось создание экспериментальных установок и методик для исследования процессов высоко- и низкотемпературного шлакования и процессов фильтрации в пористых средах. При этом ставились следующие задачи:

4. Разработка метода и устройства для изменения дисперсности шлака с одновременным разделением шлака на тяжелую и легкую компоненты. Практическая значимость

2. Изготовлен оригинальный датчик измерения малых перепадов давления и отработана методика измерения перепадов давления до 0.2 Па.

3. Разработана методика подготовки проб для рентгенофлуоресцентного элементного анализа с использованием синхротронного излучения, заключающаяся в создании тонкого пористого слоя золы или шлака на пористой подложке из карбида титана. Обнаружено, что содержание V и Мо в золе и шлаке, сравнимо с их содержанием в промышленно используемых рудах, что позволяет предложить использование золы и шлака для добычи этих химических элементов.

1. Показано, что переход от симметричной градуировочной характеристики к несимметричной приводит к повышению чувствительности дифференциального манометра более чем на порядок и увеличению линейности характеристики.

2. Показано что пульсации на воздушных потоках не влияют на режим течения и распределение давления в пористом упакованном слое, тогда как на водных потоках наличие пульсаций приводит к значительному изменению перепада давления и это связано с существенно большей сжимаемостью воздуха, что приводит к выполнению закона Дарси с числа Рейнольдса 54.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4 научных, научно-технических и научно-практических конференциях, а именно:

2. Российском национальном симпозиуме по энергетике (г. Казань, 2001г.)

3. III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Физика, радиофизика - Новое поколение в науке» (г. Барнаул, 2002г.)

4. IX международной конференции «Устойчивость и турбулентность течений гомогенных и гетерогенных жидкостей» (г. Новосибирск, 2004г.) Публикации

По результатам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе статей в центральной печати-4, из них 2 статьи в журналах по списку ВАК, тезисов и докладов региональных, всероссийских и международных конференций-5. Основные положения, представляемые к защите.

1. Оригинальный датчик для измерения малых перепадов давления от 0.2 Па.

2. Экспериментальный стенд для измерения перепадов давления, температуры и расхода при беспульсационном течении жидкости в упакованных слоях в диапазоне чисел Рейнольдса 10-К200.

3. Экспериментальная установка для измерения перепадов давления, температуры и расхода при фильтрации воздушного потока через пористые слои в диапазоне чисел Рейнольдса 54-Й75.

4. Метод изменения дисперсности шлака за счет изменения температуры воды, в которую попадает расплав шлака, с одновременным разделением шлака на тяжелую и легкую компоненты, за счет различного поверхностного натяжения этих компонент.

5. Оригинальная установка для исследования процессов низкотемпературного шлакования, физический механизм которого связан с образованием эвтектик.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

выводы

1. Разработана экспериментальная методика измерения малых перепадов давления внутри зернистого слоя на воздушных потоках с применением дифференциального манометра, в котором симметричная градуировочная характеристика изменена на несимметричную. Показано что пульсации на воздушных потоках не влияют на режим течения и распределение давления в пористом упакованном слое.

2. Создана экспериментальная установка для измерения перепадов давления при беспульсационной фильтрации воды в зернистом слое в диапазоне чисел Рейнольдса от 10 до 200, содержащая водооборотную систему замкнутого типа и дистанционный датчик уровня воды в напорном баке. Показано что на водных потоках наличие пульсаций приводит к значительному изменению перепада давления по длине пористого упакованного слоя.

3. Создана и отработана методика подготовки проб для проведения рентгенофлуоресцентного элементного анализа с использованием синхротронного излучения, основанная на нанесении тонкого слоя исследуемого вещества на пористую основу карбида титана. Обнаружено, что концентрация ряда ценных элементов (в первую очередь Мо, V) в золе и шлаке сравнима с их концентрацией в промышленно используемых рудах.

4. Разработано и предложено устройство для разделения шлака при высокотемпературном шлаковании, основанное на различном поверхностном натяжении шлакующихся частиц и уменьшении их размеров при понижении температуры воды в шлакоприемных ваннах.

5. Создан экспериментальный стенд для исследования низкотемпературного шлакования, включающий измерения температуры, расхода воздуха и фотографирование шлака на шлакоприемнике с дутьем и без дутья воздуха. Обнаружен новый механизм низкотемпературного шлакования, связанный с эвтектическим состоянием золы. Предложены методы борьбы со шлакованием, основанные на обдуве шлакующихся поверхностей в пульсационном режиме водой и в беспульсационном - газом, сразу после начала процесса шлакования.

6. Отработана методика отбора и подготовки проб и проведения гамма-спектрометрического анализа золы и шлака. Показано, что для применения золы в жилищном строительстве необходим постоянный радиационный контроль.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Утемесов, Равиль Муратович, Барнаул

1. в . Основные путн повышения эффективности техноло-гических процессов. - В сборнике "Аэродинамика в технологических про-цессах". М.: Наука, 1981, с. 7-13.

2. Струминский В.В., Павлихина М.Я. Экспериментальное исследование поля скоростей за стационарным зернистым слоем катализатора. - В сборни-ке "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 63-74.

3. Филиппов В.М. Измерение поля потока за неподвижным зернистым сло- ем. - В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука,1981, с. 13-29.

4. Кириллов В.А., Кузьмин В.А., Ньянов В.И., Канаев В.М. О профиле ско- рости в неподвижном зернистом слое. Доклады АН СССР, 1979, том 245, №1,с. 159-162.

5. Lerou J.J. and Froment G.F. Velocity, temperature and conversion profiles in fixed bed catalytic reactors. - Chem. Engng. Sci., 1977, v. 32, №8, p. 853-861.

6. Van der Merve D.F. and Gauvin W.H. Velocity and turbulence measurements of air fiow througth a packed bed. - AIChE journal, 1971, v. 17, №3, p. 519-528.

7. Mickley H.S., Smith K.A. and Kochak E.I. Fluid fiow in packed beds. - Chem. Engng. Sci., 1965, v. 20, №3, p. 237-246.

8. Евсеев A.P., Накоряков B.E., Романов Н.Н. Локальная структура фильт- рационного потока в кубической упаковке шаров при больших числах Рей-нольдса. - Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1989. - Вып. 1, с. 51-56.

9. Yevseyev A.R., Nakorykov V.E. and Romanov N.N. Experimental investiga- tion of a turbulent filtrational fiow. - Int. J. Multiphase Flow, 1991, v. 17, №1, p.103-118

10. Akehato F., Sato K. Flow distribution in packed beds. Kagaku Kogaku (Chem. Eng., Japan.), 1958, v. 22, №7, p. 430-436.130И Накоряков В.Е. Исследование турбулентных течений двухфазных сред.- Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1973.-152 с.

11. Kubota Н., Ikeda М., Nishimura V. Note on flow-profile in packed beds. Kagaku Kogaku (Chem. Eng., Japan.), 1966, v. 4, Ш!, p. 58-61.

12. Колесанов Ф.Ф. Движение газа через слой кусковых материалов. - М.: Издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1956, с. 43-65.

13. Аэров М.Э., Умник Н.Н. Коэффициенты тенлопроводности в зернистом слое. ЖТФ, 1951, том 21, №11, с. 1351-1352.

14. Табунщиков Н. И. Поле скорости газа в шахтных известковых нечах. ЖНХ, 1956, том 29, №1, с. 32-40.

15. Краснушкина Н.В., Дильман В.В., Сергеев СИ. Влияние профиля ско- рости потока в слое катализатора на производительность реактора синтезааммиака. - В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.:Наука, 1981, с. 74-79.

16. Абаев Г.Н., Иопов Е.К. и др. Результаты исследования аэродинамики зернистого слоя на стендах и промышленных реакторах синтеза мономеровдля синтетического каучука. - В сборнике "Аэродинамика в технологическихпроцессах". М.: Наука, 1981, с. 79-91.

17. Caims E.L and Prausnitz I.M. Velocity profiles in packed and fluidized beds. -Ind. andEngng. Chem., 1959, v. 51, №12, p. 1441-1444.

18. Анисимов К.Г., Анисимова E.A., Волков В.И. Иммерсионная жидкость для оптических исследований. Иатент РФ № 2134708 от 20.08.1999г.

19. Анисимов К.Г., Анисимова Е.А., Волков В.И. Экспериментальное ис- следование показателя и характеристики переноса тяжелых жидкостей // Из-вестия АГУ. - 1997. - №1. - 58-59.

20. Анисимов К.Г., Анисимова Е.А. Физико-химические свойства водных растворов йодидов металлов // Известия АГУ. - 1998. - №1. - 97-98.131

21. Волков В.И. Исследование гидродинамики и процессов переноса в по- ристых средах. Канд. дисс, Институт тенлофизики СО АН СССР, - Новоси-бирск, 1980.-156 с.

22. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. - Д.: Химия, 1968.-512 с.

23. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. - Л.: Химия, 1979. - 176 с.

24. Жаворонков Н.М., Аэров М.Э., Умник Н.Н. - ЖФХ, 1949, т. 23, с. 342

25. Батищев Я.Ф. - Известия вузов. Энергетика, 1975, №6, с. 91;

26. Беляшевский Н.Н., Бугай Н.Г. Гидравлическая структура потока в от- дельной поре при нелинейной фильтрации. - В сборнике "Фильтрация воды впористых средах". Киев, 1978, с. 15-24.

27. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. - М.:Мир, 1973. - 329 с.

28. Кремлевский Н.Н. Расходомеры и счетчики количества. Справочник - Л.:Машиностроение, 1989,-701 с,

29. Белосельский Б.С., Барышев В.И. Низкосортные энергетические топли- ва. М.: Энергоатомиздат, 1989, 136с.

30. Золошлаковые материалы и золоотвалы. М.: Энергия, 1978, 295с.

31. Овчаренко Г.И. Золы углей КАТЭКа в строительных материалах. Крас- ноярск: Изд. КрасГУ, 1991, 216с.

32. Меренцова Г.С. Современные технологии использования зол Канско- Ачинских бурых углей. Барнаул: Изд. АГУ,1994, 145с.

33. Овчаренко Г.И., Нлотникова А.Г., Францен В.Б. Оценка свойств углей КАТЭКа и их использование в тяжелых бетонах. Барнаул: Изд. АГТУ, 245с.

34. Гольдштейн Н.Я., Штейерт Н.Н. Использование топливных зол и шла- ков при производстве цемента. Ленинград: Стройиздат, 1977, 152с.132

35. Волженский А.В., Иванов И.А., Виноградов Б.Н. Применение зол и то- нливных шлаков в нроизводстве строительных материалов. М.: Стройиздат,285с.

36. Иснользование новых легких материалов и отходов производства в строительстве. М.: Стройиздат, 1972, с. 36.

37. Долгорев А.В. Вторичные сырьевые ресурсы в производстве строи- тельных материалов. М.: Стройиздат, 1990, 456с.

38. Галибина Е.А. Автоклавные строительные материалы из отходов ТЭЦ. Ленинград: Стройиздат, 1986, 128с.

39. Козлова В.К. Использование зол тепловых электростанций в нроизвод- стве строительных материалов. Барнаул: Изд. АИИ, 1975, 144с.

40. Уфимцев В.М. Грануляция в современных технологиях складирования дисперсных нромышленных отходов. // Горный журнал, 1997, №11-12, с.

41. Пронин М.С., Процайло М.Я., Маршак Ю.Л. О надежности жидкого шлакоудаления при сжигании углей Канско-ачинского бассейна. // Тепло-энергетика, 1982, №3, с.58-59.

42. Jacobson D.N., Evans D.S. Pulverised fuel ash as an indigenous resourse for metals. Indig. Raw Mater. Ind. Proc. Conf. London, 22-23 Nov. 1983, Lon-don, 1984.

43. Мартякова З.П., Буйновский A.C.// Энергетика: экология, надежность. Тезисы докладов научно-технического семинара, Томск: Изд. ТПУ, 1994, с.47.45 http://adm.ict.nsk.su/win/sbras/rep/98/osn-v.htm

44. Левченко Г.И., Балтян В.Н., Христич Л.М. Энергетический котел с ути- лизацией минеральной части твердого тонлива // Теплоэнергетика. 1999.№11. 9-13.133

45. Нетрадиционные технологии - основной путь обеснечения экологиче- ской надежности и ресурсосбережения / А.Ф. Дыков. А А. Мадоян, ГИ. Лев-ченко и др. // Энергетик. 1997 № 11, 2-4.

46. В.И. Борисов, Е.В. Самуилов. Восстановление окислов металлов из шлаков в топках с жидким шлакоудалением / Теплообмен в парогенераторах.Материалы Всесоюзной конференции, Новосибирск, 1988. - 104-109.

47. Носков А.С, Савинкина М.А., Анищенко Л.Я. Воздействие ТЭС на ок- ружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. - Новосибирск, -1990.-184 с.

48. ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Методы опреде- ления удельной эффективной активности естественных радионуклидов.

49. Каратаев В.Д., Кошелев Ф.Н., Топливно- энергетический комплекс: кто радиоактивнее? // svl@tn.tomsk.m.

50. Радиационная обстановка и дозы облучения населения Красноярского края в 1998 г. //http://res.krasu.ra/radcond/gl4/a.htm.

51. Прасолов Р.С. Масса и теплоперенос в топочных устройствах. М., 1964.

52. Коварский Л.Г. Защита паровых котлов от шлакования и заноса золой. - М.: Энергия, 1964, с.37.134

53. Кузнецов Н.В, Лужнов Г.И., Кропп Л.И. Очистка поверхностей нагрева котельных агрегатов. - М.: Энергия, 1966, с. 15.

54. Вдовенко М.И. Минеральная часть энергетических углей. - Алма-Ата: Наука, 1973, с.8.

55. Бухман СВ., Крылова Н.П. Вснзд1ивание частиц натуральных углей в процессе термической обработки. Сб.трудов "Проблемы теплоэнергетики иприкладной теплофизики". Выпуск N 8, Алма-Ата, Наука, 1972, с.6-9.

56. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы ап- паратов со стационарным и кинящим зернистым слоем. - Д.: Химия, 1968. -512 с.

57. Борозденко Д.А., Волков В.К, Анисимов КГ. Изучение распределения давления в зернистых средах. Проблемы гидродинамики и тепло-массообмена. Сб. научных статей. Барнаул: изд. АГУ. 1999. - с. 54-59.

58. Борозденко Д.А., Кадышееа Межфазное взаимодействие на грани- це раздела. Тезисы Всероссийской конференции "Теория и нриложения задачсо свободными границами", Барнаул, 2002. - с. 39-41.

59. Борозденко Д.А., Волков В.К, Кадышееа Датчик статического дав- ления. RU БИМП №8, 2 ч., 20.03.2004. - с. 482-483.

60. Волков В.И. Исследование гидродинамики и ироцессов нереноса в но- ристых средах. Канд. дисс, Институт тенлофизики СО АН СССР, - Новоси-бирск, 1980.-156 с.

61. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский ДА. Аннараты со стационарным зернистым слоем. -Д.: Химия, 1979. - 176 с.

62. Боришанский В.М., Виноградов А.С., Лузин И.П., Тигарев И.П. Гидрав- лическое сопротивление засынок из сферических частиц. Теплоэнергетика,1980, № 1 , с. 61-63.

63. Mangold М., Kienle А., GILLES Е. State estimation of а distributed parame- ter fixed bed reactor system with oscillations. In: International Symposium on Ad-vanced Control of Chemical Processes - ADCHEM '97, S. 207-212, Banff, Can-ada, 1997. IFAC.

64. Aguilera Soriano G., Titchener-Hooker N. J., Ayazi Shamlou P. The effects of processing scale on the pressure drop of compressible gel supports in liquid136chromatographic columns. - Bioprocess and Biosystems Engineering, 1997, v 17,№2,p. l l5-119.

65. M. Pons, P. Dantzer, J. J. Guilleminot. A measurement technique and a new model for the wall heat transfer coefficient of a packed bed of (reactive) powderwithout gas flow Int. J. Heat Mass Transfer, 1993, № 36 p. 2635 - 2646.

66. G. Dixon. Wall and particle-shape effects on heat transfer in packed beds. Chem. Eng. Comm., 1988, .N^o 71, p. 217 - 237.

67. K. Schnitzlein, H. Hoffmann. An alternative model for catalytic fixed bed reactors Chem. Eng. Sci., 1987, № 42, p. 2569 - 2577.

68. Carmo J. Pereira. "Environmentally friendly processes", Chem. Engng. Sci. №54, 1999, p. 1959-1973

69. Волков В.И. Изобретательские задачи в процессах переноса. Барнаул. :Издательство Алтайского госуниверситета, 1997, -150 с.

70. Шпольский Э.В. Атомная физика. М.: Иаука, 1974.

71. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Атомная и ядерная физика. ч.1. М.: Наука, 1986.

72. Барышев В.Б., Колмогоров Ю.Н., Кулипанов Г.Н., Скринский А.Н. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротрон-ного излучения. Журнал аналитической химии, 1986, Т XLI, вып. 3, с. 389 -400.

73. Кулипанов Г.Н., Скринский А.Н. Успехи физ. Наук, 1977, J42 122, с. 369.137

74. Барышев В.Б., Колмогоров Ю.П., Кулипанов Г.Н., Скринский А.Н. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротрон-ного излучения из накопителей ВЭПП-3 и ВЭПП-4. Препринт Ин-та ядернойфизики СО РАН СССР. Новосибирск, 1983. 25с.

75. Sparks S.J. et al. In: Synchrotron Radiation Research./Ed. Winnick H and Doniach S. New York: Plenum Press, 1980.

76. Bos A.J.J.,Vis R.D., Verheul H. Et al. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res., 1984,B.3,p.232.

77. Cordon B.M. Nucl. Instr. and Meth., 1982, B. 204, p. 223.

78. Барышев В.Б. В кн.: Сб. тр. IV Совепд. по использованию новых ядер- но-физ. методов для решения научно-техн. и народно-хозяйств. задач. Дубна:1982, с. 50.

79. Барышев В.Б., Колмогоров Ю.П., Кренделев Ф.П., Кулинанов Г.Н., Скринский А.Н. Докл. АН СССР, 1983, т. 270. № 4, с. 968.

80. Berdikov V.V., Grigoryev O.I., Iorkin B.S.J. Radioanal. Chem., 1980, v.58, p. 123.

81. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Обпдая металлургия. М.: Металлургия, 1998.138

82. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М.: Ме- таллургия. 1991.

83. Немец О.Ф., Гофман Ю.В. Снравочник по ядерной физике. Киев: Нау- кова думка, 1975,415с.

84. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: Мир, 1982, с. 437.

85. Пронин М.С, Процайло М.Я., Маршак Ю.Л. О надежности жидкого шлакоудаления при сжигании углей Канско-ачинского бассейна. // Тепло-энергетика, 1982, №3, с.58-59.

86. Справочник по ядерной физике. / Под ред.О.Я. Frisch, М.: Физматгиз, 1963, 632с.

87. Мартякова З.П., Буйновский А.С.// Энергетика: экология, надежность. Тезисы докладов научно-технического семинара, Томск: Изд. ТПУ, 1994, с.47.

88. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства. М.: Энергия, 1976, с.452-473.

89. Волков В.И. Способ очистки поверхности нагрева. А.С. 634080.: Бюлл 43, 1978.

90. Волков В.И., Сеначин П.К. Способ удаления шлака с поверхности на- грева. А.С. 652430. Бюлл. 10, 1979.

91. Волков В.И. и др. Устройство для вибрационной очистки труб. А.С. 926509. Бюлл. 17, 1982.

92. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. - М.: Химия, 1976. 139