Улучшение качественных характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжиганию

Хайдурова, Александра Андреевна

Улучшение качественных характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжиганию тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Хайдурова, Александра Андреевна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Иркутск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Улучшение качественных характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжиганию»

Автореферат диссертации на тему "Улучшение качественных характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжиганию"

004615444

ХАЙДУРОВА Александра Андреевна

УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОВОЛНОВОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ЕГО ПОДГОТОВКЕ К СЖИГАНИЮ

Специальность 01.04.14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 2 ДЕК 2010

г. Улан-Удэ-2010 г.

004615444

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Коновалов Петр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Щербаченко Лия Авенировна

доктор технических наук, профессор Кураков Юрий Иванович

Ведущая организация: Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН

Защита состоится «10» декабря 2010 года в 900 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.039.03 в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВосточноСибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « 10 » ноября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н.

Бадмаев Б.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сокращение запасов нефти и газа приводит к необходимости перехода па твердые горючие ископаемые: сланцы, бурые и низ-кометаморфизованные каменные угли. Основным направлением применения бурого угля является его топливное использование на теплоэлектростанциях (ГЭС), малых котельных и промышленных предприятиях. Основными важными этапами топливоподготовки является дробление и сушка. Это дорогостоящие процессы, как в отношении потребления энергии, так и требуемого производственного времени. Кроме того, твердое топливо, особенно бурый уголь, содержит до 3 % серы и 1,5+2% азота. При их сжигании образуются оксиды и диоксиды серы и азота, что влечет за собой дополнительную нагрузку на окружающую среду. Развитие теплоэнергетики в современных условиях требует высококачественного топлива с низким содержанием серы и азота. В отличие от жидкого и газообразного топлива природные угли имеют высокую зольность и влажность. Для их подготовки к сжиганию требуются дополнительные затраты, связанные с сушкой и дроблением. Оборудование для сушки и дробления занимает большие площади, имеет высокую металло- и энергоемкость. Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что существует необходимость модернизации процессов подготовки топлива с целью повышения эффективности работы теплоэлектростанций, снижения энергозатрат, металлоемкости оборудования и объема вредных выбросов в атмосферу.

Развитие СВЧ техники позволяет создать установки для сушки углей и частичному их дроблению, снижению содержания серы с 3 % до 0,8 % и азота до 0 %. Такие установки позволяют снизить затраты на углеподготовку и повысить экологичность выбросов, особенно это важно для котельных, работающих в жилых кварталах.

Таким образом, подготовка твердого топлива к сжиганию и повышение его экологических характеристик обосновывает актуальность работы.

Работа выполнена в рамках Аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)»; в рамках хоздоговорной темы «Разработка технологии сушки угольного концентрата» для ОАО «Северсталь».

Цель работы: Разработка конкурентоспособного способа подготовки твердого топлива для последующего его сжигания на теплоэлектростанциях и котельных с использованием в качестве теплового воздействия на уголь микроволнового излучения на стадиях сушки и дробления.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- выбор сырья для сжигания и комплексная оценка его физико-химических свойств;

- разработка способа подготовки бурого угля для сжигания с установлением оптимальных параметров проведения процесса и оценкой качества конечного продукта;

- создание пилотной установки производительностью 1 т/ч по готовому продукту для отработки технологических режимов: частичного дробления и сушки угля под воздействием микроволновой энергии;

- проведение исследований по удалению азота и сокращения содержания серы при воздействии микроволнового излучения на уголь;

- наработка буроуголыюго топлива с оптимальными показателями качества после микроволновой обработки;

- апробация разработанного способа в процессе сушки в условиях укрупнённых испытаний.

Научная новизна:

- проведены исследования по воздействию МВ-энерши для осуществления процесса сушки низкометоморфизованных бурых углей Мугунского месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Кан-ско-Ачинского угольного бассейна;

- установлено, что при данном микроволновом способе подготовки топлива улучшается его качество, происходит полное удаление азота и снижается содержание серы;

- показано, что в процессе МВ-сушки происходит не только удаление влаги, но и частичное дробление угольного вещества, что приводит к увеличению эффективности дальнейшего размола.

Практическая значимость:

- разработан способ подготовки бурого угля Мугунского месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна для дальнейшего его сжигания на теплоэлектростанциях и котельных;

- создана и испытана с положительным результатом пилотная микроволновая установка непрерывного действия для сушки и частичного дробления бурого угля с производительностью 1,0 т/час, получен акт испытаний;

- результаты исследований показали преимущества микроволнового нагрева перед традиционно используемыми методами сушки и дробления угля;

- доказано, что при воздействии микроволнового излучения на бурый уголь из него удаляется азот и часть серы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований по взаимодействию микроволнового излучения с буроугольным веществом;

- способ микроволновой сушки бурого угля для его подготовки к сжиганию и установка для осуществления данного процесса.

- влияние микроволновой энергии на структуру и свойства бурого угля в технологическом процессе сушки;

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием многократно проверенных теоретических и эмпирических методик и зависимостей.

Личный вклад автора заключается в участии при разработке и создании микроволновой установки конвейерного типа для подготовки твердого топлива к сжиганию, а также в проведении экспериментов, расчетов и обработке результатов.

пар. конф. «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых», Санкт-Петербург, 2006 г.; Регион, науч.-практ. конф. «Теплофизические основы энергетических технологий», Томск, 2009 г.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 2 научных статьи в журналах, рекомендуемых ВАК, 5 тезисов докладов, получен 1 патент РФ.

Структура п объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и 4 приложений; изложена на 122 стр. машинописного текста, включает 30 рисунков, 19 таблиц и список использованных источников из 96 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, отмечена научная новизна полученных результатов и их практическая значимость.

В главе 1 проведен анализ научно-технической и патентной литературы, посвященный теоретическим и практическим аспектам процессов при топливо-подготовке углей для сжигания на теплоэлектростанциях и котельных, который показал, что существует необходимость модернизации этих процессов с целью повышения эффективности работы станций, снижения энергозатрат и объема вредных выбросов в атмосферу.

Кроме того, реализованные на практике способы подготовки топлива, поступающего на теплоэлектростанции и котельные, характеризуются большими затратами энергии, высокой металлоемкостью оборудования и взрывоопасно-стью. Указанные недостатки могут быть исключены путем реализации процесса сушки и дробления топлива с применением микроволновой энергии. Проведенный анализ показал актуальность использования МВ-излучения в энергетических установках, т.к. данный процесс позволяет улучшить технико-экономические и экологические показатели энергогенерирующих объектов по сравнению с традиционными технологиями. Результаты проведенного анализа показали возможность развития и совершенствование микроволновых методик в топливоподготовке.

В главе 2 изложены цели и задачи исследования, представлена общая схема проведения эксперимента, описаны методы оценки качества сырья и продуктов его переработки, используемые приборы и оборудование. Приведены схемы МВ-установок, разработанных для термогравиметрических исследований сырья и проведения процессов сушки.

Общая схема проведения эксперимента, принятая для исследований в рамках данной диссертационной работы, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Общая схема проведения эксперимента

Общая схема проведения эксперимента состоит из следующих этапов: предварительное дробление исходной партии бурого угля; сушка дробленого угля по трем вариантам; анализ высушенного угля; испытания высушенного угля в процессе сжигания.

Проведены исследования технического, элементного состава и физико-химических свойств бурого угля Мугунскош месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна, используемых в качестве топлива для производства тепла путем его сжигания на теплоэлектростанциях и котельных (таблица 1). Выбор данных углей обусловлен тем, что бурый уголь Мугунского месторождения сжигается на большинстве котельных г. Иркутска, а также на Ново-Иркутской ТЭЦ; бурый уголь Березовского месторождения используется в технологическом цикле ОАО «Северсталь». Результаты данных исследований применялись для сравнения и определения изменений, происходящих в углях, прошедших микроволновую подготовку.

Таблица 1

Технический и элементный состав угля Мугунского (МБУ) и Березовского (ББУ) месторождений

Наименование угля Технический состав, % Элементный состав, масс. % Калорийность

А" с<ы н<ы 8,4 к<м о/* ОкР, ккал/кг

МБУ 28,70 51,14 22,17 70,74 5,19 2,06 1,39 20,62 4130

ББУ 32,90 49,00 8,00 82,50 5,07 0,89 2,51 9,02 3922

Обозначения: XV - влага аналитическая; V - выход летучих веществ на

горючую массу; А - зола на сухое вещество

Для исследования сушки и дробления бурого угля в МВ-лоле была создана экспериментальная установка (рис. 2), состоящая из рабочей камеры 1, снабженной ленточным конвейером с транспортерной лентой 2 из диэлектрического материала, на которой размещается высушиваемый уголь, регулируемый электропривод 3, загрузочное устройство 4, регулируемый шиберный затвор 5, излучатели (магнетроны) электромагнитной волны сверхвысокой частоты б, рупорные антенны 7, вентилятор 8, установленный в начале транспортерной ленты конвейера после загрузочного устройства, разгрузочное устройство 10. Установка также содержит пылеулавливающее устройство 11, предназначенное для отделения воздуха от азеотропной смеси. Для защиты персонала от вредного влияния МВ-излучения в конце конвейера установлен запредельный волновод 12. Также на поде конвейера под транспортерной лентой расположен материал 9 для поглощения излишек энергии электромагнитной полны сверхвысокой частоты.

Выполнены термогравиметрические исследования сырья при конвективном нагреве и под МВ-воздействием и установлена зависимость сушки бурого угля от способа нагрева исследуемого сырья. Установлено, что все этапы сушки бурого угля при МВ-воздействии практически протекают в одном узком интервале температур; при этом способе обработки сушка угля протекает интенсивнее, заканчивается при более низкой температуре (таблица 2), а на осуществление процесса требуется время в 5-6 раз меньшее, чем при конвективном способе сушки.

Таблица 2

Температурные интервалы сушки бурого угля Мугунского и Березовского месторождений, 1°С

Наименование угля Способ нагрева упы (начала вьщжния влаги (шах выделения влаги исонечн. завершения сушки

МБУ Конвективный 20,0 50,0; 80,0 110,0

Микроволновый 20,0 50,0; 90,0 95,0

ББУ Конвективный 20,0 50,0; 72,5 110

Микроволновый 20,0 50,0; 90,0 95,0

Глава 3 приведены результаты экспериментальных исследований процесса микроволновой подготовки углей Мугунского и Березовского месторождений.

Проведена сушка бурых углей под воздействием МВ-излучения без обдува поверхности воздухом. Определено количество удаленной из угля влаги методом взвешивания. Зависимость потери массы бурого угля Мугунского месторождения при сушке в МВ-установке от времени обработки при мощности (Р) микроволнового излучения 700 Вт и изменение температуры в процессе его сушки представлена на рис.3.

100

ЯП

и о 80

Ё" 70

£ во

£ 50

К 40

к 5 30

1Й 20

о 1 2

25 вч

20 8

та

15 2 К

о.

10 ш 6

5 С

о 10

3 4 5 6 7 8 Время, мин

Рис. 3. Зависимость температуры (1) и потери массы (2) МБУ в МВ-установке при Р = 700 Вт

При мощности излучения 700 Вт процесс удаления необходимого количества влаги сокращается до 4 минут, температура при этом составляет приблизительно 85 °С. На завершение процесса сушки при такой МВ-мощности достаточно времени обработки материала 9 мин. Температура достигает 95°С и остается постоянной, при этом происходит полная потеря влага.

На рис. 4 представлена зависимость потери массы бурого угля Березовского месторождения при сушке в МВ-установке от времени обработки при мощности (Р) микроволнового излучения 700 Вт и изменение температуры от времени обработки угля в МВ-поле.

3 4 5 6 7 Время, мин

Рис. 4. Зависимость температуры (1) и потери массы (2) ББУ в МВ-установке при Р = 700 Вт

Из графика видно, что при воздействии микроволнового поля мощностью 700 Вт на слой бурого угля Березовского месторождения температура материала быстро повышается и достигает 82°С. Затем с уменьшением влажности угля температура повышается до 90°С и при времени экспозиции б минут удаляется необходимое количество влага. Процесс сушки завершается на 10 минуте при температуре 95°С. В сравнении с бурым углем Мугунского месторождения наблюдается идентичная закономерность потери массы, однако, кривая смещена в область более низких температур, приблизительно на 5°С ниже.

На рис. 5 приведены сравнительные кривые потери массы бурых углей Мугунского и Березовского месторождений при мощности воздействия микроволновой энергии 700 Вт.

123456789 10 Время, мин

Рис. 5. Сравнительный график потери массы углей при сушке в МВ поле при Р = 700 Вт: 1 - МБУ, 2 - ББУ

Кривые на графике потери массы подтверждают идентичность закономерностей сушки обоих углей при МВ-воздействии. При этом потеря массы бурого угля Мугунского месторождения протекает интенсивнее с удалением большего количества влаги, чем в случае сушки угля Березовского месторождения. Объяснением этому может служить более развитая пористая структура бурого угля Мугунского месторождения с большим содержанием свободной влаги и большим количеством открытых пор, что улучшает испарение влаги из данного угля.

Для технологического процесса сжигания угля необходимая конечная влажность материала должна составлять 10±2%. Из рис. 5 видно, что до указанной влажности время сушки для МБУ составляет - 4 мин., для ББУ ~ 5 мин.

Проводили сушку угля МВ-воздействием с обдувом поверхности воздухом. При комбинированной сушке энергия электромагнитного поля затрачивается на создание необходимого градиента температуры внутри материала, что создает условия нагрева молекул воды в объёме частицы угля и их миграции в поверхностные слои частицы. Испарение жидкости с поверхности частицы происходит за счет подвода тепла конвекцией, при этом на обдув поверхности угля используется воздух, охлаждающий магнетроны МВ-установки.

Такой комбинированный способ сушки обеспечивает интенсивное удаление влаги, потеря массы растет по линейному закону, что характеризует период постоянной скорости. Температура в объеме материала в периоде постоянной

скорости должна быть ниже 100°С, чтобы испарение жидкости в основном происходило не внутри материала, а на его поверхности.

Результаты эксперимента для бурого угля Мугунского месторождения представлены на графике (рис. б) зависимости потери массы угля от времени сушки и изменения температуры воздуха, используемого для обдува, на выходе из камеры от времени МВ -воздействия в процессе сушки.

50 20 о?

40 18 3"

.У ........ О О

30 ............./' ................. 12 ^

20 I / 8 & Е

10 -4- 1 л О 4 С

0 0

0,0 0.4 0,6 1,2 1,6 2.0 2,4 Время, мин

Рис. 6. Зависимость температуры (1) и потери массы (2) МБУ в МВ-установке при Р = 1000 Вт

Из графика видно, что в первые 0,5 мин сушки происходит быстрый нагрев угля с незначительной потерей массы, при этом температура воздуха на выходе из камеры увеличивается от начальной температуры, равной температуре поступающего обдуваемого воздуха 20°С, до температуры 27°С. В интервале времени от 0,5 до 2,0 мин наблюдается период постоянной скорости потери массы угля, происходящий по линейному закону за счет снижения влагосо-держания, температура воздуха при этом достигает 48°С. В случае комбинированной сушки наблюдается второй период постоянной скорости в интервале времени от 2,0 до 2,5 мин, характеризующийся более высокой скоростью потери массы.

Закономерности протекания сушки бурого угля Березовского месторождения микроволновым излучением в сочетании с обдувом поверхности угля воздухом представлены графике (рис. 7) зависимости потери массы ББУ от времени сушки и изменения температуры в процессе сушки.

40-,-,20

0.4 0,8 1,2 1,6 2,0 Время, мин

Рис. 7. Зависимость температуры (1) и потери массы (2) ББУ в МВ-установке при Р = 1000 Вт

Из графика видно, что за первые 0,5 мин происходит нагрев угля с незначительной потерей массы, в этом интервале расчетная скорость потери массы одинакова с этим показателем для МБУ. Температура воздуха на выходе из ка-

меры повышается незначительно от 21°С до 23°С. Интервал времени 0,5-2,0 мин соответствует периоду постоянной скорости потери массы. Температура растет и достигает 35°С. Максимальная потеря массы березовского бурого угля наблюдается за последние 0,5 мин (от 2,0 до 2,5 мин) МВ-воздействия, что значительно превосходит скорость потери массы при МВ-сушке мугунскош бурого угля.

Наблюдается идентичная закономерность роста температуры воздуха на выходе из камеры с закономерностью для этой фракции бурого угля Мугунско-го месторождения (рис. 7), однако кривая смещена в область более низких температур, т.е. приблизительно на 10°С ниже по сравнению с углем Мугунского месторождения.

Сравнительные графики зависимости потери массы бурых углей Мугунского и Березовского месторождений от времени обработки при сушке МВ-воздействием мощностью (Р) = 1кВт представлены на рис. 8.

0,0 0,4 0.8 1,2 1,6 2,0 2,4 Время, мин

Рис. 8. Сравнительный график потери массы 1 - МБУ и 2 - ББУ при сушке МВ-воздействием в течение 150 сек

Результаты эксперимента показывают, что за 2,0 мин сушки МВ-обработкой с обдувом бурые угли МБУ и ББУ претерпевают потерю влаги по одинаковой закономерности, при этом для ББУ характерно более медленное удаление влаги. В последние 0,5 мин обработки наблюдается более интенсивная сушка Березовского угля с высокой скоростью потери влаги. Это может быть объяснено тем, что у бурого угля Березовского месторождения содержится большее количество закрытых пор, что затрудняет испарение влаги. Данный уголь начинает терять влагу только, когда его структура разрушена. В интервале от 2,0 до 2,5 мин происходит разрушение структуры Березовского угля и удаление влаги из закрытых пор, при этом большее влияние приобретает конвективная сушка за счет обдува воздухом, способствующая увеличению внешней диффузии и, как следствие, росту скорости потери массы. Сравнение графиков 6 и 7 позволило установить различие в протекании последнего этапа сушки, заключающееся в более интенсивной потере влаги березовских углей, и подтвердило влияние структуры угля на эффективность процесса его сушки.

Как видно из графиков микроволновая сушка позволяет за короткий промежуток времени 2,5 мин обеспечить потерю массы бурого угля до ~ 17% масс, за счет снижения влагосодержания.

Для изучения характера воздействия микроволнового излучения на обрабатываемый уголь исследовали изменение технического и элементного состава бурых углей Мугунского и Березовского месторождений в результате сушки в МВ-поле. Результаты анализа представлены в таблице 3, где верхняя строка по-

казателей для каждого из углей - характеристика угля до обработки (взято из табл. 1), нижняя - после МВ-обработки.

Таблица 3

Технический и элементный состав углей Мугунского и Березовского месторождения до и после МВ-обработки

Исследуемый уголь Технический состав, % Элементный состав, мае. % Калорийность

\Уа V А" сш О/" (},{, ккал/кг

МБУ 28,70 51,14 22,17 70,74 5,19 2,06 1,39 20,62 4130

7,5 51,43 21,64 68,87 5,16 1,37 0,00 24,59 4173

ББУ 32,90 49,00 8,00 82,50 5,07 0,89 2,51 9,03 3730

11,30 30,15 7,44 84,06 3,98 0,69 0,00 11,27 3795

<ы

Обозначения: - влага аналитическая; V - выход летучих веществ на горючую массу; А - зола на сухое вещество, Оа - кислород (по разности)

Как видно из результатов таблицы, бурые угли Мугунского и Березовского месторождений претерпели аналогичные изменения в результате сушки МВ-воздействием. В обоих образцах бурого угля произошло снижение содержания серы, что представлено в виде диаграммы, на которой более наглядно прослеживается убывание содержания серы в угле после воздействия МВ-излучения по сравнению с исходным углем (рис. 9). _ _

1,40 1,20 1.00 0.80 0,60 0,40 0,20 0.00

- «Л!

Ир

¡¡шш

■В

МБУ ББУ

ИдосушК" Отсле<ушкнМВИ

Рис. 9. Уменьшение содержания серы при сушке угля МВ энергией

Как видно из таблицы 3, МВ-обработка позволила снизить содержание серы. Объясняется это тем, что благодаря диэлектрическим свойствам отдельных компонентов, возможно селективное нагревание пирита в угольной матрице. Это селективное нагревание позволяет локально нагреть пирит до 250-300°С, что дает возможность перехода пирита (ТеЗг) в пирротит (ТеЗ) и удалению элементарной серы в виде паров.

Отсутствие азота в образцах после МВ-сушки объясняется тем, что минеральные комплексы и органические соединения азота, входящие в состав бурых ушей Мугунского и Березовского месторождений, под воздействием МВ-энергии разлагаются с образованием оксидов Ж)х, которые взаимодействуют с углеродом органической массы угля по реакции:

2Шх+хС хС02 + N2 с образованием диоксида углерода (С02) и элементарного азота.

Высокая скорость нагрева частиц при сушке угля МВ-воздействием приводит к их разрушению за счет внутреннего давления, создаваемого парами воды при интенсивном ее испарении. Для определения степени разрушения частиц угля после сушки исследуемые бурые угли рассеивали на фракции. Результаты ситового анализа приведены в таблице 4.

Таблица 4

Ситовой состав МБУ и ББУ после МВ-обработки

разной мощности в течение разного времени_

Уголь Мощность, Вт. Время обработки, мин Остатки на ситах, %

1^90 Игоо Я] ооо Ямооо

МБУ 700 6 51,3 20,1 1,2 27,4

12 53,6 19,3 1,1 26

ББУ 6 6,2 20,2 44,5 29,1

12 6,1 20 46 27,9

Представленный выше ситовой анализ подтверждает разрушение частиц угля при микроволновой сушке. По результатам таблицы 4 построен сравнительный график зависимости степени разрушения (по остатку на ситах) МБУ и ББУ при МВ-обработке мощностью 700 Вт.

(О

а 40

§ Б2

та О

МБУ

ББУ

Время, мин

яаяэо яШП200 : тооо итк>юоо Рис. 10. Гистограмма степени разрушения МБУ и ББУ при мощности МВ-воздействия 700 Вт

Из таблицы и графика видно, что при времени сушки б мин, разрушается до ~ 52 % массы МБУ при мощности микроволнового воздействия 700 Вт, в то время как ББУ, обладая большей плотностью, измельчается значительно меньше. Выбор мощности излучения 700 Вт для обработки угля обусловлен максимальным выходом требуемой фракции (К90).

Влияние МВ-излучения на структуру бурого угля исследовали на атомно-силовом микроскопе полуконтактной методикой сканирования, снимки образцов представлены на рис. 11 - 12.

На рис. 11 представлена структура бурого угля Мугунского месторождения до сушки МВ-излучением.

Рис. 11. Структура бурого угля Мугунского месторождения до сушки микроволновым излучением

На рис. 11 видно, что на образце бурого угля Мугунского месторождения не наблюдается каких-либо признаков выхода кристаллографических плоскостей на поверхность, таких как ступеньки, гребни, плоские участки с высокой степенью гладкости. Это указывает на признаки аморфности. На поверхности видна пористая структура, предположительно заполненная молекулами воды.

На рис. 12 представлен образец бурого угля Мугунского месторождения после МВ-обработки в течение 5 минут.

Рис. 12. Структура бурого угля Мугунского месторождения после сушки микроволновым излучением

Как видно из рис. 12 участок поверхности аналогичен рассмотренному выше образцу с микрогладкой поверхностью, каких-либо существенных отличий в морфологии не наблюдается. Значительные выпуклости образовались в процессе разрушения образца в результате высокого внутреннего давления. Вспучивания, наблюдаемые на рисунке, характерны для разрушения аморфных материалов с наличием внутренних неоднородностей. Разрушение произошло за счет возросшего внутреннего давления паров воды в результате МВ-нагрева. Освобождение пор указывает на полное испарение сорбционной и межкристал-литной влаги.

Результаты электроннозондовой микроскопии дают возможность представить: морфологию образования бурых углей, размеры и форму пористой структуры, расположение пор в органической массе угля. Из приведенных и описанных выше рисунков видно, как происходит разрушение угольного вещества при воздействии МВ-поля. Здесь наглядно показано, что сорбционная влага практически полностью освободила поры.

Результаты воздействия микроволновой энергией на угольные частицы также были подтверждены совместными исследованиями с учеными к.ф.-м.н. С.Э. Панченко и д.т.н. В.В. Саломатовым в лаборатории НОЦ «Энергетика» Новосибирского государственного университета. На рис. 13 изображено разрушение угольной частицы в МВ-поле с мощностью 1 кВт, частотой 2,45 ГГц, длиной волны 12 см.

Рис. 13. Взаимодействие угольной частицы с МВ-излучением в ИК-спектре

На рисунке виден ярко выраженный плазмоид, образовавшийся в результате взаимодействия органической массы угля с МВ-излучением.

На рис. 14 изображены стадии нагрева куска угля МВ-излучением (фото в ИК-спектре). На фото виден ярко выраженный локальный перегрев (белые пятна) и образовавшиеся вследствие этого разломы. Данный разлом также хорошо виден на рис. 15, где его толщина составляет бООмкм.

Прогрев С8Ч излучением с длиной волны 12см, общая мощность 1Квт,

Рис. 14. Стадии нагрева куска угля МВ-излучением

Ш щ

'Ш'Л ''7

шшкш ш • я ШЯШкШЯ

Рис. 15. Глубинный разлом куска угля МВ-излучением

В главе 4 приведены сравнительные расчеты тепловых затрат на сушку влажного бурого угля в сушильных конвективных и МВ-установках.

Теоретический тепловой расчет энергетических затрат на сушку I т бурого угля с исходной влажностью 30% до конечной влажности 10% показал, что для испарения 20 % влаги необходимо затратить мощность 169,7 кВт. Это значение является теоретическим и не учитывает тепловые потери в реальных технологических процессах. Для учета этих потерь рассчитали тепловой баланс для реальных углеразмольных установок: конвективной и микроволновой.

На теплоэлектростанциях для размола и сушки высоковлажных углей со средним содержанием золы, какими и являются угли, исследуемые в данной работе, используются мельницы-вентиляторы. В основе теплового расчета пы-леприготовительной установки конвективного типа лежит ее тепловой баланс, который составляется на 1 кг сырого топлива для тракта пылесистемы. Исходя из этого, для сравнения энергетических балансов при конвективном и МВ способах сушки проведен расчет теплового баланса для мельницы-вентилятора типоразмера 900/250/1470, производительность которой наиболее близка к производительности разработанной нами МВ-установки. Данный расчет показал, что мощность, необходимая для процесса сушки бурого угля в мельнице-вентиляторе составляет -<240 кВт-ч/т. С учетом стадии дробления угля до фракции с1 < 40 мм общая мощность подготовки бурого угля для сжигания составляет ~ 241,4 кВт-ч/т.

Из энергетического баланса микроволновой установки следует, что мощность, необходимая для процесса сушки бурого угля с использованием МВ-воздействия несколько меньше теоретического значения и составляет 138,82 кВт/т в случае сушки без обдува и 159,4 кВт/т с обдувом поверхности угля. С учетом стадии дробления угля до фракции <1 <40 мм общая мощность подготовки бурого угля для сжигания составляет 140,22 кВт/т в случае сушки без обдува и 160,8 кВт/т - с обдувом. По нашему мнению для этого существует ряд причин:

1. При использовании конвекционной сушки сначала с помощью какого-либо нагревателя требуется нагреть воздух, затем передать тепло от нагретого воздуха продукту. На каждом из этапов: нагрев воздуха, его транспортировка, передача тепла продукту происходят неизбежные потери тепла. При микроволновой сушке источником тепла является сам продукт, поэтому указанные выше

потери отсутствуют. Фактически вся энергия, вырабатываемая микроволновым генератором, поглощается в продукте. Поскольку к.п.д. магнетронных генераторов достаточно высок (до 85%), то можно считать, что около 80% потребляемой электроэнергии уходит на микроволновое испарение влаги. В сушильных установках оставшиеся 20% энергии также не теряются бесследно. Энергия, не преобразованная в МВ излучение, выделяется на магнетронах в виде тепла, откуда с помощью воздуховодов направляется на продукт, осуществляя его дополнительную досушку.

2. Микроволновый нагрев имеет объемный характер. Более того, температура внутри продукта даже несколько выше, чем на его поверхности. Поэтому при сушке образование пара происходит во всем объеме продукта.

При воздействии на куски угля электромагнитной волной сверхвысокой частоты, импульсом большой мощности, поглощаемая углём МВ-энергия распределяется примерно равномерно по объёму кусков, что и позволяет осуществить их быстрый нагрев. Влага, находящаяся как в открытых, так и в закрытых порах угля, быстро достигает температуры кипения. Давление насыщенных паров в порах угля разрывает кусок на мелкие частицы, и происходит выдавливание влаги. При высокой влажности продукта за счет указанного эффекта может быть удалена значительная часть влаги. Поскольку выдавленную влагу не требуется испарять, обезвоживание за счет выдавливания происходит практически без затрат энергии, что значительно повышает эффективность сушки. Попутно заметим, что выдавленная влага, сама по себе является полезным продуктом и может быть использована для технологических нужд предприятия.

3. В данном процессе МВ-сушки имеет место испарение из пористой структуры, при этом происходит принудительный унос влаги за счет обдува поверхности материала горячим воздухом 95°С. Таким образом, теплота, подводимая к поверхности угля, поддерживает постоянную температуру материала и способствует удалению потоком горячего воздуха влаги с поверхности угля в виде азеатропной смеси.

В главе 5 выполнена технико-экономическая оценка целесообразности промышленной реализации результатов исследований по дроблению и сушке бурого угля Мугунского месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна при МВ воздействии для использования данного метода на теплоэлектростанциях (ТЭС) и других промышленных предприятиях.

В таблице 6 приведены показатели экономической эффективности дробления и сушки бурого угля.

Таблица б

Показатели экономической эффективности дробления и сушки бурого угля на МВ установке

№ п/п Показатель Единица измерения Величина

1 Производительность т/час 1

2 Объем капитальных вложений тыс. руб. 180,508

3 Прибыль (чистая) тыс. руб./т 862,704

4 Окупаемость капвложений ~ мес. менее года

При расчете экономических показателей потребление угля для выработки тепло- и электроэнергии было принят равным 1918,111 тыс.т/год, что установлено по результатам анализа рынка потребления данной продукции.

Рассчитанные показатели экономической эффективности реализации результатов исследования обусловливают высокую инвестиционную привлекательность внедрения разработанного в рамках выполнения диссертации метода для подготовки топлива к его сжиганию на ТЭС и других промышленных предприятиях, что является технологически целесообразным и экономически выгодным вследствие отсутствия в стране использования данного метода для получения качественного топлива.

Основные выводы н результаты работы:

1. Выполнены сравнительные термогравиметрические исследования сырья при конвективном нагреве и под МВ-воздействием и установлена зависимость сушки бурого угля от способа нагрева исследуемого сырья. Установлено, что все этапы сушки бурого угля при МВ-воздействии практически протекают в одном узком интервале температур; при этом способе обработки сушка угля протекает интенсивнее, заканчивается при более низкой температуре, а на осуществление процесса требуется время в б раз меньше, чем при конвективном способе сушки.

2. Показано, что повышение мощности микроволнового излучения и использование комбинированного способа подготовки топлива позволяет увеличить интенсивность удаления влаги из угля. Установлено, что при сушке в МВ-поле без обдува воздухом истинная плотность углей не влияет на скорость удаления влаги. При комбинированной сушке на последнем этапе угли с более низкой плотностью характеризуются более высокой скоростью потери влаги.

3. Общее количество разрушаемого при сушке материала мало зависит от мощности воздействия микроволновым излучением, при этом максимальный выход требуемой фракции (Ядо) характерен для бурого угля, обрабатываемого при мощности МВ-излучения 700 Вт.

4. Установлено, что после микроволновой сушки при удалении влаги происходит полное удаление азота из образцов угля и снижение содержания серы в обоих образцах бурого угля Мугунского и Березовского месторождений.

5. Показано, что использование МВ-установок на ТЭС и других промышленных предприятиях для дробления и сушки бурого угля технологически целесообразно и экономически выгодно вследствие отсутствия в стране использования данного метода для получения качественного топлива, направленного на снижение энергозатрат, улучшение качества конечного продукта, а также на улучшение экологических показателей. Кроме того, невысокая себестоимость сушки и дробления угля гарантирует быструю окупаемость капитальных вложений.

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Хайдурова A.A. Очистка дымовых газов Ново-Иркутской ТЭЦ с выделением диоксида углерода / A.A. Хайдурова, Н.П. Коновалов // Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке: сб. тез. конф. России и стран СНГ (Звенигород. 8-11 февраля 2005 г.). С. 80.

2. Хайдурова A.A. Энергосберегающая технология сушки угольного концентрата для ТЭЦ / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. с между -нар. участием. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2006. С. 419-421.

3. Хайдурова A.A. Подготовка буро-угольного концентрата из угля Мугун-ского месторождения для получения губчатого железа с использованием СВЧ-энергии / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых: материалы конф. СПб: Химиздат, 2006. УТ12.

4. Картавская В.М. Разработка схемы утилизации уходящих газов ТЭЦ / В.М. Картавская, Т.В. Коваль, A.A. Хайдурова // Технико-экономические проблемы развития регионов: материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2007. Вып. 4. С. 85-89.

5. Хайдурова A.A. СВЧ-обработка буроуголыюго концентрата из угля Мугуиского месторождения для получения губчатого железа / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов // Химия твердого топлива. 2008. № 2. С. 67-70.

6. Khaidurova A.A. Microwave Treatment of a Brown Coal Concentrate from Mugunsk Coal for the Manufacture of Sponge Iron / P.N. Konovalov, N.P. Konovalov // Solid Fuel Chemistry. 2008. № 2. P. 120-122.

7. Патент РФ № 2330225 РФ. Способ сушки сыпучих диэлектрических материалов и устройство для его осуществления / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов. Заявлено 24.01.2007 г.; опубл. 27.07.2008 г. БИ № 21.

8. Хайдурова A.A. Воздействие микроволновой энергией на бурый уголь для улучшения его технологических характеристик / A.A. Хайдурова, Н.П. Коновалов, В.В. Федчишин // Теплофизические основы энергетических технологий: материалы регион, науч.-практ. конф. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 109-113.

9. Хайдурова A.A. Микроволновая сушка бурых углей и повышение их технологических характеристик / A.A. Хайдурова, В.В. Федчишин, Н.П. Коновалов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань: Изд-во Казанского государственного энергетического университета, 2010. № 1-2. С. 31-35.

Подписано в печать 8.11.2010. Формат 60x90 /16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 161. Поз. плана 50н.

Лицензия ИД№ 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Хайдурова, Александра Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ 9 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СУШКИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ УГЛЕЙ ДЛЯ СЖИГАНИЯ НА ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

1.1. Теоретические основы процесса сушки ископаемых углей

1.1.1. Распределение влаги в материале и кинетика его сушки

1.1.2. Усадка и растрескивание материала в процессе сушки

1.2. Процессы подготовки угля к сжиганию

1.2.1. Дробление как стадия подготовки угля к сушке

1.2.2. Существующие методы сушки материалов

1.2.3. Технологический процесс сушки ископаемых углей

1.2.4. Пылеприготовление высушенных углей

1.3. Микроволновая энергия для сушки материалов !

1.3.1. Применение микроволновой энергии в технологических 3 0 процессах

1.3.2. Теоретические основы МВ-воздействия на материалы

1.3.3. Тепло- и массообмен при микроволновой сушке

Выводы к главе

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ 40 БУРОГО УГЛЯ, ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

2.1. Цель и задачи исследования процесса сушки, общая схема 40 проведения эксперимента

2.2. Методы оценки качества сырья и продуктов его переработки

2.3. Аппаратура и методики эксперимента

2.4. Характеристика исходного сырья

2.5. Обсуждение результатов

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ 64 БУРЫХ УГЛЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЕМ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

3.1. Особенности протекания процесса сушки бурых углей 64 конвективным способом и под МВ-воздействием

3.2. Сушка бурых углей воздействием МВ-излучения

3.2.1. Сушка МВ-воздействием без обдува поверхности воздухом

3.2.2. Сушка угля МВ-воздействием с обдувом поверхности воздухом

3.3. Влияние МВ-излучения на характеристики бурого угля

3.3.1. Влияние МВ-воздействия на технический и элементный состав

3.3.2. Влияние воздействия МВИ на физические характеристики угля 82 Обсуждение результатов

Глава 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС СУШИЛЬНЫХ 89 КОНВЕКТИВНЫХ И МВ-УСТАНОВОК.

4.1. Теоретический расчет энергетических затрат на сушку 1 т влажного 89 бурого угля.

4.2. Тепловой расчет углеразмольной установки конвективного типа.

4.3. Энергетический баланс МВ - установки 94 Обсуждение результатов

Глава 5. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 99 РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Экономическая эффективность топливоподготовки с 101 использованием МВ-излучения

5.1.1. Расчет себестоимости топливоподготовки с использованием МВ- 101 излучения

5.1.2. Экономическая эффективность реконструкции участка 103 пылеприготовления

5.1.3. Расчет выбросов в атмосферу окислов серы

5.1.4. Расчет выбросов в атмосферу оксидов азота

5.1.5. Определение платы и ее предельных размеров за загрязнение 110 окружающей природной среды

Обсуждение результатов

ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФР1ЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение диссертация по физике, на тему "Улучшение качественных характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжиганию"

Актуальность работы. Сокращение запасов нефти и газа приводит к необходимости перехода на твердые горючие ископаемые: сланцы, бурые и низкометаморфизованные каменные угли. Основным направлением применения бурого угля является его топливное использование на теплоэлектростанциях (ТЭС), малых котельных и промышленных предприятиях. Основными важными этапами топливоподготовки является дробление и сушка. Это дорогостоящие процессы, как в отношении потребления энергии, так и требуемого производственного времени. Кроме того, твердое топливо, особенно бурый уголь, содержит до 3 % серы и 1,5-^-2% азота. При их сжигании образуются оксиды и диоксиды серы и азота, что влечет за собой дополнительную нагрузку на окружающую среду. Развитие теплоэнергетики в современных условиях требует высококачественного топлива с низким содержанием серы и азота. В отличие от жидкого и газообразного топлива природные угли имеют высокую зольность и влажность. Для их подготовки к сжиганию требуются дополнительные затраты, связанные с сушкой и дроблением. Оборудование для сушки и дробления занимает большие площади, имеет высокую металло-и энергоемкость. Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что существует необходимость модернизации процессов подготовки топлива с целью повышения эффективности работы теплоэлектростанций, снижения энергозатрат, металлоемкости оборудования и объема вредных выбросов в атмосферу.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- выбор сырья для сжигания и комплексная оценка его физико-химических свойств;

- разработка способа подготовки бурого угля для- сжигания с установлением оптимальных параметров проведения процесса и оценкой качества конечного продукта;

- наработка буроугольного топлива с оптимальными показателями качества после микроволновой обработки;

- апробация разработанного способа в процессе сушки в условиях укрупнённых испытаний.

Научная новизна:

- проведены исследования по воздействию МВ-энергии для осуществления процесса сушки низкометоморфизованных бурых углей

Мугунского месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна;

Практическая значимость: разработан способ подготовки бурого угля Мугунского месторождения Иркутского угольного бассейна и Березовского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна для дальнейшего его сжигания на теплоэлектростанциях и котельных;

- доказано, что при воздействии микроволнового излучения на бурый уголь из него удаляется азот и часть серы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- способ микроволновой сушки бурого угля для его подготовки к сжиганию и установка для осуществления данного процесса;

- влияние микроволновой энергии на структуру и свойства бурого угля в технологическом процессе сушки.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Междунар. науч.-практ. конф. России и стран СНГ «Перспективы развития углехимии и химии углеродных материалов в XXI веке». Звенигород, 2005 г.; Всерос. науч.- практ. конф. «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири», Иркутск, 2006 г.; Междунар. конф. «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых», Санкт-Петербург, 2006 г.; Регион, науч.-практ. конф. «Теплофизические основы энергетических технологий», Томск, 2009 г.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и 4 приложений; изложена на 122 стр. машинописного текста, включает 30 рисунков, 19 таблиц и список использованных источников из 96 наименований.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

ВЫВОДЫ

1. Обзор научно-технической и патентной литературы, посвященный теоретическим и практическим аспектам процессов сушки при подготовке углей для сжигания на теплоэлектростанциях, показал, что существует необходимость модернизации этих процессов с целью повышения эффективности работы станций, снижения энергозатрат и объема вредных выбросов в атмосферу. Проведенный анализ также показал, что реализованные на практике способы сушки топлива, поступающего на электростанции, характеризуются большими затратами энергии, высокой металлоемкостью оборудования и взрывоопасностью. Указанные недостатки могут быть исключены путем реализации процесса сушки с применением микроволновой энергии.

2. Выполнены термогравиметрические исследования сырья при конвективном нагреве и под МВ-воздействием и установлена зависимость сушки бурого угля от способа нагрева исследуемого сырья. Установлено, что все этапы сушки бурого угля при МВ-воздействии практически протекают в одном узком интервале температур; при этом способе обработки сушка угля протекает интенсивнее, заканчивается при более низкой температуре, а на осуществление процесса требуется время в 6 раз меньшее, чем при конвективном способе сушки.

3. Проведен анализ термогравиметрических исследований сушки бурых углей Мугунского и Березовского месторождений под МВ-воздействием, показавший, что независимо от свойств обрабатываемого материала нагрев любого диэлектрического материала протекает с одинаково высокой скоростью ~ 50°С/мин. Конечная температура сушки разных по техническому, элементному и петрографическому составу бурых углей при МВИ -воздействии одинакова и составляет 95°С.

4. Показано, что повышение мощности микроволнового излучения позволяет сократить время сушки, а использование комбинированной сушки значительно интенсифицировать данный процесс и сократить (в 4-6 раз) время воздействия микроволной энергией на материал.

5. Установлено, что истинная плотность углей не влияет на скорость удаления влаги при сушке в МВ-поле без обдува воздухом. При комбинированной сушке в МВ-поле с внешним обдувом воздухом на последнем этапе угли с более низкой плотностью характеризуются более высокой скоростью потери влаги, благодаря вкладу конвективной сушки (обдува) в увеличение внутренней диффузии влаги из подвергаемого сушке материала.

6. Исследования показали, что общее количество разрушаемого при сушке материала зависит от мощности воздействия микроволновым излучением, при этом максимальный выход требуемой фракции (Яр0) характерен для бурого угля, обрабатываемого при МВ-мощности 700 Вт.

7. При исследовании бурого угля после микроволновой сушки было также установлено, что при удалении влаги происходит полное удаление азота из образцов угля и снижение содержания серы в обоих образцах бурого угля Мугунского и Березовского месторождений.

8. Сравнение МВ-нагрева с конвективным показывает, что МВ-нагрев является более эффективным с точки зрения потребления энергии в процессе сушки. Расчет экономической эффективности процессов сушки и дробления целесообразность их промышленной реализации, что обусловлено быстрой окупаемостью капитальных вложений

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Хайдурова, Александра Андреевна, Иркутск

1. Саломатов, B.B. Состояние и перспективы угольной и ядерной энергетики России / B.B. Саломатов // Теплофизические основы энергетических технологий: материалы регион, науч.-практ. конф. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 6-24.

2. Фридрихсберг, Д.А. Коллоидная химия / Д.А. Фридрихсберг. М.: Наука. 1995.-237 с.

3. Аронов, С.Г. Химия твердых горючих ископаемых / С.Г. Аронов, Л. Л. Нестеренко. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1960. - 371 с.

4. Русчев, Д.Д. Химия твердого топлива /Д.Д. Русчев. JL: Химия, 1976. -256 с.

5. Гюльмалиев, A.M. Теоретические основы химии угля / A.M. Гюльмалиев, Г.С. Головин, Т.Г. Гладун. М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 556 с.

6. Бухаркина, Т.В. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов: учеб. пособие / Т.В. Бухаркина, Н.Г. Дигуров Н.Г. М: РХТУ, 1998. - 195 с.

7. Лыков, A.B. Теория сушки /A.B. Лыков,- М.: Изд-во Энергия, 1968.- 472 с.

8. Сажин, Б.С. Основы техники сушки,/Б.С. Сажин.- М.: Химия, 1984.- 320 с.

9. Лыков, A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки / A.B. Лыков. Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 464 с.

10. Ю.Лыков, A.B., Теория тепло- и массопереноса / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. -М.: Госэнергоиздат, 1963. 536 с.

11. Любошиц, И.Л. Тепло- и массоперенос, т. 4 / И.Л. Любошиц. М., 1963.

12. Филоненко, Г.К. Кинетика сушильных процессов / Г.К. Филоненко. М.: Оборониздат, 1939. - 138 с.

13. Михайлов, Н.М. Вопросы сушки топлива на электростанциях / Н:М. Михайлов. М.: Госэнергоиздат, - 1957. - 152 с.

14. Кришер, О. Научные основы техники сушки / О. Кришер. М.: Иностранная литература, 1961. - 232 с.15.0стриков; М.С. О механическом действии молекулярно-поверхностных сил в дисперсных структурах при высыхании и увлажнении / М.С. Остриков. -Киев, 1947.

15. Лебедев, А.Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях / А.Н. Лебедев. М.: Изд-во Энергия, 1969. - 520 с.

16. Лебедев, А.Н. Пылеприготовление на электростанциях / А.Н. Лебедев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1949. - 352 с.

17. Муромкин, Ю.Н. Подготовка топлива в системе топливно-транспортного хозяйства ТЭС: учеб. пособие / Ю.Н. Муромкин, Г.В. Булавкин. Иваново, 1984.-91 с.

18. Филоненко, Г.К. Сушильные установки / Г.К. Филоненко, П.Д. Лебедев. М.:

19. Госэнергоиздат, 1952. 356 с.

20. Лыков, A.B. Кинетика и динамика процессов- сушки и увлажнения / A.B. Лыков М.: Гизлегпром, 1938.

21. Дубинин, М.М. Физико-химические основы сорбционной техники / ММ. Дубинин. 2 изд. - М.-Л., 1935.

22. Лейкин, В.З. Технология, оборудование, совершенствование подготовки и сжигания твердого топлива на ТЭЦ и котельных: учеб. пособие / В.З; Лейкин. Спб.: ПЭИпк, 2005. - 223 с.

23. Сполдинг, Д.Б. Конвективный массоперенос / Д.Б. Сполдинг. М.: Энергия, 1965.-384 с.

24. Красников, В.В. Кондуктивная сушка /В.В. Красников. М.: Энергия, 1973. -228 с.

25. Сажин, Б.С. Современные методы сушки /Б.С. Сажин.-М.:3нание, 1973.-64 с.

26. Лебедев, П.Д. Сушка инфракрасными лучами / П.Д. Лебедев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. - 232 с.

27. Высокочастотная электротермия: справочник / A.B. Донской и др.; под ред. A.B. Донского. М.-Л.: Машиностроение, 1965. - 564 с.

28. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников7 A.B. Нетушил и др.. 2-е изд., перераб. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 480 с.

29. Химия и переработка угля / В.Г. Липович и др.. М.: Химия. 1988. - 336 с.

30. Филиппов, В.А. Технология сушки и классификация углей /В.А. Филиппов. -М.: Недра, 1987.-287 с.

31. Шубеко, П.З. Сушилка для сыпучих материалов: A.c. 114285 СССР // Б.И. 1958. № 7.

32. Шубеко, П.З. Непрерывный процесс коксования / П.З. Шубеко, Г.И. Еник. -М.: Металлургия, 1974. 224 с.

33. Зверев Д.П., Смирнова Т.С., Маркина Т.П. //ХТТ, 1977. №4, С. 76.

34. Кричко, A.A. Получение синтетического жидкого топлива гидрогенизацией угля / A.A. Кричко, A.C. Малолетнев. М.: Недра, 1992. - 128 с.

35. Головин Г.С., Рубан В.А., Скрипченко Г.Б. и др. Способ сушки продуктов обогащения углей. Пат. РФ №2112781. //Б.И. 1998. № 16.

36. Скрипченко Г.Б., Рубан В.А., Лопатин В.Л. //ХТТ. 1995. №2, С. 12.

37. Егорова Т.Ф., Клинкова В.В., Скрипченко Г.Б. //ХТТ, 1982. №2, С. 67.

38. Пугач, Л.И. Качество энергетических углей. Влияние качества на экологию, экономику и технологию использования на ТЭЦ: учеб.пособие /Л.И. Пугач. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. 103 с.

39. Ромадин, В.П. Пылеприготовление / В.П. Ромадин. М.: Госэнергоиздат, 1953.- 519 с.

40. Жилин, В.Г. Проектирование тепловых электростанций большой мощности. Общие вопросы / В.Г. Жилин. М.-Л.: Энергия, 1964. - 376 с.

41. Михайлов Н.М. Исследование процесса сушки в сушильном барабане / Н.М. Михайлов, Л.А.Мамрукова // Химическое машиностроение. 1965. - №6. -С.19-23.

42. Андреев, С.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / СЕ. Андреев, В.А. Зверевич, В.А. Перов. М.: Недра, 1980. - 415 с.

43. Филиппов, В.А. Техника и технология сушки угля / В.А. Филиппов. М.-Л.: Недра, 1974. - 127 с.

44. Шаров, Ю.И. Оборудование тепловых электростанций проблемы и перспективы / Ю.И. Шаров. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - 122 с.

45. Тепловые электрические станции: учеб. для вузов / В.Я. Рыжкин; под ред. В.Я.Гиршфельда.-З-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1987.-328 с.

46. Семенов, A.C. СВЧ-энергия и ее применение. Особенности, оборудование, технологические процессы / A.C. Семенов, В.Б. Байбурин. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1999.

47. СВЧ-энергетика / под ред. Э. Окресса. М.: Мир, 1971 г., в 3-х т.

48. Коломейцев, В.А. Микроволновые системы с равномерным объемным нагревом /В.А.Коломейцев, В.В.Комаров.-Саратов: Изд-во СГТУ,1998.-160с.

49. Диденко, А.Н. СВЧ-энергетика: теория и практика / А.Н. Диденко; отв. ред. Я.Б. Данилевич. М.: Наука, 2003. - 446 с.

50. Брандт, JI.A. Исследование диэлектриков- на сверхвысоких частотах / Л.А. Брандт. М.: Физматгиз, 1963. - 404 с.

51. Хиппель, А.Р. Диэлектрики и волны/А.Р:Хиппель.-М.:Изд-во ИЛ, 1960.-43 8с.

52. Применение СВЧ-энергии в промышленности / И.И. Девяткин и др. // Электронная техника, сер. I Электроника СВЧ. 1982. - Вып. 12. - С. 51

53. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов / И:А. Рогов, С.В. Некрутман. М.: Агропромиздат, 1986. - 351 с.

54. Бородин, И.Ф. Применение СВЧ-энергии^ в сельском« хозяйстве / И.Ф. Бородин, Г.А. Шарков, А.Д. Горин. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - 49 с.

55. Способ стерилизации-пищевых продуктов комбинированным воздействием микроволнового нагрева и охлаждения / И.А. Рогов и др. // Современные проблемы применения СВЧ-энергии: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Саратов, 1993. - С. 8:

56. Разработка, производство и применение СВЧ-энергии. Технологические процессы- на их основе /A.C. Семенов и др. / Науч.-техн. отчет. Саратов: ГНПП «Контакт», 1998.

57. Добрич Ф. СВЧ-устройство для непрерывной вулканизации резиновых профилей / Ф. Добрич // Plaste und Kautschuk. 1977. - Bd. 24, 8 - S. 585.

58. Microwave rock crusher // Japan Electron Engug. 1969: - № 34. - P. 102.

59. Коломейцев B.A. Распределение электромагнитного и температурного полей в рабочей камере на Н-волноводе / В.А. Коломейцев, В.В. Комаров, В.В.

60. Яковлев // Современные проблемы применения СВЧ энергии: Сб. трудов междунар. науч.-техн. конф. Саратов, 1993. - 59-61

61. Микроволновое технологическое оборудование и приборы / Г.Г. Гонтарев и др. // Обзоры по электронной технике. Сер. 1. Электроника СВЧ. Вып. 10 (1681). М.: ЦНИИ «Электроника», 1992. - 74 с.

62. Сатаров И.К. Конверсия СВЧ-установки для обработки паркетной доски / И.К. Сатаров, К.Н. Коляев, A.A. Пиулькин // Актуальные проблемы электронного приборостроения: материалы междунар. науч.-техн. конф. -Саратов, 1996. С. 56.

63. Binner J.C.P. Microwave Processing of ceramics // Brit. Ceram. Proc. 1990. - № 45.-P. 97.63 .Выводы для экспериментального спекания керамики // Sprechsaal. 1989. -№ 12.-P. 1152.

64. Никифоров A.JI. Применение энергии высоких частот для активации процессов отделки и крашения текстильных материалов / A.JI. Никифоров, Б.Г. Мельников, И.Б. Блиничева//Химические волокна.-1996.- №4.- С. 44-48.

65. Хайдурова A.A. СВЧ-обработка буроугольного концентрата из угля Мугунского месторождения для получения губчатого железа / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов // Химия твердого топлива. -2008. -№ 2.- С. 69-72.

66. Тареев, Б.М. Физика диэлектрических материалов / Б.М. Тареев. М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.

67. Воробьев, Г.А. Физика диэлектриков: учеб. пособие / Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков, Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов. Томск: Изд-во ТПУ, 2003.- 243 с.

68. Кузнецов, М. И. Основы электротехники: учеб. пособие / М.И. Кузнецов. -10-е изд., перераб. М.: Высшая школа, 1970.

69. Анненков, Ю.М. Основы электротехнологий: учеб. пособие / Ю.М. Анненков. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 208 с.

70. Щербаченко, Л.А. Физика диэлектриков: курс лекций / JI.A. Щербаченко. -Иркутск: Изд-во ИГУ, 2005. 78 с.

71. Епифанов, Г.И. Физика твердого тела / Г.И. Епифанов. М.: Высшая школа, 1987.- 288 с.

72. Деккер, А. Физика электротехнических материалов / А. Деккер. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. - 256 с.

73. Диденко А.Н. Перспективы использования СВЧ-энергетики при сжигании угля / А.Н. Диденко, Б.В. Зверев, A.B. Прокопенко // Труды Российского национального симпозиума по энергетике. Казань, 2001. - С. 18-22.

74. James Graham, Senior Process Engineer. Microwaves for coal quality improvement: the DRYCOL Project. SACPS/International Pittsbrugh Coal Conference 2007 Johannesburg, South Africa, September 10-14, 2007.

75. Micro wave embrittlement and desulphurisation of coal.Marland, B.Han, N.A.Rowson, A.J.Merchant School of Chemical Engineering, The University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham, B15 2TT, England.

76. Беляев A.A., Малькова B.B. //Промышленная энергетика.- 1996.- №12.- С.40.

77. Патент РФ № 2330225. Способ сушки сыпучих диэлектрических материалов и устройство для его осуществления / A.A. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П. Коновалов. Заявлено 24.01.2007 г.; опубл. 27.07.2008 г. БИ№ 21.

78. Суслов А. А., Чижик С. А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор). // Материалы, технологии, инструменты. Т. 2. - 1997. - №3. - С. 78-89.

79. Коновалов, П. Н. Углеродные сорбенты для извлечения золота и серебра из растворов и пульп: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.17.07 / П.Н. Коновалов. М., 2009. - 24 с.

80. Угли Иркутского бассейна: состав и свойства / В.Н. Крюкова и др.. -Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1988. 256 с.

81. Энергетические угли восточной части России и Казахстана: Справочник / В.В. Богомолов и др..- Челябинск: УралВТИ, 2004. 304 с.

82. Бердоносов С.С. Микроволновая химия / С.С. Бердоносов // Соросовский образовательный журнал. 2001. - Т. 7. - № 1. - С. 32-38.

83. Тишер, Ф. Техника измерений на СВЧ: Справочное руководство / Ф. Тишер. M.-JL: Физматиздат, 1963. - 367 с.

84. Глущенко, И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых: учебник для вузов / И.М. Глущенко. М.: Металлургия, 1990. - 295 с.

85. Плазмохимическая переработка угля /М.Ф.Жуков и др.. М.: Наука, 1990. -200 с.

86. А.А. Кричко, С.Г. Гагарин, С.С. Макарьев. //ХТТ. № 6. 1993. С. 27.

87. M.W. Haenel. Fuel № 71. 1992. P. 1211.

88. P.R. Solomon, Т.Н. Fletcher, R.J. Pugmire. Ibid. № 72. 1993. P. 587.91 .П.Н. Кузнецова, Я. Бимер, П.Д. Салбут. ДАН. Т. 339. № 1. 1994. Р. 55.

89. Анненков Ю.М. Основы электротехнологий: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 208 с.

90. Массе, П.В. Критерии и методы оптимального определения капиталовложений /П.В. Массе. М.: Статистика, 1987. - 213 с.

91. Газоочистка и газозолоудалнение: метод, указания / В.А. Бочкарев и др.. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. 46 с.

92. Бочкарев, В.А. Природоохранные технологии на ТЭС: метод, указания / В.А. Бочкарев, Е.В. Самаркина. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 33с.

93. Регламентные ремонтные работы мельницы-вентилятора на 1 шт.п./п. Запчасти Количество Цена (с учетом НДС) за 1 шт., руб Общая стоимость1. Ротор

94. Лопатка мелющая 24 2283,55 54805,22 Лопатка основная 12 3 Лопатка уплотнительная 48

95. Козырек 1 18478,80 18478,80

96. Броня 3.175.15-04-1 24 2000,81 48019,446 Броня ЗЛ75.15-05-И1 12 7 Диск основной 1 8 Диск покрывающий 1

97. Болт крепления основных лопаток 96 630,81 60557,7610 Гайка 96 350,45 33643,2

98. Уплотнительная планка 350x28x20 48 353,25 16956

99. Уплотнительная планка 350x40x20 24 416,33 9991,92

100. Подшипник 3618 4 2893,40 11573,6

101. Подшипник 3638 1 17488,97 17488,9715 Подшипник 3003264 1 1. Корпус

102. Броня торцевая 3175.08.07 5 83345,01 416725,05

103. Броня торцевая 6 85766,12 514596,723175.08.06

104. Броня радиальная 3175.08.02 168 1174,03 197237,04

105. Броня лобовая 8 1886,11 15088,88

106. Броня языковая 28 1950,98 54627,44

107. Сектор брони 4153.00.00-01 1306,25

108. Сектор брони 4153.0000 981,288 Сектор кольца 9 Сектор обечайки 10 Сектор обечайки

109. Кольцо 8-38 1 31860,00 31860,001. Сепаратор

110. Броня клиновая 3175.21.02.2-33 64 2529,19 161868,162 Броня клиновая 1. Патрубок

111. Броня торцевая | 1 компл. 12 шт. 41418,00 41418,002 Броня 1 1. Итого 1704936,18

112. Периодичность осмотра система пылеприготовления (СПП)п./п. Содержание работ Периодичность проведения

113. Освидетельствование Clili с внутренним осмотром Перед вводом в эксплуатацию 'после: монтажа; - капитального ремонта; - реконструкции; - не позднее чем через 2000 часов,работы; - профилактики через каждые 6000 часов работы

114. Исправность ВПК и их мембран на всех СПП, находящихся в работе и в резерве Суббота, смена с 8 час. ежедневно

115. Определение присосов,воздуха 1 раз в месяц

116. Осмотр оборудования, проверка исправности и эффективности работы схем обдува электродвигателей MBi 3 раза в смену ежедневно

117. Замена мембран предохранительных клапанов По мере необходимости.

118. Выявление пылений, устранение мелких дефектов по пылениям В течение смены

119. Останов сильнопылящего оборудования Немедленно

120. Опрессовка мельниц После среднего и капитального ремонтов

121. Очистка-механических фильтров маслостанций При увеличении, перепада давленияша фильтре до 0,8 кг/см2

122. Осмотр схем пароводотушения мельниц и маслостанций^ 2-я смена цикла с 20 час.

123. Сработка до минимального уровня в БСУ с осмотром бункеров 1 раз в 10 дней (по отдельному графику) в смену 20 час. При выводе к/а в текущий ремонт или длительный резерв сроком на 1 мес. и более

124. Полная сработка угля с БСУ с очисткой стенок бункера При выводе котла в текущий ремонт или длительный резерв сроком на 1 мес. и более. Перед средним и капитальным ремонтом, но не реже 1 раза в год

125. Замена масла маслостанций, редукторов ПСУ Согласно отдельному графику. По результатам хим. анализа, но не реже 1 раза в год

126. Проверка состояния полумуфт, подтяжка анкерных болтов мельниц и электродвигателей, проверка натяжки цепей ПСУ В период плановых ремонтов, но не реже 1 раза в квартал

127. Осмотр брони рабочих колес 1 раз в месяц

128. Ведение учета наработки МВ 1 раз в сутки

129. Уборка пыли, протечек масла на площадках обслуживания и оборудования. Уборка пыли с электродвигателей Ежемесячно

130. Обмыв сепараторов мельниц и пылопроводов на подшефном оборудовании 2-я смена цикла с 20 час и по мере необходимости

131. Обеспечение контроля над температурой, давлением, расходами и другими параметрами системы пылеприготовления котлов Постоянно

132. Влажная уборка пола отм. 0,0; 9,6; 15,0 Согласна графика

133. Замена рабочих колес (лопаток) МВ, ремонт обечайки Через 900-1200 часов работы

134. Капитальный ремонт МВ с заменой брони, рабочих колес Через 2000-2500 часов работы

135. Тарировка оборотов ПСУ После капитального и среднего ремонтов и 1 раз в каждые 3 месяца

136. Измерение тонины помола После капитального ремонта и по необходимости

137. Проведение замеров по вибрации вращающихся механизмов СПП 1 раз в месяц

138. Проверка противопожарной сигнализации маслостанций Про графику электроцеха1. Ремонт МВ на 1 шт.п./п. Запчасти Количество Цена (с учетом НДС) за 1 шт., руб Общая стоимость1 Магнетрон 12 1100 13200

139. Трансформатор 12 1500 18000

140. Конденсатор ЕЛ/ сораэког 12 500 6000

141. Диод высоковольтный (НУБЮБ) 12 100 12005 Термореле 12 100 1200

142. Вентилятор охлаждения 24 300 72007 Воздуховод 1 1500 15008 Кожух 1 4000 4000

143. Ленточный конвейер 1 18000 1800010 Привод ЧРП 1 7611 761111 Рупор 12 400 4800

144. Электродвигатель + редуктор 1 11000 11000

145. Вентилятор обдува 1 10000 1000014 БСУ 1 2500 250015 ПСУ 1 2500 250016 Циклон 1 7000 70001. Итого 115711

146. Система пылеприготовления (СПП)п./п. Содержание работ Периодичность проведения

147. Освидетельствование СПП с внутренним осмотром Перед вводом в эксплуатацию после: монтажа; - капитального ремонта; - реконструкции; - не позднее чем через 2000 часов работы; - профилактики через каждые 6000 часов работы

148. Определение утечек МВИ 1 раз в месяц

149. Осмотр оборудования, проверка исправности и эффективности работы схем обдува электродвигателей МВУ 3 раза в смену ежедневно

150. Проверка состояния шиберов тракта СПИ, регулятор толщины слоя ПСУ, вращения механического датчика сигнализатора обрыва топлива ПСУ 1 раз в смену

151. Замена магнетронов По мере необходимости

152. Выявление пылений, устранение мелких дефектов по пылениям В течение смены

153. Останов сильнопылящего оборудования Немедленно

154. Осмотр состояния транспортерной ленты9 Осмотр блоков питания

155. Осмотр схем пароводотушения МВУ 2-я смена цикла с 20 час.

156. Сработка до минимального уровня в БСУ с осмотром бункеров 1 раз в 10 дней (по отдельному графику) в смену 20 час. При выводе к/а в текущий ремонт или длительный резерв сроком на 1 мес. и более

157. Полная сработка угля с БСУ с очисткой стенок бункера При выводе котла в текущий ремонт или длительный резерв сроком на 1 мес. и более. Перед средним икапитальным ремонтом, но не реже 1 раза в.год

158. Замена консистентной смазки подшипников конвейера По мере необходимости, но не реже 1 раза в год

159. Проверка состояния полумуфт, подтяжка анкерных болтов конвейера и электродвигателей, проверка натяжки цепей ПСУ В период плановых ремонтов, но не реже 1 раза в квартал

160. Ведение учета наработки МВУ 1 раз в сутки

161. Уборка пыли, протечек масла на площадках обслуживания и оборудования. Уборка пыли с электродвигателей Ежемесячно

162. Обеспечение контроля над температурой излучателей, расходами воздуха и другими параметрами системы пылеприготовления котлов Постоянно

163. Влажная уборка пола отм. 0,0. Согласна графика

164. Капитальный ремонт МВУ с заменой магнетронов и блоков питания Через 2000-2500 часов работы

165. Тарировка оборотов конвейера После капитального и среднего ремонтов и 1 раз в каждые 3 месяца

166. Измерение тонины помола После капитального ремонта и по необходимости

167. Проведение замеров по вибрации вращающихся механизмов СШ1 1 раз в месяц^

168. Проверка противопожарной сигнализации Про графику электроцеха