ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРСТИКА РОБОТИ - Обгрунтування параметрів процесу класифікації вугільних шламів у гідроциклонах з сифонним розвантаженням зливу
Актуальність теми. Вуглезбагачувальне підприємство - це об'єкт з великим споживанням електроенергії, більша частина якої витрачається на роботу водно-шламового комплексу, декілька технологічних операцій котрого обладнані гідроциклонами з насосними установками значної потужності.
Сучасна компоновка технологічного обладнання у більшості випадків не дозволяє встановлювати гідроциклони без насосних установок. У цьому випадку питома витрата встановленої потужності складає 0,41-0,92 кВт/м3 при максимальному навантаженні насосів і 0,57-1,65 кВт/м3 при мінімальному.
Наведена питома витрата встановленої потужності є занадто висока. Одним з шляхів її зменшення є застосування гідроциклонів з сифонним розвантаженням зливу, робота яких можлива без насосних установок, тому що в них використовується всмоктуючий ефект сифону.
Але їх використання стримується відсутністю теоретичних основ розрахунку енергетичного ефекту сифону, за допомогою яких визначаються технологічні, конструктивні та гідродинамічні параметри гідроциклона. У зв'язку з цим встановлення теоретичних закономірностей виникнення додаткового тиску у середині кільцевого обертального гідродинамічного потоку, на основі яких виконано обгрунтування параметрів гідроциклонів з сифонним розвантаженням зливу, розроблені технологічні рішення, які дозволяють зменшити експлуатаційні витрати водно-шламових комплексів вуглезбагачувальних фабрик, є актуальною науково-практичною задачею.
Дисертаційна робота виконана відповідно тематичного плану науково-дослідних робіт інституту "Укрндівуглезбагачення" за темами "Розроблення і впровадження технологій та обладнання для зниження втрат вугілля з відходами вуглезбагачення" (номер держреєстрації 0103U007350), у якій автор розробив технологію обробки шламів у комплексі для зниження втрат вугілля з відходами вуглезбагачення, і "Засвоїти технологію гідравлічної класифікації шламових продуктів з застосуванням гідроциклона з сифонним розвантаженням зливу на ЦЗФ "Комендантська" (номер держреєстрації 0103U003744), у котрій автор визначив основні технологічні, конструктивні і гідродинамічні показники енергозберігаючої технології класифікації вугільних шламів і здійснив її впровадження у технологічну схему фабрики.
Метою роботи є розробка технічних рішень зі зниження енергоємності процесу гідравлічної класифікації вугільних шламів у гідроциклонах.
Для досягнення мети в дисертації сформульовані і вирішені наступні задачі досліджень:
- 1) обгрунтування застосування рівняння Колмогорова-Фоккера-Планка і розробка стохастичної моделі процесу розподілу вугільних шламів у гідроциклоні з сифонним розвантажуванням зливу; 2) визначення аналітичної форми рівняння масопереносу частинок в гідроциклоні з сифонним розвантаженням зливу; 3) встановлення конструктивних, гідродинамічних, технологічних і енергетичних параметрів, що визначають режим роботи гідроциклона з сифонним розвантаженням зливу; 4) обгрунтування параметрів гідроциклона з сифонним розвантаженням зливу; 5) розробка та впровадження енергозберігаючої технології класифікації вугільних шламів у гідроциклонах з сифонним розвантаженням зливу; 6) апробація енергозберігаючої технології класифікації вугільних шламів у промислових умовах.
Ідея роботи полягає у використанні енергетичного ефекту сифона для розвантажування зливного продукту гідроциклона.
Об'єкт досліджень - процес класифікації вугільних шламів.
Предмет досліджень - процес гідравлічної класифікації вугільних шламів у гідроциклонах.
Методи досліджень. Для рішення поставлених задач застосовувалися такі методи досліджень: аналітичний - для моделювання процесу розподілу вугільних шламів в гідроциклонах з використанням диференційних рівнянь; експериментальний - для встановлення взаємного зв'язку параметрів процесу з ефективністю класифікації; гідродинаміки - для визначення структури поля швидкостей двухфазних потоків; численного аналізу - для визначення коефіцієнтів вилучення за результатами гранулометричного аналізу продуктів розподілу; математичної статистики - для оцінки достовірності отриманих результатів, а також стандартні методи і обладнання для виконання технічних аналізів продуктів класифікації.
Наукова новизна одержаних результатів:
- 1) вперше обгрунтуванно застосування рівняння Колмогорова-Фоккера-Планка зі зносом для опису зміни концентрації при класифікації вугільного шламу в гідроциклоні з сифонним розвантаженням зливу, та отримано його параметричні рішення у вигляді несиметричної кривої розподілу, що дозволило здійснити аналітичне моделювання процесу і розробити методику знаходження не визначених параметрів моделі; 2) розроблена нова напівемпірична модель процесу класифікації вугільних шламів у гідроциклоні з сифонним розвантаженням зливу, яка дозволила визначити основні параметри, які впливають на ефективність розподілу; 3) вперше сформульована умова виникнення додаткового тиску у середині кільцевого обертального гідродинамічного потоку, на підставі якої розроблена енергозберігаюча технологія класифікації вугільних шламів і методика розрахунку гідроциклона з сифонним розвантаженням зливу; 4) удосконалена залежність впливу довжини труби сифона на величину додаткового тиску, який виникає у середині кільцевого обертального гідродинамічного потоку, що дозволило визначити межу припустимого значення розрідження у ньому, при якому ще не здійснюється захоплення згущеного продукту висхідним потоком; 5) вперше встановлено, що для здійснення процесу класифікації у гідроциклоні з сифонним розвантаженням зливу тиск кільцевого обертового потоку на стінках апарату повинен бути надмірним, що відповідає довжині труби сифону не більше 8,7 м при щільності пульпи не більше 1228 кг/м3.
На підставі отриманих наукових результатів сформульовані наступні наукові положення:
- 1) наявність циркуляційного замкненого коаксіального потоку у протитечійному гідроциклоні визначається моментом гідродинамічних сил, які діють у низхідному та висхідному потоках, а його витрати - різницею тиску у пристінному шарі і повітряному стовпу, об'єм якого досягає 20% від вихідного продукту, що необхідно враховувати при виборі гідроциклонів для заданого навантаження; 2) причиною зниження енергоємності процесу гідравлічної класифікації вугільних шламів у гідроциклоні з сифонним розвантаженням зливу є додатковий тиск у середині кільцевого обертального гідродинамічного потоку, що виникає у результаті всмоктуючої дії сифону.
Достовірність одержаних результатів підтверджується достатнім обсягом і збіжністю теоретичних і експериментальних даних, а також позитивними результатами промислової апробації розроблених технологій і гідроциклонів з сифонним розвантаженням зливу для класифікації вугільних шламів. Середньоквадратична похибка експериментальних даних не перевищує 10%, а несходимість теоретичних і експериментальних даних - не більш 6,6%.
Практичне значення результатів роботи полягає:
- 1) в розробленій методиці розрахунку гідроциклона з сифонним розвантаженням зливу, яка враховує додатковий тиск, що має місце при використанні ефекту сифона; 2) в розробці і промисловому впроваджені технології гідравлічної класифікації вугільних шламів за допомогою гідроциклонів ЦАС-710, ЦАС-350 и ЦАС-320 на ЦЗФ "Комендантська" з розрахунковим економічним ефектом 1,5 млн. грн/рік, у тому числі підтверджений економічний ефект за рахунок зменшення енергоємності процесу склав 66,6 тис. грн/рік.
Особистий внесок здобувача полягає в формулюванні мети і задач досліджень, обгрунтуванні наукових положень, проведенні теоретичних і експериментальних досліджень, розробці моделей гідравлічної класифікації вугільних шламів та методики розрахунку гідроциклонів з сифонним розвантаженням зливу. Експериментальні дослідження проводилися при безпосередній участі автора.
Апробація результатів роботи. Основні положення і результати дисертації доповідались і обговорювалися на науково-технічних нарадах ДП "Ровенькиантрацит" (м. Ровеньки, 1998-2006 р. р.), засіданнях Вченої ради інституту "Укрндівуглезбагачення" (м. Луганськ, 2000-2006 р. р.), V міжнародний науково-практичній конференції "Сучасні тенденції інтенсифікації технологічних процесів переробки корисних копалин (м. Маріуполь, 24-26 травня 2002 р.), VI міжнародній науково-практичній конференції із збагачення корисних копалин (м. Маріуполь, 22-25 травня 2003 р.), науково-практичній конференції "Технологія збагачення корисних копалин" (м. Дніпропетровськ, 20-21 листопада 2003 р.), VII міжнародній науково-практичній конференції із збагачення корисних копалин (м. Маріуполь, 27-30 травня 2004 р.), VIII міжнародній науково-практичній конференції "Теорія і практика збагачення і переробки мінеральної сировини" (м. Маріуполь, 24-27 травня 2005 р.), IX міжнародний науково-практичній конференції "Ресурси і енергозберігаючі технології при переробці мінеральної сировини" (м. Маріуполь, 22-24 травня 2006 р.), XV міжнародному конгресі з вуглезбагачення (м. Пекін, КНР, 17-20 жовтня 2006 р.), Х міжнародний науково-практичній конференції "Технолого-екологічний інжиніринг при переробці мінеральної сировини" (м. Бердянськ, 23-26 травня 2007 р.).
Публікації. За результатами виконаних досліджень опубліковані 10 наукових робіт, у тому числі: 5 наукових статей в фахових виданнях, один навчальний посібник (в співавторстві), один патент, 3 - матеріали конференцій. Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел на 15 сторінках, додатків на 37 сторінках; загальний обсяг дисертації 142 сторінки, у тому числі 41 рисунок, 24 таблиці.
Похожие статьи
-
Актуальність теми. Методики екологічної оцінки якості поверхневих вод, що застосовуються в Україні, включають широкий набір абіотичних та біотичних...
-
Актуальність. Сейсмічні методи досліджень, поряд з іншими геофізичними, геологічними, геоморфологічними, геодезичними, дистанційними (аеро - і...
-
Реалізація результатів роботи. - Формування кар'єрних рудопотоків для стабілізації якості руди
Результати досліджень прийнято державним проектним інститутом "Кривбаспроект" до впровадження в проектні рішення щодо подальшої розробки залізорудних...
-
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Формування кар'єрних рудопотоків для стабілізації якості руди
Актуальність теми . Аналіз практики відкритих гірничих робіт показує, що незважаючи на впровадження сучасних технологій видобутку корисних копалин і...
-
Зміст роботи - Характеристики сейсмічності і сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону
У вступі розкрито актуальність і сформульовано мету та задачі досліджень, викладено основні наукові і практичні досягнення, наведено реалізацію і...
-
Загальна характеристика роботи - Геологічний розвиток платформної частини території України в рифеї
Актуальність теми. В рифеї відбулася перебудова структурного плану допізньопротерозойського фундамента платформеної частини території України. В...
-
Актуальність теми. Близько 70 % континентальної кори перекриті осадовими товщами потужністю понад 2 км. Вивчення осадових басейнів має не тільки...
-
Актуальність теми. Сучасна наука не має технічних засобів для штучного відтворення геологічних процесів, оскільки їх тривалість і обсяги надзвичайно...
-
Загальна характеристика роботи - Онтогенез флюорит-барит-кварцових жил Берегівського рудного поля
Актуальність теми. Берегівське рудне поле відноситься до епітермального типу. На сучасному етапі розвитку гірничодобувної промисловості світу...
-
Актуальність теми дослідження. Україна володіє значними запасами газу та конденсату на шельфі Азовського та Чорного морів, тому освоєння морських газових...
-
Зйомка місцевість рельєф геодезичний Для виконання топографо - геодезичних робіт необхідно зібрати інформацію про фізико - географічну характеристику...
-
У липні 1967р. рішенням Ради Міністрів УРСР та Президії АН УРСР було створено Інститут геотехнічної механіки, який сьогодні є головною академічною...
-
Цікаві факти - Загальна характеристика водоспадів Ігуасу
Для тих, хто жодного разу в житті не бував у Латинській Америці, водоспади можуть здатися добре впізнаваними. Нічого дивно, оскільки в районі водоспадів...
-
Технологические параметры цементирования, Технологическая оснастка - Цементирование скважины
Определяющим фактором полноты замещения жидкостей в затрубном пространстве является - скорость восходящего потока и режим его течения. Последний...
-
Планове знімальне обгрунтування виконується в вигляді замкнутих або розімкнутих теодолітних ходів. Теодолітні ходи прокладають вздовж доріг, проїздів або...
-
Використання теплових властивостей гірських порід для вирішення раціональних гірничотехнічних задач
Основний метод термічних досліджень масивів - вимір температур як по глибині так і площі. В географічних дослідженнях використовуються природні...
-
Апробація результатів дисертації. - Формування кар'єрних рудопотоків для стабілізації якості руди
Основні результати дисертаційної роботи доповідалися й одержали схвалення на науково-методичній конференції "Проблеми економічної освіти і науковий...
-
Відкритий спосіб розробки рудних корисних копалин є найбільш перспективним у технологічному, економічному й соціальному відношеннях. Завдяки розвиненій...
-
Розрахунок параметрів аерофотознімання Залежно від попередньо обраного методу зйомки, а також залежно від масштабу створюваної карти, висоти перерізу...
-
Сущность твердофазной десорбции ванадия заключается в использовании веществ, обеспечивающих непосредственное выделение ванадия в твердую фазу, -...
-
Анотація - Характеристики сейсмічності і сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону
Л. Є. Назаревич. Характеристики сейсмічності і сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового...
-
Изучение процесса сорбции с определением оптимальных параметров В ионном обмене лимитирующими процессами являются диффузия ванадия в массу ионита и...
-
В данной серии экспериментов рассматривались три модели с различными отношениями высоты отвала к заложению его откоса h/a: 1/3,3; 1/1,7; 1/1,1,- высоту h...
-
Оценка параметров пород измерениями в процессе бурения - Измерения в процессе бурения
Гамма излучение. Датчик гамма-излучения измеряет количество естественного гамма-излучения пород. Он используется для установления литологии, для...
-
Подготовка расчетной модели. Сюда входит: А) Создание объемной геометрической модели, описывающей расчетную область. Этот пункт был выполнен в...
-
Общие параметры месторождений, определяющие процессы добычи нефти и газа Вместилищем для нефти, газа или воды в недрах Земной коры служат породы -...
-
В першому розділі дисертаційної роботи розглядаються законодавчі основи та методологія гідроморфологічної оцінки річок. Національне екологічне...
-
Разнообразие глин, а следовательно и глинистых растворов, обусловило выработку требований к качеству глинистого раствора, обеспечивающему как временное...
-
Расчет параметров гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Данные, необходимые для расчета параметров проведения ГРП и параметров трещины, представлены в табл. 41. Таблица 41. Параметры скважины-кандидата...
-
Вступ, І, Клімат. Загальна інформація - Вплив підстильної поверхні на формування клімату
Тема роботи: у цій роботі я підніматиму тему кліматотвірних чинників та впливу підстильної поверхні на клімат зокрема. Мета роботи : поглибити знання про...
-
Загальна характеристика планових мереж Для забезпечення опорними пунктами на території України створена АГМ. Її складають для планової опори -...
-
Параметры, регистрируемые в газометрии - Геофизические исследования скважин
Газовый каротаж основан на изучении содержания и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости, а также основных параметров,...
-
Выбор параметров группирования сейсмоприемников - Моделирование волнового поля
Группирование сейсмоприемников, так же как и суммирование по ОГТ, является интерференционной системой, которая имеет полосы пропускания и подавления....
-
Основные параметры БВР Величина преодолеваемого сопротивления по подошве уступа (СПП) для одиночного скважинного заряда: Где: P - вместимость 1 м...
-
Національний парк Ігуасу (Бразилія) - Загальна характеристика водоспадів Ігуасу
Національний парк Ігуасу (порт. Parque Nacional do Iguaзu) -- національний парк в Бразилії, розташований на крайньому заході штату Парана за 17 км від...
-
Туриз - Загальна характеристика водоспадів Ігуасу
Туризм тут розвинений на дуже високому рівні. Дістатися до Ігуасу найлегше літаком : політ з Ріо - де - Жанейро займе 2:00 (квитки - близько $ 500...
-
Дешифрування фотограмметричного зображення полягає в розпізнаванні об'єктів місцевості на знімках, встановленні їх кількісних і якісних характеристик та...
-
Сущность АГДМ состоит в одновременном измерении при фильтрации гидродинамических и акустических характеристик. При АГДМ исследований наряду с измерением...
-
Исследования проводят на нескольких установившихся режимах с различными дебитами, с тем, чтобы захватить весь диапазон, включая несколько режимов при...
-
ВИСНОВКИ - Формування кар'єрних рудопотоків для стабілізації якості руди
За результатами проведених досліджень у дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача, яка полягає в установленні взаємозв'язку між параметрами...
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРСТИКА РОБОТИ - Обгрунтування параметрів процесу класифікації вугільних шламів у гідроциклонах з сифонним розвантаженням зливу