Разработка и обоснование технологии экструзионного брикетирования торфяного и техногенного сырья

• Автор: Горбунов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БРИКЕТИРОВАНИЯ ТОРФЯНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ

1.1. Методы окускования, применяемые в горной и металлургической промышленности

1.2. Целесообразность совместной переработки торфяного и техногенного сырья

1.3. Задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ЭКСТРУЗИОННЫХ БРИКЕТОВ

2.1. Свойства сырья для экструзионных брикетов

2.2 Теоретические основы процессов брикетирования влажных дисперсных материалов

2.3. Исследование изменения свойств композиционного сырья при шихтовании и экструзии

2.4. Исследование качественных показателей экструзионных

брикетов
2.5. Выводы по разделу
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУЗИОННЫХ
БРИКЕТОВ
3.1. Выбор состава экструзионных брикетов
3.2. Исследование и обоснование режимов сушки экструзионных брикетов
3.3. Обоснование производственно-технических показатели технологии экструзионных брикетов
3.4. Выводы по разделу

4. ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСТРУЗИОННЫХ БРИКЕТОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ И
МЕТАЛЛУРГИИ
4Л. Анализ эффективности использования экструзионных брикетов в энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве
4.2. Анализ эффективности использования торфяных экструзионных брикетов в металлургии
4.3. Выводы по разделу
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ
5.1. Внедрение результатов исследований в промышленность, проектирование и учебный процесс
5.2. Анализ перспективных направлений использования торфяных
экструзионных брикетов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Согласно Энергетической стратегии России на период до 2030 года важное значение имеет оптимальное использование местных видов топлива, к которым относится торф [1]. Энергетические запасы торфа, составляющие 68,3 млрд. т.у.т., превосходят запасы нефти и газа. Использование торфа в энергетике приводит к сокращению потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов и к снижению экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса. Благодаря сравнительно низкой трудоемкости и энергоемкости добычи топливного торфа, простоте транспортных схем и коротким расстоянием вывозки, торф сохраняет конкурентоспособность с другими видами ввозимого твердого топлива. На сегодняшний день российскими учеными разработаны эффективные схемы, позволяющие существенно расширить направления использования торфяного топлива. Имеется многолетний производственный российский и зарубежный опыт генерации тепловой и электрической энергии из торфяного и техногенного сырья.
В последнее время технологии производства торфяного топлива и технологии окускования дисперсных материалов и рудной мелочи методом брикетирования получают все более широкое распространение в энергетике и металлургии. Широкая распространенность месторождений торфа и их территориальная близость к техногенным образованиям, уникальность и разнообразие природных свойств позволяют обеспечить регионы РФ дешевыми и эффективными видами местного топлива на основе торфа и углеродсодержащих отходов.
Из известных технологий брикетирования технология жесткой экструзии является в настоящее время наиболее перспективной. Создание новых технологических процессов производства экструзионных брикетов коренным образом изменит возможности переработки торфяного и техногенного сырья, позволит организовать, в объемах обоснованных местными ресурсами и потребностями, производство экструзионных брикетов для использования в

воду. Обмен ионов в торфе протекает в эквивалентных количествах и обратимо.
При введении катионов в торф или при вынесении торфа в раствор электролита поглощение катионов торфа будет тем сильнее, чем выше их валентность; при одинаковой валентности емкость обмена тем выше, чем больше их атомный вес, тем меньше потенциал ионизации; энергия гидратации и энергия активизации процесса самодиффузии молекул воды вблизи центра сорбции иона.
С увеличением степени разложения и содержания гуминовых веществ обменная способность торфа возрастает. Так, при увеличении количества ГВ в 2,5 раза его обменная емкость возрастает в 1,5 раза [42]. С ростом концентрации катионов в растворе, с увеличением pH и температуры их поглощение торфом увеличивается. Оценку ионообменных процессов позволяет выполнить теория Б.П. Никольского, описывающая ионообменные равновесия. Большой вклад в изучение ионообменных свойств торфа внесли П.И.Белькевич, Н.И.Гамаюнов, И.И.Лиштван, Л.Р.Чистова и др.
Анализ свойств торфяных систем и результатов их всесторонних исследований позволяет сформулировать некоторые особенности требований к торфяному сырыо при производстве экструзионных брикетов.
При производстве большинства видов торфяной продукции, выпускаемой в настоящее время промышленностью, требования к сырью сводятся к регламентации типа торфа, степени разложения и зольности. Данные требования сведены в соответствующие технические условия.
Пригодность торфа как сырья для производства экструзионных
брикетов следует определять с учетом общетехнических свойств (степени
разложения, зольности, ботанического состава), содержания отдельных
компонентов химического состава (битумов, редуцирующих веществ,
гуминовых кислот), химического состава золы (содержания окислов
кальция, железа, алюминия, серы), емкости поглощения,