Dr.-Ing. W. Garber - Рекомендации по проектированию безопасных установок для сушки угля. Оборудование. Примеры. Анализ ошибок

К чести российских инженеров, можно сказать, что они ухитряются «выживать» в описанных условиях. Прежде всего это касается разумно построенной системе мокрой газоочистки за установками сушки угля. Эта система неэкономична и неэффективна, но она является безопасной.

В книге описана концепция перехода от опасной прерывной технологии сушки углей с высоким содержанием кислорода в газах к безопасной непрерывной технологии сушки с низким содержанием кислорода, при которой взрыв или возгорание угля невозможны. Дана также информация по современным средствам защиты оборудования от взрыва или возгорания.

Целью книги является описание пути к безопасной технологии сушки углей. По этой причине сознательно не приводятся расчетные методики процессов, формулы и т.п., которые часто затрудняют понимание сути вопроса эксплуатационным персоналом. Вместо формул дано большое количество графических материалов, которые упрощают понимание процессов и работы оборудования. Все графические материалы базируются на опыте реального проектирования и работе реально выпускаемого оборудования.

Изложенные в книге принципы построения безопасных технологий базируются на европейском нормативном материале. Объединяющими документами являются Директивы АТЕХ, которые создают техническую среду для реализации безопасных процессов и изготовления безопасного оборудования.

Директивы АТЕХ не приняты в России как действующие нормы. В этом нет ничего страшного. Директивы АТЕХ не противоречат российским нормам и могут использоваться как полезное дополнение. Дополнение, которым можно пользоваться добровольно, без принуждения. Директивы АТЕХ призывают к открытому творческому процессу в области обеспечения безопасности. По моему мнению, это одна из важнейших особенностей этих документов.

Процессы сушки угля можно сделать безопасными. Строительство цехов сушки угля и приобретение оборудования можно выполнить без лишних затрат. В книге даны рекомендации и примеры оптимальной компоновки цехов сушки на площадке обогатительной фабрики. Даны технологические схемы, примеры выбора и компоновки оборудования, выполнен анализ ошибок при проектировании.

Эффективное использование угля в энергетике, металлургии, химии невозможно без удаления из угля лишней влаги.

Надеюсь, что книга окажется полезной для молодых инженеров.

Рассмотрим вначале особенности процессов сушки, которые являются общими для горючих материалов, таких как уголь, и негорючих материалов, таких, например, как концентраты руд металлов, глины и т.п..

Рис 1. Изменение температуры и влажности материала при сушке: 1 – влажность, 2 – температура

На рис 1. показано изменение влажности (1) и температуры (2) тела при сушке. Чаще всего в начальный момент температура всех точек тела одинакова и равна начальной температуре материала θ 1. Если температура газовой фазы равна t г, то именно к этому значению стремится средняя температура высушиваемого материала θ.

На кривой кинетики сушки можно выделить три участка: период прогрева ( АВ ); период постоянной скорости сушки ( ВС ) – первый период; период падающей скорости ( СD ) – второй период.

В период прогрева подводимая к материалу тепловая энергия горячих газов расходуется на прогрев материала от начальной температуры θ 1до температуры мокрого термометра t ми на испарение части влаги. Период прогрева обычно незначителен по сравнению с другими периодами сушки. Скорость сушки обычно возрастает от нуля до некоторого значения N в первый период.

После периода прогрева наступает период постоянной температуры материала (ВС). При этом влажность материала интенсивно уменьшается по линейному закону. В этом периоде вся теплота, подводимая к телу, затрачивается на интенсивное поверхностное испарение влаги, и температура материала остается постоянной, практически равной температуре испарения жидкости со свободной поверхности ( t м).

В границах периода сушки ВС температура угля составляет 50—80° C. При времени сушки не более 0,5 часа (это максимальное время нахождения угля в сушильном барабане) такие температуры являются безопасными, не вызывают явлений саморазогрева в массе угля.