Трехфазный универсальный электромагнитный технологический реактор для переработки минеральных веществ

  • В. Г. Лукьященко ТОО «Плазматехника R&D», Институт проблем горения
  • В. Е. Мессерле ТОО «Плазматехника R&D», Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
  • А. Б. Устименко ТОО «Плазматехника R&D», Институт проблем горения
  • С. Х. Акназаров Институт проблем горения
  • К. А. Умбеткалиев ТОО «Плазматехника R&D», Институт проблем горения
Ключевые слова: базальт, монохроматный шлам, каменный уголь, электромагнитный реактор, плавление, удельные энергозатраты

Аннотация

В статье показаны преимущества применения электромагнитного технологического реактора для плавления минерального вещества. Выполнены термодинамические расчеты процесса нагрева и плавления минеральных
веществ в широком диапазоне температур (300-2000 К). Для переработки в электромагнитном реакторе использовалась базальтовая порода Актюбинского месторождения с целью получения минерального волокна из расплава (теплоизоляционного материала), отходы хромового производства - монохроматный шлам с целью перевода токсичного шестивалентного хрома в трехвалентный и пыль после газоочистки на хромовом производстве с
целью восстановления оксидов хрома углеродом, содержащимся в Шубаркольском каменном угле. Расчеты показали, что, в исследованном диапазоне температур токсичный шестивалентный хром полностью переходит в безопасное соединение трехвалентного хрома с концентрацией около 6 масс.%. Газовая фаза также не содержит вредных компонентов и представлена в основном водяным паром, углекислым газом, азотом и водородом. Удельные
энергозатраты на процесс нагрева и плавления изменяются от 0,6 до 0,9 кВт ч/кг для различных технологических смесей. Эксперименты показали, чтосредние удельные энергозатраты на получение расплава исследованных минеральных веществ в ЭМР составляют 1 кВт ч/кг. Полученные результаты термодинамических расчетов и экспериментов подтверждают возможность использования программы TERRA для расчета процесса нагрева и плавления минеральных веществ в ЭМР и определения исходных данных для его проектирования. Проведенные исследования показали высокую эффективность плавления минеральных веществ в ЭМР.

Литература

[1]. Олейников Д.В., Чекмарева О.В. Характеристика предприятия, как источника загрязнения окружающей среды (на примере производства хромовых соединений) – https://conference.osu.ru/assets/files/
conf_reports/conf11/143.doc
[2]. S.E. Ladue. Progress Report on electric melting // The glass industry. June. –1979. –P.12-16.
[3]. Лукьященко В.Г., Мессерле В.Е., Акназаров С.Х., Умбеткалиев К.А., Устименко А.Б., Шевченко В.Н., Сейсенова А.Б. Трехфазный универсальный электромагнитный технологический реактор (ЭМР) для переработки минеральных веществ // Сборник материалов VII Международного Симпозиума «Горение и плазмохимия». (ISBN 978-601-04-0134-1) – Алматы: Казак университетi, 2013. - C.174-180.
[4]. Лукьященко В.Г., Мессерле В.Е., Устименко А.Б., Акназаров С.Х., Мансуров З.А., Умбеткалиев К.А., Сейсенова А.Б. Термодинамические расчеты переработки минерального сырья при его электроплавке в трехфазном электромагнитном реакторе (ЭМР) // Сборник материалов VII Международного Симпозиума «Горение и плазмохимия». (ISBN 978-601-04-0134-1) – Алматы: Казак университетi, 2013. – C. 216-221.
[5]. M. Gorokhovski, E.I. Karpenko, F.C. Lockwood, V.E. Messerle, B.G. Trusov and A.B. Ustimenko. Plasma Technologies for Solid Fuels: Experiment and Theory. //Journal of the Energy Institute. 2005. V. 78. N 4. P. 157-171.
Опубликован
2019-01-08
Раздел
Статьи