ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СЫРЬЯ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В статье исследуются термические процессы обжига и спекания дисперсного материала в плотном слое. Рассматривается актуальная научно-практическая задача оптимизации этих термически-активируемых процессов на обжиговых машинах конвейерного типа. Изучается проблема программируемого нагрева плотного слоя, учитывающая технические ограничения обжиговой машины и технологические особенности процессов обжига. Ставится задача оптимального управления процессами обжига, которая решается сведением к многокритериальной оптимизации, при которой управляющими параметрами будут температура теплоносителя на входе в плотный слой и скорость его прососа; целевыми критериями управления – минимум степени реагирования и спекание материала; с ограничениями на скорость нагрева, градиент температуры и другие, учитывающие технические особенности агрегата. Найден режим, который формирует затухающую из-за теплопоглощения на эндотермические физико-химические превращения тепловую волну, которая движется вглубь слоя, интенсифицируя процессы декарбонизации и спекания, и обеспечивает энергосбережение. На основе полученных результатов предлагается режим работы обжиговой машины конвейерного типа, обеспечивающий ресурсо- и энергосбережение в технологии термической подготовки дисперсного сырья.

1. Бобков В.И. Исследование технологических и тепло-массообменных процессов в плотном слое дисперсного материала // Тепловые процессы в технике. 2014. № 3. С. 139–144.

2. Bobkov V.I., Borisov V.V., Dli M.I., Meshalkin V.P. Multicriterial Optimization of the Energy Efficiency of the Thermal Preparation of Raw Materials // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2015. Vol. 49, № 6. P. 842–846.

3. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Советское радио, 1975.

4. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: МИР, 1975.

5. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1986.

6. Бобков В.И. Интенсификация процесса слоевой сушки дисперсного материала // Тепловые процессы в технике. 2014. № 9. С. 425–430.

7. Бобков В.И., Борисов В.В., Дли М.И., Мешалкин В.П. Моделирование процессов обжига фосфоритовых окатышей в плотном слое // Теоретические основы химической технологии. 2015. Т.49, № 2. С. 182–188.

8. Панченко С.В., Бобков В.И. Моделирование процессов упрочнения фосфоритовых окатышей при обжиге // Теоретические основы химической технологии. 2002. Т. 36, № 2. С. 206.

9. Panchenko S.V. Automated analysis of the energy-saving potential in a thermal engineering system for phosphorus production // Theor. Found. Chem. Eng. 2004. Vol. 38, № 5. P.538.

10. Panchenko S.V., Shirokikh T.V. Thermophysical processes in burden zone of submerged arc furnaces // Theor. Found. Chem. Eng. 2014. Vol.48. № 1. P. 77.

11. Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Кудинов Д.З., Шаврин С.В. Структура и разрушение окатышей при восстановлении. М.: Наука, 1983.

12. Бобков В.И. Ресурсосбережение в электротермии при подготовке сырья на обжиговых машинах конвейерного типа // Электрометаллургия. 2015. № 7. С. 26–34.