Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование возможности сокращения выбросов углекислого газа при вельцевании окисленного цинксодержащего материала

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-2-65-74

Полный текст:

Аннотация

Приведены результаты модельных исследований возможности сокращения энергозатрат и выбросов углекислого газа при вельцевании окисленного цинксодержащего материала. При этом использовался специализированный программный продукт METSIM, широко известный в мировой практике моделирования металлургических процессов и производств, позволяющий анализировать влияние изменения технологических режимов на конечные результаты процесса. Модельные расчеты показали, что наибольшее снижение удельных расходов энергоносителей и выхода CO2 наблюдается при использовании подогретого до 200 °С воздушного дутья с увеличением его расхода от 1000 до 7000 н.м3/ч и сопутствующим снижением подсоса атмосферного воздуха. Расчетное сокращение удельных затрат углерода и выбросов CO2 составило 30,2—35,5 %, а общих удельных затрат энергоносителей — 28—32 %. При этом подогрев дутья до 200 °С в воздухоподогревателе котла-утилизатора не требует дополнительных энергозатрат, в отличие от варианта использования кислородного дутья с расходом электроэнергии на производство кислорода. Интенсификация процесса вельцевания с применением дополнительного кислородного дутья (или обогащения воздушного дутья кислородом) и подачей нагретого воздушного дутья с сопутствующим снижением подсосов атмосферного воздуха приводит не только к снижению удельного расхода углеродного энергоносителя, но и к повышению степени использования углерода. Максимальное расчетное повышение степени использования углерода составило 6,2 отн.% — от 60,3 % (на холодном воздушном дутье без использования кислорода) до 66,5 % (на нагретом до 200 °С воздушно-кислородном дутье (7000 н.м3/ч воздуха и 185 н.м3/ч кислорода) без подсосов атмосферного воздуха). Поддержание оптимального окислительно-восстановительного и теплового режимов процесса требует корректного регулирования тягодутьевого режима печи с учетом подсосов атмосферного воздуха в разгрузочной головке печи. Несогласованные изменения удельных расходов шихты, углерода, дутья и разрежения в пылевой камере ведут к сопутствующему снижению извлечения цинка в возгоны и увеличению его потерь с клинкером.

Об авторах

В. А. Шумский
Восточный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов (ВНИИЦветмет)
Казахстан

Кандидат технических наук, заместитель директора по научной работе ВНИИЦветмет.

070002, Усть-Каменогорск, ул. Промышленная, 1



Н. А. Куленова
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Кандидат технических наук, доцент, заведующий научно-производственным комплексом «Металлургия» ВКГТУ.

070010, Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



Ж. С. Оналбаева
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Доктор PhD, заведующий кафедрой «Инновационные технологии в горно-металлургической отрасли» ВКГТУ.

070010, Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



З. М. Ахметвалиева
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Доктор PhD, ВКГТУ.

070010, Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



С. В. Мамяченков
Уральский федеральный университет (УрФУ) имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Доктор технических наук, профессор кафедры металлургии тяжелых цветных металлов УрФУ.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 17, оф. С-108



Список литературы

1. Бекетов В.Е., Лобов А.А., Чамара О.А., Евтухова Г.П., Свирин А.В. Киотский протокол как первый шаг на пути решения проблемы глобального потепления климата. Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. 2008. No. 81. C. 111-120.

2. Юлкин М.А. Киотский протокол и возможности сокращения выбросов парниковых газов в металлургической отрасли России. Металлург. 2007. No. 4. С. 32-34.

3. Сорохтин О.Г. Парниковый эффект: Миф и реальность. Вест. РАЕН. 2001. Т.1. No. 1. С. 6-7.

4. Malti G. Reduction of greenhouse gas pollution in nonferrous metal industry: Indian perspective. In: Mater. Sci. Eng. Environmental and Waste Management. EWM-1998 (Eds. A. Bandpadhyay, N.G. Goswami, P. Ramachandra Rao). Jamshedpur: Director NML, 1998. Р. 79-86.

5. Kargulewicz I. Air emissions of selected substances from particular sectors including metallurgy in Poland. Mater. Sci. Eng. Archives of Foundry Engineering. 2017. Vol. 17. P. 83-86.

6. Sarker T., Corradetti R., Zahan M. Energy sources and carbon emissions in the iron and steel industry sector in South Asia. Mater. Sci. Eng. Int. J. Energy Economics and Policy. 2013. Vol. 3. No. 1. P. 30-42.

7. Сталинский Д.В., Литвиненко В.Г., Каневкой А.Л., Андреева Т.А. Особенности и прогнозирование эмиссии парниковых газов на металлургических предприятиях Украины. Металл и горнорудная пром-сть. 2010. No. 2. С. 239-243.

8. Yanjia W, Chandler W. The Chinese nonferrous metals industry - energy use and CO2 emissions. Mater. Sci. Eng. Energy Policy. 2010. Vol. 38. P. 6475-6484.

9. Zhili Du, Boqiang Lin. Analysis of carbon emissions reduction of China’s metallurgical industry. Mater. Sci. Eng. J. Cleaner Production. 2018. Vol. 176. P. 1177-1184.

10. Kundak M., Lazic L., Crnko J. CO2 Emissions in the steel industry. Mater. Sci. Eng. Metalurgy. 2009. No. 48 (3). P. 193-197.

11. Мантула В.Д., Спирина С.В., Каневский А.Л. Оценка выбросов парниковых газов предприятиями горно-металлургического комплекса Украины. Экология и пром-сть России. 2008. No. 3. С. 59-62.

12. Белоусов В.Н., Смородин С.Н., Лакомкин В.Ю. Энергосбережение и выбросы парниковых газов (СО2). СПб.: СПбГТУРП, 2014.

13. Демидик В.Н. Парниковый эффект и производство стали. Металл и литье Украины. 2011. No. 5 (216). С. 29-33.

14. Козлов П.А. Вельц-процесс. М.: ИД «Руда и металлы», 2002.

15. Абдеев М.А., Колесников А.В., Ушаков Н.Н. Вельцевание цинк-свинец содержащих материалов. М.: Металлургия, 1985.

16. Снурников А.Г. Комплексное использование сырья в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1998.

17. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1998.

18. Уткин Н.И. Цветная металлургия. М.: Металлургия, 1990.

19. Бездежский Г.Н., Чиркова В.С., Шестакова Л.А., Дат-ков С.П. Способ переработки цинксодержащих материалов вельцеванием: А.с. No. 990844 (СССР). 1983.

20. Огиенко А.С., Абдеев М.А. Способ вельцевания окисленных материалов, содержащих цинк и другие цветные металлы: А.с. No. 634624 (СССР). 1988.

21. Бездежский Г.Н., Ходов Н.В., Вдовиченко Н.С., Бабушкин В.Н., Туганов К.И., Качмазов К.Г, Борисенко В.Г., Перунков В.В. Способ вельцевания цинксодержащих материалов: А.с. No. 1249070 (СССР). 1986.

22. Козлов П.А., Паньшин А.М., Затонский А.В., Решетников Ю.В., Дегтярев А.М., Ивакин Д.А. Способ вельцевания цинковых кеков: Пат. 2496895 (РФ). 2013.

23. Hunt A.G., Grimsey E.J., Gray N.B. Simulation of the kalgoorlie nickel smelter flowsheet using METSIM. In: Proc. of the 5-th Extractive Metallurgy Conference. AusIMM. 1991. P. 251-255.

24. Walker M.J. KIVCET smelter on-stream at trail. Mining Journal. 1998. Vol. 178, No. 4. P. 256-263.

25. Kulenova N., Onalbaeva Zh., Akhmetvaliyeva Z., Shum-skij V. Modeling of the materials burning processes in the rotating tube furnaces. International Journal of Trend in Research and Development (IJTRD). ICAST. 2017. P. 97-99.

26. Герасимов С.Г., Каган Я.Н., Лебедев П.Д, Лукницкий В.В., Шейндлин А.Е. Теплотехнический справочник. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. Т. 1.


Для цитирования:


Шумский В.А., Куленова Н.А., Оналбаева Ж.С., Ахметвалиева З.М., Мамяченков С.В. Исследование возможности сокращения выбросов углекислого газа при вельцевании окисленного цинксодержащего материала. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2019;(2):65-74. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-2-65-74

For citation:


Shumskiy V.A., Kulenova N.A., Onalbayeva Z.S., Akhmetvaliyeva Z.M., Mamyachenkov S.V. Investigation of the possibility of carbon dioxide reduction by Waelz processing of oxidized zinc-containing material. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2019;(2):65-74. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-2-65-74

Просмотров: 77


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)