Теоретичне обґрунтування та розробка апаратів сухого вловлювання і поділу пилу на компоненти

Вперше аналітично отримано залежність кута повороту частинки пилу, яка знаходиться у в'язкій рідині, від її магнітних властивостей та параметрів поля. Що дає змогу розробляти прилади для вимірювання залишкової намагніченості частинок.

Аналітично отримано рівняння, для розрахунку магнітного поля плоских постійних магнітів обмежених розмірів, які дають змогу визначити для будь-якої точки поля напруженість і силу, що діє на пилову частинку, яка перебуває в цьому місці, що дозволяє оптимізувати як розміри магнітів, так і параметри магнітної системи (кількість полюсів, їхній крок і т.д.).

Створено теорію інерційно-магнітного пиловловлювання, яка дає змогу розробити циклонні апарати, обчислити їхні параметри, продуктивність і умови регенерації осаджувальних поверхонь.

На основі теорії імовірності та законів руху турбулентних потоків, отримано вирази розрахунку ступеня вловлювання пилу під час інерційного, дифузійного та електростатичного механізмів осадження на волоконну штору, що необхідно для розрахунку параметрів пилових камер.

Теоретично обґрунтовано, що швидкість осадження пилу в полі дзеркального заряду залежить від трибозаряду частинки. Тому для збільшення ступеня вловлювання пилу необхідно підбирати матеріали для футерування деяких конструкцій апаратів.

Теоретично й експериментально встановлено, що промисловий пил, у процесі його уловлювання, можна сепарувати за розміром, густиною, магнітними і електричними властивостями, причому без попереднього видалення дрібнодисперсної фракції (без дешламації), а розділені компоненти пилу легше утилізувати.

На підставі теоретичних й експериментальних досліджень розроблено апарати, застосування яких на промислових підприємствах дозволить знизити запиленість повітря до безпечного рівня і знизити витрати на пиловловлення за рахунок утилізації вловленого і розділеного за фізичними властивостями пилу:

розроблено пристрій для класифікації сипучих матеріалів за крупністю (патент України № 28627 А), що дозволяє одержати вузькі класи крупності частинок, необхідні для проведення дисперсного аналізу та експериментального дослідження пофракційної ефективності пиловловлення будь-якого апарата, і може бути використано для приведення здрібненого абразивного матеріалу до норм ДСТ;

розроблено циклонні апарати (патенти України № 28626А та № 47025А, а також а.с. СРСР № 1130404 та патент України № 48631А). Всередині перших двох апаратів створено вертикальні кільцеві канали для безупинного витягу з потоку ,що очищається, частинок, які досягли осаджувальних поверхонь, що збільшує ступінь уловлювання дрібних частинок на 60 %. У робочій зоні других двох апаратів створено рухливе високоградієнтне поле, що дозволяє уловлювати магнітний пил з ефективністю до 95 %, причому, з одночасним поділом його на магнітний з вмістом заліза до 65 % і немагнітний з вмістом заліза до 12 %, при вихідному вмісті загального заліза до 33 %;

пилоосаджувальна камера з волоконними шторами (патент України № 16983 А), у якій інтенсивна коагуляція частинок пилу на поверхні волокна, за рахунок інерційного, дифузійного й електростатичного механізмів осадження, забезпечує високий ступінь уловлювання пилу (до 99,5 %) при швидкості фільтрації 0,35 м/с;

інерційний електростатичний пиловловлювач для очищення великих об'ємів повітря (а.с. СРСР №1562026), у якому інерційні сили забезпечують торкання частинок заряджаючих поверхонь; а взаємодія заряджених частинок з індукованими ними зарядами на осаджувальних поверхнях прискорює їхнє уловлювання;

пристрій для електричної сепарації пилоподібних матеріалів (а.с. СРСР № 14525995), який дозволяє розділити пилогазовий потік на два, що відрізняються електропровідністю пилових частинок, причому, продукти сепарації можуть містити заліза до 60 %, а другий - до 14 %, при вмісті його до 33 %;

електрофільтр (а.с. СРСР № 4995958), у якому магнітне поле утримує на осаджуючому електроді навіть низкоомні, сильномагнітні частинки і забезпечує його безупинну регенерацію, що збільшує ефективність уловлювання, усуває причини утворення вторинної корони і не допускає руйнування апарата;

аспіраційна установка (патент РФ № 4995958), що складається з розроблених раніше апаратів, дозволяє очистити графітовий пил від залізовмісних домішок до встановлених ДСТ рівнів.

Рекомендації по використанню отриманих результатів.

Рівняння дифузійного осадження пилових частинок з турбулентного потоку рекомендується використовувати при математичному моделюванні забруднення приземного шару атмосфери пиловими викидами організованих джерел.

Спосіб визначення залишкових магнітних властивостей окремих частинок може бути використаним при розв'язуванні задач уловлювання, сепарації і коагуляції пилових частинок.

Теоретичні основи магнітного вловлювання та сепарації пилу дозволяють розрахувати параметри відкритих і замкнених магнітних систем різних апаратів, у яких застосовуються постійні магніти.

Усі розроблені апарати розраховані на будь-який пил. Пиловловлювачі, у робочій зоні яких є присутнім магнітне поле, більш ефективно вловлюють і сепарують пил виробництв, що переробляють магнітні руди, або в інших галузях народного господарства, де з пилоподібного матеріалу необхідно видалити феромагнітні включення.

Основні публікації

1. Янов А.П., Жовтуха Г.А., Мулявко В.И. и Колесник А.П. Контактная коагуляция ферромагнитной пыли в магнитном поле // Снижение уровня вредных факторов на горнорудных предприятиях.- М.: Недра, 1985 г. С. 37-42.

2. Бызов В.Ф., Губин Г.В., Задорожний А.М., Харламов В.С. и Мулявко В.И.

3. Подземный комплекс по добыче и обогащению магнетитовых кварцитов // Разработка рудных месторождений № 55.- Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1994. - С. 122-128.

4. Вилкул Ю.Г., Мулявко В.И., Кириченко А.М., Панова С.Н. Вертикальная пылеосадительная камера с волоконными шторами // Разработка рудных месторождений № 58. - Кривой Рог: Изд-во КТУ -1996. - С. 97-103.

5. Вилкул С.Г., Панова С.Н., Мулявко В.И. и Кириченко А.М. Влияние трибозарядного процесса на эффективность работы пылеосадительной камеры с волоконными шторами // Разработка рудных месторождений № 58,-Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1996. -С. 103-106.

6. Вилкул Ю.Г., Панова С.Н., Мулявко В.И. и Кириченко А.М. Пылеулавливание в камере с волоконными шторами // Разработка рудных месторождений № 60.-Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1997. - С. 116-121.

7. Мулявко В.И. Интенсификация процесса пылеулавливания электрофильтром // Ведомости Академии горных наук Украины № 2. -Кривой Рог: Изд-во "Минерал" - 1997. - С. 75-76.

8. Мулявко В.И. Способ определения дисперсного состава и магнитных свойств пылей // Ведомости Академии горных наук Украины № 2, - Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1997. - С. 78-79.

9. Мулявко В.И. Коронный анемометр для измерения скорости воздушного потока и его турбулентных пульсаций // Разработка рудных месторождений № 61.- Кривой Рог: Изд-во "Минерал".-I997. С. 126-130.

10. Вилкул Ю.Г., Бережной В.И., Кириченко А.М., Мулявко В.И, и Панова С.Н. Экспериментальные исследования эффективности работы вертикальной пылеосадительной камеры с волоконными шторами // Разработка рудных месторождений № 61. - Кривой Рог: Изд-во КТУ -1997. - С. 130-135.

11. Мулявко В.И. Устройство для сухой классификации порошков (сыпучих материалов) по размерам, форме и плотности // Научно - инженерные проблемы горнометаллургического комплекса № 3. - Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1997. - С. 5-6.

12. Мулявко В.И. Будущее циклонного аппарата // Ведомости Академии горных наук Украины № 3.- Кривой Рог: изд-во “Минерал”. - 1997.

13. Кириченко А.М., Мулявко В.И., Панова С.Н. и Думанская Л.П. Исследование магнитных свойств пыли // Сб. “Металлургическая и горнорудная промышленность”: Изд-во института геотехнической механики АН Украины. -1998 г. г. Днепропетровск.

14. Кириченко А.М., Мулявко В.И., Панова С.Н. и Сорокопуд А.В. Способ расчета приземной концентрации пыли для точечного источника // Разработка рудных месторождений № 65.- Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1998. - С. 116-120.

15. Кириченко А.М., Мулявко В.И., Панова С.Н. и Сорокопуд А.В. Инерционное осаждение аэрозоля на волоконную штору // Разработка рудных месторождений № 65.- Кривой Рог: Изд-во КТУ - 1998. - С. 120-123.

16. Кириченко А.М., Мулявко В.И., Панова С.Н. и Сорокопуд А.В. Инерционное осаждение аэрозоля из потенциального потока на бесконечно длинный круглый цилиндр // Разработка рудных месторождений № 65.- Кривой Рог: Изд-во КТУ- 1998. - С. 123-127.

17. Мулявко В.І., Кириченко А.М., Панова С.М. та Думанська Л.П. Спрощений розрахунок дифузійного осадження аерозолю у ламінарному потоці // Збірник наукових праць "Охорона праці та навколишнього середовища на підприємствах гірничо-металургійного комплексу. Вип. № 1 -1999 р. м. Кривий Ріг НД ІБП.- С. 97-102.

18. Кириченко А.М., Мулявко В.И. и Панова С.Н. Экспериментально-теоретические исследования усовершенствованного циклона // Разработка рудных месторождений № 76.- Кривой Рог: Изд-во КТУ - 2001. - С. 110-114.

19. Кириченко А.М., Мулявко В.И. и Панова С.Н. Лабораторные исследования усовершенствованного циклона // Разработка рудных месторождений, № 77.- Кривой Рог: Изд-во КТУ- 2002. - С. 146-150.

20. Мулявко В.И., Жуков С.А. и Гирин В.С. Устройство для сухой классификации сыпучих материалов по размерам, форме и плотности // Обогащение полезных ископаемых № 14(55). - Днепропетровск: Изд-во НГА Украины.-2002.-С. 19-22.

21. Жуков С.О., Кириченко А.М., Мулявко В.І. та Панова С.М. Перспективний напрямок захисту атмосфери від викидів пилу при переробці гранітів Полісся // Вісник ЖІТІ. - 2002. - №3(22)/ Технічні науки. - С. 158 - 163.

22. Мулявко В.И., Панова С.Н., Кириченко А.М. Физические процессы пылеосаждения в вертикальной камере с волоконными коагуляторами // Горный журнал - Москва №8, 2002. С.50-56.

23. Мулявко В.И. Осаждение пылевых частиц в камере с волоконными шторами под действием электрических сил // Разработка рудным месторождений №78. - Кривой Рог: Изд-во КТУ-2002.-С. 159-163.

24. Мулявко В.И., Кириченко А.М., Думанская Л.П. Пневмоэлектрический сепаратор для сухого разделения тонко измельченных материалов // Разработка рудных месторождений № 79. - Кривой Рог: Изд-во КТУ - 2002. - С. 115-119.

25. Мулявко В.И. Расчет магнитного поля постоянного магнита // Разработка рудных месторождений № 83.- Кривой Рог: Изд-во КТУ - 2003. - С. 179-183.

26. А.с. № 1452595 СССР. Устройство для сепарации измельченных слабомагнитных руд / В.Ф. Бызов, Г.А. Жовтуха, В.И. Мулявко, Л.П. Думанская. Опубл. бюл. № 3. 1989 г.

27. А.с. № 1562026 СССР. Инерционный электростатический пылеуловитель / А.М. Кириченко, Г.А. Жовтуха, В.И. Мулявко, И.И. Опубл. бюл. № 17. 1990 г.

28. А.с. № 4782939 СССР. Способ определения магнитных моментов ферромагнитных частиц / Жовтуха Г.А., Мулявко В.И., Харламов В.С. Опубл. бюл. № 8. 16.01.90 г.

29. А.с. № 1835305 СССР. Электрофильтр / Мулявко В.И., Бызов В.Ф., Харламов В.С., Кириченко А.М., Чикмарев В.И. и др. Опубл. бюл. № 56. 30.10.91.

30. Патент РФ № 1701375. Измельчительно-сепарационная установка / Бызов В.Ф., Губин Г.В., Харламов В.С., Жовтуха Г.А., Мулявко В.И. и др. Опубл. бюл. № 48. 30.12.91.

31. Патент Украины № 16983 А. Пылеуловитель / Кириченко А.М., Багрий И.С. Мулявко В.И., Бережной В.И., Панова С.Н., Мулявко С.В., Мойса Г.П., Михетко Ю.Б. - Опубл. Бюл. № 4. 29.08. 1997. С. 2.

32. Патент Украины № 22082 А. Способ проветривания тупиковой выработки / Гурин А.А., Кириченко А.М., Мулявко В.И., Чепак В.Г., Чернявский Ю.Я., Ошмянский И.Б., Панова С.Н. и Бережной В.И. Опубл. бюл. № 2. 30.04.98.

33. Деклараційний патент України № 28627 А. Пристрій для класифікації сипучіх матеріалів / Бизов В.Ф., Губін Г.В., Мулявко В.І., Вітовтов Ю.О., Мулявко С.В. та Жуков С.О. Опубл. бюл. № 8. 29.12.1999 г.

34. Деклараційний патент України № 28626 А. Газоочисник типу циклон / Бизов ВФ., Гурін А.О., Вілкул Ю.Г., Мулявко В.1., Кириченко А.М. та Мулявко С.В. Опубл. бюл. № 8. 29.12.1999.

35. Деклараційний патент України № 16963 А. Вертикальна пилоосаджувальна камера / Кириченко А.М., Мулявко В.І. та др. Опубл. № 7 1999.

36. Деклараційний патент Украіни № 47025 А. Газоочисник типу циклон / Вілкул Ю.Г., Мулявко В.І., Кириченко А.М., Собко О.П., Панова С.М. - Опубл. Бюл. № 6. 17.06.2002.

37. Деклараційний патент України № 48631 А. Відцентровий магнітний сепаратор /Бизов В.Ф., Мулявко В.І., Кириченко А.М., Думанська Л.П. - Опубл. Бюл. № 8. 15.08.2002.

38. Жовтуха Г.А., Мулявко В.И. и Несмашный Е.А. Расчет эффективности инерционно-магнитного пылеулавливания / Труды Всесоюзной научно-технической конф. "Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия". Севастополь, 1990 г.

39. Мулявко В.И., Кириченко А.М. и Панова С.Н. Инерционный электростатический пылеуловитель. // Труды Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия". Севастополь, 1990 г.

40. Немченко А.А., Мулявко В.И., Кириченко А.М., Бережной В.И., Панова С.Н. Применение волоконных фильтров для очистки аспирационного воздуха // Труды межреспубликанской научно-технической конф. "Пути решения эколого-технических задач на горных предприятиях". Ташкент, 1991 г.

41. Мулявко В.И., Кириченко А.М., Панова С.Н. и Собко А.П. Утилизация графитсодержащих пылей металлургического производства // Сборник научных статей 10 Юбилейной международной научно-технической конференции (10-14 июня 2002 г., г. Щелкино, АР Крым) “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” УкрГНТЦ “Энергосталь”. - Харьков: Фирма “Курсор”,2002. - 570 с.

42. Вилкул Ю.Г., Мулявко В.И., Кириченко А.М. и Панова С.Н. Инерционный электростатический пылеуловитель // Сборник научных статей 11 международной научно-технической конференции (9-13 июня 2003 г., г. Щелкино, АР Крым) “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” УкрГНТЦ “Энергосталь”.- Харьков: Фирма “Курсор”, 2003. - 379 с.

Размещено на Allbest.ru