Badania sprawności separacji dolnych cyklonów wymiennika w układzie wypalania klinkieru portlandzkiego

• Autorzy: Głodek-Bucyk E. , Kalinowski W. , Wasilewski M.

Warianty tytułu

EN

Study of the separation efficiency of the preheater lower cyclones in the Portland clinker burning system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modelowych przepływu mieszaniny pyłowo-gazowej w dolnym cyklonie wymiennika ciepła pieca do wypalania klinkieru portlandzkiego. Badania zostały przeprowadzone z zastosowaniem modelowania CFD (Computational Fluid Dynamice). Przedmiotem badań była ocena wpływu zmiany kształtu zadaszenia cyklonu (dwa warianty rozwiązań) oraz głębokości zanurzenia rury nurnikowej na sprawność odpylania. Zmiana kształtu zadaszenia cyklonu ma minimalny wpływ na sprawność całkowitą odpylania. Wprowadzenie rury nurnikowej istotnie poprawia skuteczność odpylania cyklonu – dla modelu 1 o ok. 9% (z 59,8 na 65,3%), natomiast dla modelu 2 o 13% (z 58,1 na 65,8%).

EN

The paper presents the study of a gas-dust mixture flow in the lower cyclone of suspension preheater kilns. The research carried out with the use of CFD-Computational Fluid Dynamics modeling. The subject of the research was to assess the impact of cyclone roofing changes and the vortex finder length on the dust removal efficiency. The cyclone roof shape (without a vortex finder) has a minimal effect on the overall dust extraction efficiency. The application of the vortex finder significantly improves cyclone removal efficiency – for model 1 by about 9% (from 59.8% to 65.3%) and for model 2 by 13% (from 58.1% to 65.8).

Słowa kluczowe

PL

wypał klinkieru; wymiennik cyklonowy ciepła; efektywność odpylania; CFD; numeryczna mechanika płynów

EN

clinker burning; cyclone heat exchanger; dedusting efficiency; CFD; computational fluid dynamics

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 11, nr 32
• Strony: 21--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Głodek-Bucyk E.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

autor

Kalinowski W.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

autor

Wasilewski M.

• Politechnika Opolska, Wydział Inżynierii Produkcji i Logistyki

Bibliografia

• [1] Duda H., Cement Data Book. International Process Engineering in the Cement Industry, Bauverlag GmbH Wiesbaden, Berlin-London 1976.
• [2] Wasilewski M., Głodek-Bucyk E., Kalinowski W., Weryfikacja modeli numerycznych CFD na przykładzie odpylaczy cyklonowych stosowanych w cyklonowym wymienniku ciepła, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2017, nr 29, s. 76-89.
• [3] Duda J., Wasilewski M., Wpływ modernizacji cyklonowych wymienników ciepła na energochłonność procesu wypalania klinkieru, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2012, nr 11, s. 20-29.
• [4] Zasady eksploatacji pieców obrotowych w procesie wypalania klinkieru cementowego, red. E. Nowa k, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 1998, nr 22.
• [5] Alsop P.A., Cement plant Operations Handbook for Dry-Process Plants, 6.ed., Tradeship Publication Ltd 2014.
• [6] Warych J., Aparatura chemiczna i procesowa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998.
• [7] Kępa A., Poprawa sprawności separatora cyklonowego poprzez dodatkowe podsysanie gazu, „Modelowanie Inżynierskie” 2015, nr 55, http://www.kms.polsl.pl/mi/pelne_24/09_24_55.pdf (20.06.2017).
• [8] Parihar A.K.S., Joshi Ch., Sridhar G., The performance of cyclones in producer gas cleaning: experimental and modeling studies, „Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part A: Journal of Power and Energy” 2012, s. 1–18.
• [9] Qian F., Huang Z., Chen G., Zhang M., Numerical study of the separation characteristics in a cyclone of different inlet particle concentrations, „Computers and Chemical Engineering” 2007, Vol. 31, No. 9, s. 1111-1122.
• [10] Gawlik J., Hübner K., Kępiński A., Schmidt J., Badanie procesów degradacji eksploatowanych odlewów do rur nurnikowych cyklonowych wymienników ciepła IV stopnia, http://www.ptzp.org.pl/files/konferencje/kzz/artyk_pdf_2015/T1/t1_0667.pdf (20.06.2017).
• [11] Kalinowski W., Janecka L., Zakłócenia procesu wypalania klinkieru przy zwiększonym udziale paliw alternatywnych, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2013, nr 15, s. 30-44.
• [12] Kabsch P., Odpylanie i odpylacze, WNT, Warszawa 1992.
• [13] Mariani F., Risi F., Poggiani C., Numerical study of the separation efficiency and heat exchange performance in a complex gas-solid separator, „International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements” 2016, Vol. 4, No. 2, s. 142-152.
• [14] Kashani E., Mohebbi A., Heidari M.G., CFD simulation of the preheater cyclone of a cement plant and the optimization of its performance using a combination of the design of experiment and multi-gene genetic programming, „Powder Technology” 2018, Vol. 327, s. 430-441.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).