ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ «СУХОЙ» ГАЗООЧИСТНОЙ УСТАНОВКИ

В АО «СибВАМИ» разработана газоочистная установка сухого типа (СГОУ), в основе технической концепции которой заложена модульная конструкция газоочистной установки. Входящие в ее состав реактор-адсорбер и рукавный фильтр обеспечивают высокий уровень очистки отходящих газов электролизного производства и возвращают соединения фтора, адсорбированные из этих отходящих газов, в технологический процесс электролитического получения алюминия. Вентилятор обеспечивает движение газов по всем участкам газового тракта СГОУ. Минимизация сопротивления на этих участках позволяет обеспечить перепад давления, достаточный для эффективного процесса фильтрации на рукавах фильтра. Весьма важным является выбор конструкции газоходов «грязного» газа с минимальным сопротивлением. ЦЕЛЬ работы - оптимизировать конструкцию газоходов газоочистных установок сухого типа при помощи моделирования методом конечных элементов. МЕТОДЫ. При проектировании СГОУ конструкции АО «СибВАМИ» применялись различные расчетные методы. В качестве основного использовалось моделирование газодинамических процессов методом конечных элементов. В частности, моделирование газоходов грязного газа осуществлялось в программе ANSYS CFX. РЕЗУЛЬТАТЫ. Моделирование газоходов для отвода отходящих газов от выходов из-под корпусов электролиза (газоходы «грязного» газа) до установки газоочистки выполнялось для двух возможных схем газоходов, для которых были рассчитаны потери напора. ВЫВОДЫ. При проектировании СГОУ были приняты оптимальные конструктивные решения. В результате моделирования определена предпочтительная конструкция газоходов «грязного» газа, позволяющая минимизировать потерю напора.

газоочистная установка сухого типа, отходящие газы алюминиевого производства, моделирование газовых потоков, газоходы

1. Григорьев В.Г., Тепикин С.В., Пьянкин А.П., Высотский Д.В., Ермаков А.В., Жердев А.С., Казанцев М.Е., Павлов С.Ю. Техническое перевооружение установки «сухой» газоочистки для электролизеров с обожженными анодами ОАО «РУСАЛ Новокузнецк» // Цветные металлы и минералы - 2015: сб. докл. VII Междунар. конгресса (Красноярск, 14-17 сентября 2015 г.). Красноярск, 2015. С. 415-416.

2. Григорьев В.Г., Тепикин С.В., Кузаков А.А., Высотский Д.В., Шемет А.Д., Богданов Ю.В. Газоочистная установка ОК «РУСАЛ». Технологические и компоновочные решения // Цветные металлы и минералы - 2016: сб. тезисов докл. VIII Междунар. конгресса (Красноярск, 13-16 сентября, 2016 г.). Красноярск: Научно-инновационный центр, 2017. С. 84-85.

3. Григорьев В.Г., Тепикин С.В., Кузаков А.А., Пьянкин А.П., Высотский Д.В., Книжник А.В. Реактор и рукавный фильтр сухой газоочистной установки ОК «РУСАЛ» // Цветные металлы и минералы - 2016: сб. тезисов докл. VIII Междунар. конгресса (Красноярск, 13-16 сентября 2016 г.). Красноярск: Научно-инновационный центр, 2017. С. 96-97.

4. Nielsen N.F., Skriver K.G., Castaсo L.J. Fabric Filter Optimization using Computational Fluid Dynamics // The International Conference on Electrostatic Precipitation ICESP XII. Australia, Australian Capital Territory, Canberra, 2011. Р. 239-243.

5. Дюпон Э., Клут П., Энгель Э. Опыт в проектировании, эксплуатации и развитии газоочистительного центра (ГОЦ) // Цветные металлы - 2012: сб. науч. ст. Красноярск: Версо, 2012. С. 402-407.

6. Klut P., Turco T., Ewalts W., Dupon E. Compact GTC Design: Reducing Footprint and Overall Steel Weight // Light Metals. 2016. Р. 453-456. https://doi.org/0.1002/9781119274780.ch74

7. Andersen B.O., Nielsen N.F., Walther J.H. Numerical and experimental study of pulse-jet cleaning in fabric filters // Powder Technology. 2016. Vol. 291. P. 284-298. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.12.028

8. Rui Zhou, Henggen Shen, Meili Zhao. Simulation Studies on Protector of Pulse-jet Cleaning Filter Bag // Energy Procedia. 2012. Vol. 16. P. 426-431. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.01.069

9. Litchwark J.O., Winchester J., Nijdam J.J. Effects of Humidity and Temperature on the Performance of Milk Powder Baghouses // Journal of Medical and Bioengineering. 2015. Vol. 2. No. 3. Р. 157-162. https://doi.org/10.12720/jomb.2.3.157-162

10. Litchwark J.O. Baghouse design for milk powder collection. PhD Thesis. University of Canterbury, Christchurch, New Zealand, 2014.

11. Богданов Ю.В., Григорьев В.Г., Книжник А.В., Кондратьев В.В., Чалых В.И. Моделирование энергетических и магнитогидродинамических характеристик электролизера с обожженными анодами на силу тока 300 кА при ее повышении до 330 кА // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 42-46.

12. Книжник А.В., Богданов Ю.В., Зельберг Б.И. К вопросу о построении численной модели температурного поля алюминиевого электролизера // Алюминий Сибири - 2007: сб. докл. XIII Междунар. конф. (Красноярск, 11-13 сентября 2007 г.). Красноярск: Версо, 2007. С. 72-74.

13. Knizhnik A.V., Kuzakov A.A., Zelberg B.I., Veselkov V.V. Application of mathematical methods to optimize aluminium production in pre-baked anode cells // Light Metals. 2008. Р. 437-442.

14. Кузьмин П.Б., Кузьмина М.Ю. О производстве чушек первичных силуминов, модифицированных стронцием // Литейное производство. 2014. № 8. С. 2-5.

15. Пьявкина А.А., Кузьмина М.Ю. Возможность модифицирования силуминов стронцием // Перспективы развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов: материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием (Иркутск, 24-25 апреля 2014 г.). Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. С. 21-22.

16. Ёлкин К.С., Карлина А.И., Иванчик Н.Н., Шахрай С.Г. Электрическая очистка газов производства кремния // Транспортная инфраструктура Сибирского региона: материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. (Иркутск, 30 сентября - 03 октября 2015 г.); в 2 т. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2015. Т. 1. С. 226-232.

17. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Карлина А.И., Коргапольцев С.К. Автоматизированная система управления параметрами систем газоочистки технологических процессов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 2 (54). С. 90-94.