Բազալտային մանրաթելերի անընդհատ պատրաստման երկու հիմնական տեխնոլոգիաներ

1. Կրակի մեթոդ

Կրակի մեթոդը ներառում է արտադրական գործընթաց, որի դեպքում ջերմությունը անմիջապես մատակարարվում է մակերեսին։ Բազալտ հալվել հրակայուն աղյուսից պատրաստված բազալտե վառարանում: Այս ջերմությունը սովորաբար առաջանում է վառարանի վերևից բոցերից (օրինակ՝ բնական գազ-թթվածին կամ տաք օդի այրում, կամ պլազմային բոցեր): Այս հիմնական տաքացման մեթոդը կարող է լրացվել ներքևի էլեկտրոդի տաքացմամբ: Ամբողջ գործընթացը ներառում է հալեցում, պարզեցում և ձևավորում:

Փոքր, ինքնուրույն կրակային վառարանները, որոնք ներկայումս լայնորեն տարածված են արդյունաբերության մեջ, օգտագործում են միայն վերին բնական գազի այրման ջեռուցում և չունեն օժանդակ ստորին էլեկտրոդներ: Այնուամենայնիվ, իրենց բարձր էներգիայի սպառման, բարձր արտադրական ծախսերի և ցածր արտադրանքի ծախսարդյունավետության պատճառով, այս տեխնոլոգիան օգտագործող ընկերությունների մեծ մասը լուրջ կորուստներ է կրում և սնանկացման եզրին է:

Կրակի մեթոդի զարգացման ուղղությունն է բոցով տաքացվող բաքային վառարան, որն օգտագործում է «գազ-էլեկտրական համադրություն» մոտեցում՝ վերին բնական գազ-թթվածին այրմամբ և օժանդակ ստորին էլեկտրոդի տաքացմամբ: Այս «գազ-էլեկտրական համադրություն» մեթոդը արտադրության համար բացարձակապես հիմնական տեխնոլոգիան է: Ապակե մանրաթելներ, և այս ապակե մանրաթելային վառարանները գործում են շատ հասուն և հաջողությամբ, հատկապես միավորային վառարանները, որոնք գրեթե դարձել են ապակե մանրաթելային բաքային վառարանների ձգման վառարանների նախագծման ստանդարտը: Ջանքեր են գործադրվել այս տեխնոլոգիան բազալտե մանրաթելերի անընդհատ արտադրությանը փոխանցելու համար, բայց սահմանափակ փորձարկումներին չնայած, դեռևս հաջողության չեն հասել: Վերջին երկու տարիների ընթացքում որոշները այլ մոտեցում են ցուցաբերել՝ մաքուր բնական հրաբխային ապարների հումքից անցնելով բանաձևավորված հումքի (այսինքն՝ ոչ հրաբխային ապարների մեծ մասը ներառելով): Սա հանգեցրել է տարեկան 10,000 տոննա և տարեկան 3,500 տոննա բոցով տաքացվող բաքային վառարանների արտադրական գծերի հաջող շահագործման և շահագործման:

2. Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման մեթոդ

Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման մեթոդը ներառում է արտադրական գործընթաց, որի ընթացքում էլեկտրական էներգիան անմիջապես մատակարարվում է բարձր ջերմաստիճանի բազալտե հալվածքի մեջ՝ հրակայուն աղյուսե կառուցվածքով բազալտե վառարանում: Սա իրականացվում է էլեկտրոդների (օրինակ՝ գրաֆիտ, մոլիբդեն, անագի երկօքսիդ և այլն) կամ (և) այլ ֆիզիկական մեթոդների (օրինակ՝ պլազմային մեթոդներ) միջոցով: Այս տեխնոլոգիան ներառում է հալեցումը, մաքրումը և ձևավորումը:

Չինաստանի անընդհատ բազալտե մանրաթելերի էլեկտրական հալեցման մեթոդը սկսվել է 2002 թվականին ազգային 863 ծրագրով, որն ավարտել է այս մեթոդն օգտագործող փոքրածավալ ինքնուրույն վառարանային քաշող սարքի կառուցումը: Անընդհատ հալեցման ոլորտում նշանակալի առաջընթացներ են եղել: բազալտե մանրաթել Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման տեխնոլոգիան ձեռք է բերվել 2016 թվականին՝ փորձնական մասշտաբի հազար տոննա/տարի հզորությամբ ամբողջովին էլեկտրական հալեցման բաքային վառարանի կառուցմամբ։ Այս համակարգը օգտագործում է բազմաշարք պրոգրեսիվ էլեկտրոդներ, որոնք թույլ են տալիս հալվող հեղուկի մակարդակի խորությունը հասցնել մինչև 1300 մմ-ի։ Արտադրանքի մոնոմանրաթելային տրամագիծը կենտրոնացված է 9-22 մկմ սահմաններում, իսկ համապարփակ միավորի էներգիայի սպառումը կազմում է 3.0-3.5 կՎտժ/կգ, ինչը ցույց է տալիս էներգախնայողության գերազանց ազդեցություն։ 2018 թվականին պաշտոնապես շահագործման հանձնվեց 1200 տոննա/տարի հզորությամբ ամբողջովին էլեկտրական հալեցման բաքային վառարանի արտադրական գիծը («մեկից ութ», օգտագործելով 400 անցքանի պտտվող մեխանիզմներ)։ Այն կայուն աշխատում է ավելի քան երեք տարի, ինչը հաստատում է, որ վառարանի կյանքի տևողությունը կարող է հասնել ավելի քան երեք տարվա։

Մինչ օրս, մաքուր բնական հրաբխային ապարների հումքի համար, բազալտե մանրաթելերի անընդհատ արտադրության տեխնոլոգիան պահպանվում է միայն հազար տոննա/տարի բաքային վառարանների տեխնոլոգիայի մակարդակով և բացառապես ամբողջությամբ էլեկտրական հալման մեթոդի համար։

3. Երկու տեխնոլոգիական ուղիների համեմատություն

Բարձր ջերմաստիճանի բնութագրերը բազալտի հալվածք, մասնավորապես՝ վատ ջերմահաղորդականությունը, բարձր մածուցիկությունը և կարճ նյութի հատկությունները, հենց այն են, ինչը մարտահրավեր է դարձնում անընդհատ բազալտե մանրաթելի արտադրությունը։

• Կրակի մեթոդ

Կրակի մեթոդը, որը համեմատաբար հասուն տեխնոլոգիա է, որը ներմուծվել է նախկին Խորհրդային Միությունից (այժմ՝ Ռուսաստան և Ուկրաինա) և հարմարեցվել է Չինաստանի հատուկ պայմաններին, լայնորեն կիրառվել է։ Սակայն արդյունաբերականացման ընթացքում դրա ամենամեծ թերությունը բարձր արտադրական ծախսերն ու ցածր ծախսարդյունավետությունն են, որոնք հիմնականում պայմանավորված են մեթոդի ֆիզիկական կառուցվածքային թերություններով։

Ջերմության ցածր օգտագործում

Այս մեթոդում բնական գազը այրվում է վառարանի վերին մասից, որի բոցը անմիջապես տաքացնում է բազալտե հալույթի մակերեսը: Ջերմության ավելի քան 60%-ը անդրադարձվում է հալույթի մակերեսից և տարվում արտանետվող գազերի կողմից: Հաշվի առնելով, որ բարձր ջերմաստիճանի բազալտե հալույթն ունի տասն անգամ ցածր ջերմահաղորդականություն, քան բարձր ջերմաստիճանի ապակե հալույթը, ջերմափոխանակումը չափազանց դանդաղ է: Փոքր, մեկ միավորանոց վառարանները կարող են պահպանել մոտ 15 սմ հալույթի խորություն: Մինչդեռ 10,000 տոննա/տարի բոցով տաքացվող բազալտե խմբաքանակային վառարանները կարող են հասնել 50 սմ հալույթի խորության՝ օժանդակ ներքևի էլեկտրոդային տաքացմամբ, հալույթը վառարանի ներսում ձևավորում է ամանանման կառուցվածք, ինչը հանգեցնում է մեծ տեսակարար մակերեսի և զգալի ջերմության ցրման: Ջերմության կորուստը մեկուսիչ նյութերի միջոցով գերազանցում է 10%-ը: Հետևաբար, ջերմության իրական օգտագործման մակարդակը կազմում է 30%-ից պակաս:

Ցածր հալման որակ

Բոցի մեթոդում մակերեսային հալման մակարդակի պատճառով, պարզեցման և հոմոգենացման հատվածները չեն կարող ապահովել լիակատար հոմոգենացում, ինչը հանգեցնում է հալման որակի նվազմանը։

Արտանետվող գազերի արտանետումներ

Բնական գազի այրումը առաջացնում է արտանետվող գազեր, ինչպիսիք են ծծմբի և ազոտի օքսիդները։

Ջերմոցային գազերի արտանետումներ

Որպես բրածո վառելիք, բնական գազի այրումը արտանետում է զգալի քանակությամբ CO2, որը ջերմոցային գազ է։

Բարձր սարքավորումների ներդրում

Բնական գազի այրումից արտանետվող գազերի խնդրի լուծումը պահանջում է աղտոտման դեմ պայքարի միջոցառումներ: Ջերմության ցածր օգտագործումը նաև պահանջում է թափոնային ջերմության վերականգնման միջոցառումներ: Ավելին, մաքուր թթվածնի այրումը պահանջում է թթվածին առաջացնող սարքավորումներ: Այս երեք գործոնները զգալիորեն մեծացնում են սարքավորումների ներդրումը: Կրակի մեթոդի միավոր ներդրումը կազմում է մոտավորապես 11,000-20,000 յուան ​​մեկ տոննայի համար:

• Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման մեթոդ

Համեմատած կրակի մեթոդի հետ, ամբողջությամբ էլեկտրական հալեցման մեթոդն ունի նշանակալի առավելություններ:

Բարձր հալման որակ

Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման տեխնոլոգիան հիմնված է այն սկզբունքի վրա, որ հալույթը բարձր ջերմաստիճանի հալված վիճակում էլեկտրահաղորդիչ է, ինչը թույլ է տալիս էլեկտրական էներգիան ուղղակիորեն մատակարարել հալույթին՝ ներքին տաքացման համար: Էլեկտրոդների ուղղահայաց դասավորությունը հեշտացնում է ուղղահայաց հալեցումը: Տարեկան հազար տոննա հզորությամբ ամբողջովին էլեկտրական հալեցման բաքային վառարանները կարող են հասնել ավելի քան 1.2 մետր հալեցման խորության, ապահովելով ավելի երկար մաքրման և համասեռացման հատված: Բաքի ներսում բարձր ջերմաստիճանի իզոթերմ գոտին ավելի խորն է, ինչը հանգեցնում է բազալտի հալեցման և համասեռացման ավելի լավ որակի:

Էներգաարդյունավետություն

Հալույթի անմիջական ներքին տաքացումը, ուղղահայաց հալումը, ավելի խորը բաքերը և հալույթի մակերեսի վրա սառը նյութի ծածկույթը նպաստում են բարձր հալման արագություններին և բարձր ջերմային արդյունավետությանը: Նախ, հալույթի մեջ անմիջապես մտցված էլեկտրոդները ապահովում են Ջոուլի ջերմության լիարժեք օգտագործումը: Երկրորդ, խորը հալույթի մակարդակը, որի խորությունը մոտենում է վառարանի ներքին տրամագծին, հանգեցնում է հալույթի համար ավելի փոքր, գրեթե նվազագույն տեսակարար մակերեսի: Այս երկրաչափական կառուցվածքը զգալիորեն նվազեցնում է ջերմության ցրումը բոցի մեթոդի ամանանման կառուցվածքի համեմատ: Երրորդ, հալույթի մակերեսի վրա սառը նյութի ծածկույթը ձևավորում է «սառը վառարանի վերին մաս», որն էլ ավելի է նվազեցնում ջերմության կորուստը:

Ցածր ածխածնային հետք

Ամբողջովին էլեկտրական հալեցման տեխնոլոգիան վերացնում է բնական գազի այրման հետ կապված ածխածնի արտանետումները բոցի մեթոդով: Դրա ածխածնի արտանետումները որոշվում են բացառապես էլեկտրացանցի էներգետիկ խառնուրդով: Եթե օգտագործվում են հիդրոէներգիա կամ այլ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ, կարելի է հասնել զրոյական ածխածնի արտանետումների:

Ավելի ցածր ներդրում

Քանի որ ամբողջովին էլեկտրական հալեցման մեթոդը չի ենթադրում բնական գազի մաքուր թթվածնի այրում, անհրաժեշտ չէ ներդրումներ կատարել արտանետվող գազերի շրջակա միջավայրի մշակման սարքավորումների կամ թթվածին առաջացնող սարքավորումների մեջ: Բացի այդ, հալեցման մակերեսի վրա սառը նյութի ծածկույթը նշանակում է, որ թափոնային ջերմության վերականգնման սարքավորումների մեջ ներդրումներ չեն պահանջվում: Հետևաբար, ամբողջովին էլեկտրական հալեցման մեթոդի միավորի ներդրումը ավելի ցածր է:

Արժեքի առավելություն

Էներգիայի զգալի խնայողությունը և հիմնական միջոցների ցածր մաշվածությունը հանգեցնում են ակնհայտ ծախսային առավելության։