Шинэсний (Larix Sibirica) үртэснээс шахмал түлш үйлдвэрлэх технологи, түлшний шинж чанарын судалгаа
Салбар : Инженерийн ухаан, технологи
Улсын дугаар : 2441
Хамгаалсан он : 2009
Түлхүүр үг : үртэс, рентгенфлюересценци, програм хангамж, Сибирийн шинэс, брикет
Аннотаци
Манай оронд түгээмэл тохиолдох модны нэг үндсэн төрөл болох шинэсний үртэснээс брикетлэх технологиор модлог шахмал түлш гаргаж авах судалгааг лабораторийн нөхцөлд явуулан, түүнийг үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх технологийг боловсруулах, энэхүү түлшний шинж чанарын үзүүлэлтүүдийг тогтоох ажлыг диссертацийн хүрээнд шийдвэрлэв. Монгол орны нөхцөлд ургасан шинэсний үртэснээс шахмал түлш үйлдвэрлэх технологийн процесст нөлөөлөх хүчин зүйлүүдийг судалснаар түүхий эдийн шинж чанараас хамааруулан үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэх технологийн процессын оновчтой горимыг тогтоох, үйрмэг материалыг нягтруулах онолын загваруудаас тохиромжтой загварыг туршилтаар сонгох, улмаар шинэсний үртсэн брикетэн түлшний шинж чанарын болон бага хүчин чадлын дулааны генераторуудад уг түлшийг шатаах үеийн шаталтын үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох, брикетэн түлшний үйлдвэрийн эдийн засгийн тооцоог гаргахад энэхүү ажлын ач холбогдол оршино.
Судалгааны ажлын зорилго нь шинэсний үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрлэл, хэрэглээг бүхэлд нь систем болгон авч үзэн, үйрмэг материалыг нягтруулах процессын тохиромжтой загварын сонголт хийх замаар түүнийг үйлдвэрлэх технологийн процесст нөлөөлөх хүчин зүйлсээс хамааруулан технологийн оновчтой горимыг тогтоож, түлшний хувьд нь шинж чанарын үзүүлэлтүүд ба гэрийн зууханд шатаах үед үүсэх агаар бохирдуулагч бодисуудын хэмжээ, зуухны гадаргуугийн болон гэрийн доторх температуруудын өөрчлөлтийг тодорхойлсноор тохиромжтой дулааны үүсгүүрийг сонгох, байгаль орчны ба агаарын бохирдолд түлшний шаталтаас үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах, үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн эдийн засгийн тооцоог гаргахад оршино.
Судалгааны аргачлал: Судалгааны ажилд системийн хандлага, статистик судалгаа, математик загварчлал, оновчлол, програмчлалын болон бусад аргуудыг хэрэглэсэн болно. Туршилтын арга зүйг боловсруулахад туршилтыг төлөвлөх арга, туршилтын үр дүнг гарган авахад лабораторийн туршилтын аргуудыг ашиглав. Туршилтын үр дүнгийн математик боловсруулалтанд математик статистикийн S-PLUS, шугаман ба шугаман бус програмчлалын QM, симуляцийн Vensim програм хангамжуудыг ашиглав. Гэрийн зуухнуудад түлшний шаталтын үед агаар бохирдуулагч бодисын хэмжээг тодорхойлохдоо Монгол улсын "Халаалтын ба гэрийн зуухны яндангаар гарах утааны найрлага дахь агаар бохирдуулагч бодисын (CO, SO2, NOX, үнс) хүлцэх дээд хэмжээ ба хэмжих арга" MNS 5457-2005 стандартын дагуу туршилт, хэмжилтүүдийг явуулж гүйцэтгэв.
Судалгааны обьект: Монгол орны нөхцөлд ургасан шинэсний үртэс; үртсэн брикетэн түлш; түлшний шаталтын дараа үлдэх үнс. Хамгаалах зүйлийн үндэслэл: "Шинэсний үртсэн брикетэн түлшний "үйлдвэрлэл-хэрэглээ" системийн бүтэц, загвар, хүчин зүйл; " Монгол орны нөхцөлд ургасан Сибирийн шинэсний (Larix Sibirica) үртсийг ашиглан үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэх технологийн оновчтой горим; "Үйрмэг материалыг нягтруулах онолын загваруудаас Сибирийн шинэсний үртсийг брикетлэх үед тохирох загварын сонголт; "Монгол гэр, түүнтэй адилтгах сууцнуудад хэрэглэдэг бага чадлын генераторуудад шинэсний үртсэн брикетэн түлшийг шатаах үеийн технологийн болон экологийн үзүүлэлтүүд.
Шинжлэх ухааны шинэлэг тал:
1.Сибирийн шинэс (Larix Sibirica)-ний үртсэн брикетэн түлшний "үйлдвэрлэл- хэрэглээ" системийн хүрээнд эх орны байгалийн нөөцийг хаягдалгүй бүрэн ашиглах, эдийн засгийн хувьд үр ашигтай экологийн цэвэр бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг бүрдүүлэв.
2.Технологийн процессын хүчин зүйл, гаралтын хэмжигдэхүүнээс хамааруулан үйрмэг материалыг нягтруулах онолын загваруудаас Сибирийн шинэсний үртсийг брикетлэх үед тохирох загварыг туршилтаар тогтоов.
3.Монгол орны нөхцөлд ургасан Сибирийн шинэсний (Larix Sibirica) үртсийг ашиглан үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэх технологийн процессын оновчтой горим тогтоов.
4.Шинэсний үртэсний хадгалалтын насжилтаас шалтгаалан гарсан өөрчлөлт нь шинэсний үртсэн брикетэн түлшний шинж чанарт нөлөөлдөг эсэхийг тогтоосноос гадна түлшний нягт, бат бөх чанар, дулаан гаргалт, үнслэг зэрэг үзүүлэлтүүдийг тогтоов.
5.Монгол оронд ургасан Сибирийн шинэс (Larix Sibirica)-ний үртэснээс үйлдвэрлэсэн үртсэн брикетэн түлшний шаталтын үеийн үзүүлэлтүүдийг монгол гэр, түүнтэй адилтгах сууцнуудад хэрэглэдэг бага чадлын генераторуудад тодорхойлсноор шаталтын явцад үүсэх агаар бохирдуулагч бодисуудын хэмжээ болон түлшний төрлөөс хамаарсан тохиромжтой дулааны үүсгүүрийн төрлийг тодорхойлов.
Практик ач холбогдол:
1.Монгол оронд цаг агаарын эрс тэс нөхцөлд ургасан шинэсний үртэснээс өндөр үзүүлэлт бүхий түлш үйлдвэрлэлийн явцад баримтлах технологийн оновчтой горимыг тогтоож, улмаар үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэн түүний шинж чанарын үзүүлэлтүүдийг тодорхойлсон нь амьдралд хэрэгжих ач холбогдолтой ажил болсон.
2.Судалгаа явуулсан аргачлал, туршилтын загвар зэрэг нь цаашид бусад төрлийн биомассаас шахмал түлш үйлдвэрлэх судалгааны ажилд аргачлал болон хэрэглэгдэх боломжтой юм.
3.Бага хүчин чадлын генераторуудад үртсэн брикетэн түлшийг шатаах үеийн дулааны үүсгүүрүүдийн АҮК-ийг тодорхойлж, гадна агаарын температураас хамаарсан түлшний хэрэглээний хамаарлыг гаргасан нь практик ач холбогдолтой төдийгүй шаталтын үед үүсэх агаар бохирдуулагч бодисуудын хэмжээ нь харьцангуй бага байгаа бөгөөд байгаль орчинд халгүй түлш болох нь тогтоогдсон.
4.Үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн эдийн засгийн тооцоог түүхий эдийн төрөл, үйлдвэрийн хүчин чадлаас хамааруулан олон хувилбараар гарган, хувилбар бүрд харгалзах технологийн процессоос хамаарах эдийн засгийн үр ашгийн хамаарлын хэмжээг тооцон гаргаснаар оновчтой үйлдвэрлэлийг сонгон явуулах боломжийг бий болгосон.
Судалгааны ажлын зорилго:
Судалгааны ажлын зорилго нь шинэсний үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрлэл, хэрэглээг бүхэлд нь систем болгон авч үзэн, үйрмэг материалыг нягтруулах процессын тохиромжтой загварын сонголт хийх замаар түүнийг үйлдвэрлэх технологийн процесст нөлөөлөх хүчин зүйлсээс хамааруулан технологийн оновчтой горимыг тогтоож, түлшний хувьд нь шинж чанарын үзүүлэлтүүд ба гэрийн зууханд шатаах үед үүсэх агаар бохирдуулагч бодисуудын хэмжээ, зуухны гадаргуугийн болон гэрийн доторх температуруудын өөрчлөлтийг тодорхойлсноор тохиромжтой дулааны үүсгүүрийг сонгох, байгаль орчны ба агаарын бохирдолд түлшний шаталтаас үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах, үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн эдийн засгийн тооцоог гаргахад оршино. Судалгааны ажлын зорилтууд: Судалгааны ажлын зорилгыг биелүүлэхийн тулд дараах зорилтуудыг дэвшүүлэн шийдвэрлэв. Үүнд: -Шинэсний үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрлэл, хэрэглээний систем, дэд системүүдийн загварыг гаргах; -Үйрмэг материалыг нягтруулах онолын загваруудаас тохиромжтой загварыг туршилтаар сонгон тодорхойлон улмаар үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэх технологийн оновчтой горимыг тогтоох; -Хувьсах хүчин зүйлүүдээс үртсэн брикетэн түлшний шинж чанар болон технологийн процесст үзүүлэх нөлөөллийг тогтоох; -Үртсэн брикетэн түлшний шинж чанарын үзүүлэлтүүд болон үртэсний насжилтын нөлөөллийг тодорхойлох; -Монгол гэр болон түүнтэй адилтгах сууцанд хэрэглэдэг бага чадлын генераторуудад үртсэн брикетэн түлшний шаталтын үеийн үзүүлэлтүүдийг шинжлэх; -Түлшний хэрэглээний тооцоог гадна агаарын температураас хамааруулан гаргах; -Үртсэн брикетэн түлшийг ашигласнаар байгаль орчны болон агаарын бохирдлыг бууруулах боломжийг судлах; -Үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн эдийн засгийн тооцоог гаргах. Горилогчийн гүйцэтгэсэн ажил нь Монгол оронд цаг агаарын эрс тэс нөхцөлд ургасан шинэсний үртэснээс экологийн өндөр үзүүлэлт бүхий түлш үйлдвэрлэлийн явцад баримтлах технологийн оновчтой горимыг тогтоон, улмаар үртсэн брикетэн түлш үйлдвэрлэн түүний шинж чанарын үзүүлэлтүүд, хэрэглээг тодорхойлох асуудлыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй шийдвэрлэх зорилтыг агуулсан ба үйлдвэрлэл, хэрэглээнд нэвтрэх бүрэн боломжтой юм. Судалгааны ажлын үр дүнд дараах үндсэн дүгнэлтүүдийг гаргав. Үүнд:
1.Үртсэн брикетэн түлшний "үйлдвэрлэл-хэрэглээ" системийн хүрээнд түлш үйлдвэрлэхээс эхлэн хэрэглэж дуусах хүртэлх бүтэн циклийг судалгаанд хамруулав.
2.Монгол оронд ургасан шинэсний үртэснээс брикетэн түлш үйлдвэрлэх технологийн процессыг гаралтын хэмжигдэхүүнүүдийн тавигдсан нөхцлөөс хамааруулан хүчин зүйлүүдийн сонгон авсан хувьсах хүрээнд оновчлох үед оновчтой шийд түүхий эдийн чийглэг
8.4%, температур 1800С, шахалтын хүч
126.5МПа байх үед харгалзаж байна. Оновчтой утгаас хамааран гаралтын хэмжигдэхүүн тус бүрийн шалгуур функцүүдийн утгын геометр дунджийг тодорхойлоход байгаа нь боломжит хязгаарт багтаж байна.
3.Түүхий эдийн шинж чанар, брикетлэх технологийн процессын үеийн нөлөөлөх хувьсах хүчин зүйл, гаралтын хэмжигдэхүүн зэргээс хамааруулсан туршилтын үр дүнгээс үзэхэд манай оронд ургасан шинэсний үртсийг (үртэсний чийглэг-12%) брикетлэх үед Коопер-Еатон, Кавакитагийн загварууд нь хамгийн тохиромжтой байв.
4.Үртсэн брикетэн түлшний бат бөх чанарт шахалтын хүч ба температур эерэг, үртэсний чийглэг сөрөг нөлөөллийг үзүүлж буй бөгөөд хамаарлын загвар нь хэмээн илэрхийлэгдэж байна.
5.Үртэсний насжилт нь үртсэн брикетэн түлшний нягт ба дулаан гаргалтанд бага зэрэг сөргөөр нөлөөлж байна. Шинэ ба хуучин үртэснээс гарган авсан үртсэн брикетэн түлшний үзүүлэлтүүдийг харьцуулан үзэхэд хуучин үртэснээс гарган авсан түлшний нягт
0.15 (г/см3), дулаан гаргалт
0.57(МДж/кг)-иар тус тус бага байв.
6.Үртсэн брикетэн түлшний шаталтын эхний үед утаанд нүүрстөрөгчийн дутуу исэл болон нүүрсхүчлийн хий ихээр гарч байгаа боловч шаталт жигдрэх үед эдгээрийн хэмжээ нь буурдаг бол азотын исэл (NOx), хүхрийн давхар ислийн (SO2) агууламж нь тогтмолжих төлөвтэй байгаа.
7.Рентгенфлюересценцийн шинжилгээнээс үзэхэд үнсний хайлах цэгт нөлөөлдөг химийн нэгдлийн (SiO2, K2O, Fe2O3, MgO, CaO) хэмжээ нь нүүрстэй харьцуулахад үртсэн брикетэн түлшний үнсэнд бага хэмжээтэй агуулагдаж байв.
8.Үртсэн брикетэн түлшний шаталтын явцад ялгарч агаар орчинд хаягдах азотын ислүүд (NOx), хүхрийн давхар ислийн (SO2) хэмжээ нь Монгол улсын MNS 5447:2005 стандартын шаардлагыг хангаж байгаа боловч нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн (CO) ялгаруулалтын байдлаараа стандартын шаардлагыг хангахгүй байна. Энэ нь тухайн түлшний шаталтын явцад химийн дутуу шаталтын процесс явагдаж байгаатай шууд холбоотой.
9.Үртсэн брикетэн түлшний шаталтын дараа ялгарах үнсний хэмжээ нь нүүрс болон нүүрсэн шахмал түлштэй харьцуулахад тухайн түлшний төрлөөс нь хамааран 8-33 дахин бага, шаталтаас үүсэж агаар мандалд хаягдах хүлэмжийн хийн хэмжээ судалгаанд харьцуулан авч үзсэн бусад түлшнийхээс
8.7-
32.2%-иар бага байв.
10.Төрөл бүрийн гэрт хийсэн судалгааны дүнд тухайлан авсан сарын түлшний хэрэглээнд нөлөөлөх гол хүчин зүйл нь тухайн сарын гадна агаарын температурын дундаж бөгөөд эдгээрийн хоорондын хамаарал нь шугаман хэлбэрээр илэрхийлэгдэж байна. Үртсэн брикетэн түлш хэрэглэснээр өрхийн түлшний зарцуулалтанд тооцоолон авч үзсэн нөхцлөөр хэмнэлт гарах боломжтой юм.
11.Үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн санхүүгийн шинжилгээнээс үзэхэд материалын төрлөөс хамааран үйрмэг ба дунд зэргийн хэмжээс бүхий түүхий эд ашиглах үед үйлдвэрийн хүчин чадал нь 1000 кг/ц буюу түүнээс дээш, бүхэл хэмжээс бүхий түүхий эд ашиглах үед үйлдвэрийн хүчин чадал нь 2000 кг/ц буюу түүнээс дээш байхад эхний 5 жилд ашигтай ажиллаж эхлэхээр байгаа нь үйлдвэрийн хүчин чадлын хэмжээг оновчтой тогтоох үндэс болж байна.
12.Үртсэн брикетэн түлшний үйлдвэрийн зардлын бүтцийг задлан шинжлэхэд үйлдвэрийн хүчин чадал ихсэх тусам нийт зардалд түүхий эдийн зардлын эзлэх хувь хамгийн их өсөж байгаа бол машин тоног төхөөрөмжийн болон ажиллах хүчний зардлын эзлэх хувь буурч байна.
Зохиогч
