Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Системы Методы Технологии. И.А. Сысоев и др. Экспериментальная модель … 2018 № 2 (38) с. 83-88 87 Для определения требуемой площади поверхности га- зохода рассмотрим задачу, при которой на участке в виде трубы, по которой движется газ с температурой порядка 150 °С, планируется с помощью термоэлектрического преобразования выработать мощность в размере 1 кВт. Средняя мощность, генерируемая одним модулем ТЭП при охлаждении радиатора до 50 °С, составляет 1,54 Вт. Определим требуемое количество модулей ТЭП ( N ТЭП ), которое необходимо использовать: N ТЭП = 1000/1,54 ≈ 650 шт. Рассчитаем площадь участка газохода, необходи- мую для размещения требуемого количества ТЭП, с учетом размеров одного модуля (0,0016 м 2 ): S ТЭП = 650 * 0,0016 = 1,04 м 2 . Таким образом, необходимая площадь поверхности участка газохода для преобразования тепловой энергии в электроэнергию выходной мощностью 1 кВт составит 1,04 м 2 без учета площади коммутации ТЭП между собой и расположения на радиаторе охлаждения. Заключение Опытным путем было установлено, что в системах газоходов, где существует достаточное количество те- пловой энергии, целесообразно использование процес- са термоэлектрического преобразования. При этом ге- нерируемая электроэнергия может использоваться для технологических нужд, например, освещения или пи- тания электроприборов. Таким образом, применение теплообменных аппаратов наряду с термоэлектриче- скими преобразователями является инновационной технологией утилизации тепловой энергии газов и по- зволит увеличить энергетическую эффективность про- изводства, а также достичь экономических преиму- ществ в технологии газоочистки при производстве алюминия. Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0181 «Разработка сверхмощной энергоэффек- тивной технологии получения алюминия РА-550» в рам- ках Программы реализации комплексных проектов по соз- данию высокотехнологичного производства, утвержден- ных постановлением правительства РФ № 218 от 9 апре- ля 2010 г. Литература 1. Кузьмин М.П., Шестаков С.С., Кузьмина М.Ю., Жу- равлева А.С. Инновационное развитие металлургического комплекса Иркутской области // Вестник ИрГТУ. 2015. № 5 (100). С. 236–240. 2. Ларионов Л.М., Кондратьев В.В., Кузьмин М.П. Пути использования углеродсодержащих отходов алюминиевого производства // Вестник ИрГТУ. 2017. № 4 (123). С. 139-146. 3. Ножко С.И., Турусов С.Н., Никитин В.И. Технологиче- ский подход к управлению энергетическим режимом элек- тролизера // Цветные металлы. 2006. № 8. С. 85-87. 4. Nozhko S.I. A method for determining the productivity of electrolyzers for aluminum production // Russian Journal of Non- Ferrous Metals. 2011. Т. 52. № 1. P. 16-18. 5. Ножко С.И., Блашков А.А. Перспективы повышения мощности алюминиевых электролизеров // Цветные металлы. 2012. № 10. С. 65-68. 6. Зельберг Б.И., Рагозин Л.В., Баранцев А.Г., Ясевич О.И., Григорьев В.Г., Баранов А.Н., Кондратьев В.В. Произ- водство алюминия и сплавов на его основе: справочник ме- таллурга. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2015. 764 с. 7. El Hani Bouhabila, Erling Næss, Victoria Kielland Einejord and Kolbeinn Kristjansson. An innovative compact heat exchang- er solution for aluminum off-gas cooling and heat recovery // Light Metals. 2013. P. 793–797. 8. Anders Sørhuus, Geir Wedde. Pot gas heat recovery and emission control // Light Metals. 2009. P. 281–286. 9. M. Bonnier, S. Massambi, J-M. Jolas, G. Girault, V. Deme- triou, D. Wheaton. Development of a System Basedon Water Atomization to Decrease, Prior to Treatment, the Temperature of the Gas Emitted from Aluminum Cells // Light Metals 2007. P. 193–197. 10. El Hani Bouhabila, Bernard Cloutier, Thierry Malard, Phi- lippe Martineau, Hugues Vendette. Electrolytic cell gas cooling upstream of treatment center // Light Metals. 2012. P. 545–550. 11. Shakhrai S.G., Nemchinova N.V., Kondratiev V.V., Ma- zurenko V.V., Sheglov E.L. Engineering solutions for cooling aluminum electrolyzer exhaust gases // Metallurgist. 2017. № 9- 10. P. 973–977. 12. Antoine de Gromard, Chin Lim, El Hani Bouhabila, Ber- nard Cloutie, Mathieu Frainais. Development on electrolytic cell gas cooling // Light Metals. 2014. P. 623–628. 13. Anders Sørhuus, Geir Wedde, Ketil Rye, Gaute Nyland. Increased energy efficiency and reduced HF emissions with new heat exchanger // Light Metals. 2010. P. 249–254. 14. Anders K. Sørhuus, Sivert Ose, Bent M. Nilsen. Possible use of 25 mW thermal energy recovered from the potgas at Alba line 4 // Light Мetals. 2015. P. 631– 636. 15. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И. Лабораторные испытания кожухотрубчатого теплооб- менного устройства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20. № 12. С. 155–164. 16. Kondrat'ev V., Govorkov A., Lavrent'eva M., Sysoev I., Karlina A.I. Description of the heat exchanger unit construction, created in IRNITU // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Т. 11. № 19. С. 9979-9983. 17. Ершов В.А., Говорков А.С., Иванов Н.Н. Разработка научных основ повышения производительности и улучшения эксплуатационных параметров экспериментального теплооб- менного аппарата при различных режимах работы // Совре- менные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 3 (55). С. 36-42. 18. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И., Карлина А.И. Разработка и испытания опытного образ- ца устройства по преобразованию тепла в электрическую энергию (ТЭП) // Вестник Иркутского государственного тех- нического университета. 2017. Т. 21. № 7 (126). С. 132-142. 19. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В., Никола- ев В.Н., Гронь В.А. Охлаждение анодных газов алюминиевых электролизеров в теплообменниках нагрева глинозема // Ме- таллург. 2015. № 2. С. 29–32. 20. Шахрай С.Г., Скуратов А.П., Кондратьев В.В., Ершов В.А., Карлина А.И. Обоснование возможности нагрева гли- нозема теплом анодных газов алюминиевого электролизера // Вестник ИрГТУ. 2016. № 3. С. 131–138. 21. Шахрай С.Г., Скуратов А.П., Кондратьев В.В., Ершов В.А. Утилизация теплоты анодных газов алюминиевого элек- тролизера // Цветные металлы. 2016. № 2. С. 52–56. 22. Шахрай С.Г., Немчинова Н.В., Кондратьев В.В., Ма- зуренко В.В., Щеглов Е.Л. Технические решения по охлаж- дению отходящих газов алюминиевых электролизеров // Ме- таллург. 2016. № 9. С. 73–77. 23. Кондратьев В.В., Ершов В.А., Шахрай С.Г., Иванов Н.А. Предварительный нагрев обожженного анода // Цветные металлы. 2015. № 1. С. 54–56.