Непрерывная сушка дисперсных материалов в аппаратах лотковой и цилиндрической формы с движущимся псевдоожиженным слоем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат технических наук Кошкарев, Сергей Аркадьевич

• Кошкарев, Сергей Аркадьевич
• кандидат технических наук
• 1992

Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты химической технологии», Кошкарев, Сергей Аркадьевич

ВЫВОДЫ

1. Исследованные виды газораспределительных решеток позволяют получать в сушильных аппаратах лоткового и цилиндрического вида дисперсные материалы с требуемой низкой конечной влажностью менее 1% при устойчивой циркуляции материалов в слое, что эна-у/ чительно уменьшает отложение продуктов на стенках аппарата и на решетке.

2. Сформулированные и анализируемые в работе модели процессов непрерывной сушки дисперсных материалов в аппаратах лоткового типа с продольным перемешиванием материала и дискретно распределенных подаче и выгрузке продукта, позволили получить аналитические решения, по которым возможно рассчитывать распределение влагосодержания материала вдоль аппарата.

3. Получены решения для распределения влагосодержания продукта по длине аппарата при непрерывных, равномерно распределенных загрузке и выгрузке материала вдоль аппарата, а так же в случае изменения объема сушимых частиц. Получены решения в предположении о линейном затухании коэффициента квазидиффузионного перемешивания материала вблизи торцевых стенок аппарата; такие решения не требуют использования граничных условий Данквертса.

4. Квазидиффузионные модели, развитые для аппаратов лоткового типа, возможно применять для аппаратов цилиндрической формы с циркуляционным характером движения дисперсного материала.

5. Проведенные эксперименты по кинетике сушки дисперсных материалов (сульфат-сульфит натрия, полимеры ПВХ, АБС, технический углерод и некоторые модельные материалы, например активированный уголь АГК-1 и мелкопористый селикагель) по определению величин коэффициентов продольного перемешивания дисперсных материалов, по изменению профиля скоростей движения дисперсных материалов в цилиндрическом аппарате показали возможность использования результатов проведенных измерений в качестве исходных данных для расчета процессов непрерывной сушки исследованной группы дисперсных продуктов.

6. Произведенные численные расчеты позволили получить значения кинетических параметров процесса сушки в каждом поперечном сечении аппарата с учетом неравномерной структуры фонтанирующего слоя и с различными значениями температур и расходов газа в фонтане и в периферийной части слоя.

7. Данные по непрерывной сушке, полученные для группы исследованных материалов на экспериментальных, опытно-промышленных и промышленных аппаратах лоткового и цилиндрического типа, показали совпадение экспериментальных и расчетных результатов с достаточной для практических целей точностью, что подтверждает адекватность развитых в работе модельных представлений реальным процессам непрерывной сушки дисперсных материалов.

8. На основе полученных результатов теоретического и экспериментального исследования разработана методика расчета, позволяющая определять распределение влагосодержания непрерывно высушиваемых дисперсных материалов по длине аппарата при различных способах подачи влажного материала или находить необходимые габариты аппаратов исследованных конструкций.

127

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кошкарев, Сергей Аркадьевич, 1992 год

1. Лыков A.B. Тепло- и массообмён в процессе сутки.4Í: Госэнергоиздат, 1956. -464 с.

2. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса.-М.: Госэнергоиздат, 1963.-536 с.

3. Lee К. Ьыгои? И. // Inst J. ало* Mass Tra»з/er,-V. £ t /> 403-40$.

4. Аксельруд А.Г. Массообмён тел сферической формы.//йнж.-физ. журн.-1970, -Т. 19II I,-С, 110 112.

5. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с дисперсной фазой. -М., Химия, 1980, -248.с.

6. Плановский А.Н., Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности.-М.; Химия, 1979. -288 с

7. Лыков A.B. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. -М.: Госэнергоиздат, 1954. -296 с.

8. Никитина Л.М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах.-М.:3нергия, 1963. -500 с.

9. Куатвеков М.К., Романков П.Г., Фролов В.Ф. Внутренний тепло и массоперенос в процессе термической десорбции.//ТОХТ.-1973, Т.7, 13,- С.429. 431.

10. Бабенко В.Е. Квазистационарный режим сушки сферической частицы //ТОХТ.-1975, -Т.9, 3 2, -С.274 277.

11. Михайленко A.B., Фролов В.Ii расчету тепло- и массоперено са в аппаратах с периодически изменяющимся потенциалом среды.//ТОХТ -T.I3, № 3, -1979. С.389 395.

12. Аксельруд.Г.А. Массообмён в системе твердое тело-жидкость. -Львов; Изд-во Львовского университета, 1970. 136 с,

13. Попов В.А. Исследование процесса сушки некоторых сыпучих полимерных материалов в комбинированной сушилке. Автореферат дисс. кавд,техн.наук. ЛГИ. -Л. -1980, -18 с.

14. Бойсан М., Бычко Б., Фролов B.Í. Макрокинетика процесса сушки в псевдоожиженном слое. //Шл. -1933. Т.56. № 7,-С.1595-159

15. Vanéce¿ V.tb^ioA£atT Maftifaft М. $¿a¿oí¿%4?d Beoí , „ dfonoton, : </еопо

16. Ритц S.X. Гидродинамика и сушка в режиме аэрофонтанирования Автореферат дисс.канд.техн.наук.-Л., -1987. -18 о.

17. Н.Г.Зайдман, Г.П.Щетинин, Ю.В.Гимаутдинов. Интенсификация процесса сушки гранулированного техуглерода// Сборник научных трудов ВНЖГУ. -М., 1983. С.67 - 79.

18. Михайленко A.B. Исследование тепло- и массопереноса в процессах термической обработки дисперсных материалов. Автореферат, Дисс.канд.техн.наук. ЛГИ. -Л., 1980. -20 с.

19. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов, -Л.: Химия. 1987. -208 с.

20. Красников В,В» Индуктивная сушка. -М.; Энергия, 1873,-288

21. Данилов ОД. Теория и расчет сушильных установок.-М,: -МЭИ, 1977. -72 с.

22. Фияоненко Г,К. Косоек B.IC/Тешго- и массопереное.- Т.5. -М, Энергия, 1966. -254 с.

23. Сажин Б.С. Исследование гидродинамики, тепломассообмена при сушке дисперсных материалов в активных гидродинамических режимах. Автореферат дисс.докт.техн.наук. -МЭИ. -М. -1972. 30 с.

24. Сажин Б.С. Основы техники сушки. -М.: Химия. 1984. 320 с

25. Левеншпиль 0. Инженерное оформление химических процессов. ~М.: Химия, 1969. 624 с.

26. Фролов В.i. Романков Л,Г. Описание сушки в аппарате кипящего слоя. // HÍEC.-1973. -Т.7, Н 2. С.291 - 294.

27. Романков П.Г., ¿ролов Массообменные процессы химической технологии, Л.: Химия, 1987. - 384 с.

28. Фролов В.5., Романков П.Г. 1С вопросу о времени пребывания зернистого материала в аппарате с кипящим сдоем,//Шл.-1962.-Т.35, ff I. - С.80 - 39.

29. Бакренев В.Ю. Динетика сушки и нагрева материала в псев-доожиженном состоянии.//ЖПХ.-1972. -Т.45, 9. -С.2099 - 210I.

30. Бакренев В.Ю., Романков П.Г. Расчет процесса непрерывной сушки в пеевдоожиженном слое.//ШХ.-1973.-Т.46,- f 3. -С.678.

31. Фролов В.Ф., Романков П.Г. Расчет многокамерного аппарата взвешенного СЛОЯ./ДШХ.-1971.-Т.44, 3. C.I797 - 1803.

32. Фролов Романков П.Г. 0 переходных режимах процессов в кипящем слое.//ШХ,-1972. Т.35, -17.- С.1526 - 1533.

33. Бабенко В.Е. Метод определения параметров гидродинамических моделей сушилок псевдоожиженного слоя//Т0ХТ.-1976.-Т.10,- К 5. -С.733.

34. Жоров Ю.Ы. Моделирование физико-химических процессов в нефтепереработке и нефтехимии.-М.: Химия, 1978. 376 с.

35. Кафаров Б.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -М.: Химия, 1976. 463 с.

36. Бабенко В.Е., Ойгенблик A.A. Математическое моделирование непрерывных процессов сушки сыпучих продуктов.//Т0ХТ.-1972.-Т.6,- Ш 3. С.400.

37. Земскова В.Т. Математическое описание процесса сушки дисперсных материалов в сушилке виброкипящего слоя.//Изв.вузов.Химия и химическая технология.-1984. Т.27, вып.1. - С.104 - 108.

38. Ойгенблик A.A. Сушка сыпучих продуктов в гвризонтальных псевдоожиженных слоях.//Химическая промышленность.-1982.-F8.-С.499.

39. Локочинский A.B., Фролов B.S. Исследование непрерывной суш ки дисперсных материалов в призматическом ашарате//ЖПХ. -1981. -5 с Деп.ВИНИТИ АН СССР. 10.04.81.1? 2665-81.

40. Локочинский A.B., Фролов В.З. Описание непрерывной сушки дисперсных материалов в призматическом аппарате//Ш1Х.-1981. -7 с. Деп.ВИНИТИ АН СССР. 20.03.31. J? 1592-81.

41. Тодес О.М, Аэров М.З. Аппараты с зернистым кипящим слоем. -М.: Химия, 1973. 273 с.

42. А.с.327146 СССР, 1Ш BOX 3144. Газораспределительная решетка для аппаратов псевдоожиженного слоя.

43. Пат.США 3527575, В 01 9/18.

44. А. с. 311*655 GCCP, 1Ш В 01 9/18. Газораспределительная решетка.

45. Романков П.Г., Рашкоеская Н.В, Сушка во взвешенном состоянии. -Л.: Химия. 1979. 288 с.

46. Матур К., Эпетайн Н. Фонтанирующий слой.-Л.; Химия, 1978, -283 с.

47. Муштаев В.И., Ульянов B.Ivl. Сушка дисперсных материалов. -М.: Химия, 1938. -352 с.

48. Псевдоожижение/Под ред.Айнштейна В.Г.-М.:Химия, I99I.-400 с.

49. Поевдоожижение/Лод ред. Дев ид с она Д.а.-М.:Химия,1974.-726 с.

50. Кунии Д., Левеншпиль 0. Промышленное псевдоожижение, -М.: Химия, 1976, 356 с,

51. Клименко 10.Г., Рабинович М.И. Гидродинамика фонтанирующего слоя//Доклад АН УССР. Сер.А. -1932. I I. -С.77 - 30.

52. Wfam Usi ofJpo* Bn/s -fat J>4atme*t of£raC*s /СИеМ(САS^b^o*56. ф^пМ.Ъм AAtyontmf57. jftfitiUT. &Ш TmsitrC* Q fy/xz Sfas&yj*///

53. Село>X Chw. st/*, J»«*-,"/>б (С.

54. Любшиц H.JI,, Слободнин Л.С., Пикус И.Ф. Сушка дисперсных термочувствительных материалов.-Минск.:Наука и техника,-1969.-213 с.

55. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности.-М.; Химия, 1970. 430 с.

56. Петер М., Палон 3., Тереш Р. Исследование тепло- и массо-переноса в сушилке нового типа//Тепломассообмен УХ. -Минск, 1933. -Т.6. - С.181 - 188.

57. A.c. 669165 СССР, МлИ Р 27 В 15/00. Аппарат для обжига.

58. A.c. 203539 СССР, MI01 F 26 В. Установка для сушки.

59. A.c. 208534 СССР, МКИ Р 26 В. Способ сушки материалов.

60. A.c. IÎ6II72 СССР, ЩИ В 0Ï J 2116. Способ получения гранулированного материала.

61. A.c. 1006398 СССР, ГШ Р 27 В 15/00. Аппарат для термообработки зернистого материала.

62. A.c. 1092343 СССР, 1ШР 26 В 9/06, 17/10. Сушилка.

63. A.c. 1442800 СССР, МХИ Р 26 В 3/03. Способ сушки.

64. A.c. 1464020 СССР, MIÎHF26 В 3/12, 17/10. Способ сушки жидких материалов.

65. A.c. Ï456727 СССР, МИР 26, В 3/12, 17/10. Установка для сушки.

66. A.c. 1171086 GCCP, ШИ &CI J12/16, Установка для сушки.

67. A.c. II13644 СССР, ШСИ S26 В 17/10, В 01 J 3/44. Газораспределительное устройство.

68. A.c. 1366826 СССР, МХИ Р 26 В 17/10, В 01 J 8/44. Газораспределительное устройство.

69. Шестопалов В.В. Гидродинамическая модель сушки фонтанирующего слоя//Химическое и нефтяное машиностроение.-Ï973.-16.-С.14-15

70. Хафаров В.В,, Дорохов И.Н. К теории описания процессов с фазовыми переходами в аппаратах фонтанирующего слоя.//Инж.-физ. журнал. -1933. -Т.45, № 2. - C.I3I-I84.

71. Васильев Ю.В., Фролов В.Ф. Гидродинамика щелевого аппаратафонтанирующего слоя.//Ж.-1984.-Т.67. 2. -С.314 319.

72. Васильев Ю.В. Гидродинамика и тепломассообмен при сушке в фонтанирующем слое.Автореф.дисс.канд.наук.-ЛГИ,-Л. -1985. -18 с.

73. Ритц &.Х., Фролов B.S. Гидродинамика щелевого аэрофонтанного аппарата с тангенциальным подводом газа.//Ж1ЕС.-1937. -Т.60^ -№ 5, -C.IC5I 1056.

74. Юшменко Ю.Г., Рабинович М,И., Воронина Л Ж Закономерности циркуляции твердой фазы в фонтанирующем слое//Промышленная теплотехника. -1933. -Т.5, JÍ4. - С.23 - 26.

75. Клименко Ю.Г. 0 циркулями твердой фазы в аппарате с фонтанирующим слоем// Докл. АН УССР. Сер.А. 1973. П 10. -С.928-931.

76. Клименко Ю.Г., Рабинович М.И. Определение скорости циркуляции твердой фазы в аппаратах о фонтанирующим олоем//Теплофизика и теплотехника. -1979. вып.37. -С.50 - 54.

77. Элькин Г.И., Тимофеев Ю.Б. Экспериментальные исследования характера распределения твердых частиц и локального межкомпонентного теплообмена газ- твердые частицы в монодисперсном двухфазном потоке. //Теплообмен У. - Минск,-1976. -Т.6. - С.248. - 252.

78. Мухленов И.П., Горштейн А.Е. Исследование фонтанирующего слоя//Химическая промышленность.-1965. JF 6. - С.443 - 446.

79. ЛеваМ. Псевдоожижение. -М.; Гостоптехиздат. -X96I. -400 с.

80. Забродский С.С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожижен-ном слое. -М.: Госэнергоиздат. 1963. - 316 с.

81. JlWorma РтишЪырSpouted // /960, voi £ij}4f£7 р Ш

82. MatvrtS.fiisA&s.tf, Гесбырж éctHL

83. MV ¡brtídei /fATCHe J> f p87. ykorty B.t OsSzyú.,%.

84. Ct Zohc/P&ufC« я fyovú/ Meat 0!- P {¿4- m.

85. Галкин O.A. Исследование статистических характеристик движения твердой фазы в фонтанирующем слое//Т0ХТ.-1963.-Т.2.-$ б.-С.834.

86. С. 7. JUaütt- M.B. Л Pfau/JUorfot ^¿ъ Мотеле*/ tyovüJM // ftШ6 Jowtr t/o£2S'j 3/2-э/^

87. Таганов И.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса (нелинейные системы). -Л.: Химия. -1979. -203 с.

88. Таганов И.Н. Экспериментальное исследование геометрии и устойчивости циркуляционных течений в псевдоожиженном слое.//Т0ХТ. -1967. -T.I. JP 3. -С.397 - 401.

89. Таганов И.Н. Распределение частиц по скоростям в монодисперсном псевдоожиженном слое.//Т0ХТ.-1967.-Т.1.- $ 5.-С.661 664.

90. Мам«%о T.s И a tUu И. otter/) о/$£«¿0/¿ц fy&v&o/.

91. ЯХз.Сйет. , Пкуо тг, W / Р М94. &.A.,Darteko/i ХА MoSeve«/о/ J^out^

92. StJ* // ¿3W В№Р£г/№, Voi 4?f*2r/> ТШ-ТШ.

93. А кулич П.В. Разработка аппарата фонтанирующего слоя с активной пристеночной зоной для сушки дисперсных материалов. -Автореферат дисс.канд.техн.наук.-МИГП. -М., 1939. 20 с.

94. Сильванев В.М. Процесс сушки в аппарате фонтанирующего слоя. -Автореф. дисс.канд.техн.наук.- КПП, -Киев. -1989. -13 с.

95. Минков В.Р. Гранулирование из суспензий в псевдоожиженном слое. -Автореф.дисс.канд.техн.наук,-ЛГИ. Л. - 1985. - 18 с.

96. Пеньков Н.В. Флиснж О.М. 1С вопросу моделирования процессов роста и агрегирования частиц в аппаратах периодического и непрерывного действия/ДЛХ. -1985. -Т.53. -№9. -С.2X57 2161.

97. Рахматов A.M., Флисюк, Рашковская Н.Б., Белов В.М. Экспериментальное исследование продольного профиля скорости газа в аппаратах фонтанирующего слоя//ШХ. -Т.53. JP 3.-С.-558 - 562.

98. Лихачев И.Г. Флисюк О.М. Мясникова H.H. Модель процесса нанесения покрытий на дисперсные частицы в фонтанирующем слое//-IX. -1936. -Т.59. JP II. - С.2612 - 2614.

99. Полевич A.A. Интенсификация процесса сушки-гранулирования растворов и паст в фонтанирующем слое. -Автореф. дисс,канд.техн. наук. -ШГЛ. -М. -1933. I? с.

100. До Тхонг. Исследование процесса грануляции в фонтанирующем слое. -Автореф.дисс.канд.техн.наук. И. ±£иев.-1992. -16 с.

101. Камке 0. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. -М.: Наука. -1976. -576 с.

102. Уитеккер Е.П. Ватсон Г.И. Курс современного анализа,- 4.2 Трансцендентные функции. -М.: Гостехниздат. 1934. -463 с.)

103. Зенков Р.Л., Граневич Г.П. Исаев B.C. Бункерные устройства. -М.: Машиностроение. 1977. - 276 с.

104. Каганович I0.ÍT. Сыркин Л.Н. Каганович Л.Х. Унифицированный ряд аппаратов кипящего слоя//Химическая промышленность. -1933.10. -С.45 48.

105. Аэров М.З. Макеева Н.В. Холтунова Л.Н. Новые данные по гидродинамическому сопротивлению зернистого слоя//Т0ХТ. -1978. -Т.12. № 5. -С,768 - 770.

106. Аэров М.З. Тодес Ü.M. Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. -Л.: Химия.-1979. -176 с.

107. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. -М.:Знергия.-1970. -424 с,

108. Альтшуль АЛ. Киселев il.il. Гидравлика и аэродинамика. -М. Стройиздат. 1975. - 323 с.

109. I. Абрамович М, Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. -М,: Наука. -1979. -ИЗО !i 112. Дьяковнов В.П. Программирование на Бейсике. -Л.: Наука.I-1990 296 с. <1. ПШСШНИЕ I

110. Граничные условия формулируются в виде (2.3) с соотношениями, отражающими непрерывность функции а(х) и потока влаги в слое в точке х » С ;41Л и* = *аГ, . иА\м "'Ь-Гг!и ¿х- 0>. где * ^ 1. У-о1. Ыг-ЪЪъ^Сь- (1.4')1. Че^-С» + ^е^Сц * о V

111. Решение системы (I) с нахождением констант С^ С^ по методу Гауса дало следующий вид констант С^ - С^:р а» иГ< ЪЫ. г2)р * иГ, '* -Л• Л1. Сь * Ао — ~1. Л ч

112. Исходная система уравнений для определения констант С^ С^ име^т вид