Разработка методов исследования структуры потоков дисперсной системы "жидкость-твердое" и создание массообменных аппаратов с циркуляционным слоем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, доктор технических наук Полтавцев, Владимир Иванович

• Полтавцев, Владимир Иванович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Полтавцев, Владимир Иванович

с перемешиванием

1.3. Теория массообмена в системах Т:Ж

1.4. Массообменные аппараты в системе Т:Ж:Г

Глава П. СТРУКТУРА ПОТОКОВ В СЕКЦИОНИРОВАННОМ АППАРАТЕ

2.1. Технологическая конечность отклика

2.2. Механизм образования отклика

2.3. Геометрическая прогрессия состава объема ступеней

2.4. Двухпараметрическая модель ступенчатого проиесса с идеальной циркуляцией и спектр

времени пребывания частиц

2.5. Матричное моделирование отклика ступеней

2.6. Линейно-переменный массив частей отклика СЦМ

2.7. Передаточная и П-образная функции ступенчато-шркуляпионной модели

2.8. Уровни иерархии типовых математических моделей

2.9. Определение параметров СЦМ из эксперимента

2.10. Двухпараметрическая модель ступенчатого процесса

с экспериментальными коэффютентами

Глава Ш. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ

3.1. Физическая модель процесса

3.2. Решение краевой задачи нестационарной массопроводности процесса регенерации

3.3. Анализ решения математической модели

Глава 1У. МАССООБМЕН В СЕКЦИОНИРОВАННОМ ТВС

4.1. Кинетика проточного проиесса

4.2. Кинетика непроточного процесса

4.3. Кинетика многоеекиионного проточного процесса

4.4. Кинетика секционированного противотока

Глава. У. СЕКЦИОНИРОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ВИХРЕВОГО СЛОЯ

5.1. Трехфазный вихревой слой

5.2. Гидравлическое сопротивление слоя

и его пределы существования

5.3. Структура 3-х фазного потока в плоских шркуляторах

5.4. Производительность затопленных шркуляторов

5.5. Противоточное. взаимодействие фаз

5.6. Движение твердой фазы в секционированном слое

Глава У1. ЭКСПЕБШЕНТАЛЬНУЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. TBC

6Д. Движение одиночного газового пузыри

6.2. Скорость движения гранул в TBC

6.3. Односекщонный периодический проточный процесс

6.4. Лабораторный периодический непроточный процесс

6.5. Проточный многосекционный процесс

6.6. Межсекционное движение потоков

6.7. Производительность затопленного отркулятора

6.8. Осмотическая прочность ионитов в TBC

Глава УП. ПРОМЬШШЕННЫЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ АППАРАТЫ

И УСТАНОВКИ .

7.1. Лабораторные аппараты

7.2. Деаэраторы

7.3. Экстракторы

7.4. Сверхскоростные ионообменные фильтры

7.5. Карусельный массообменный аппарат

7.6. Ступени ионообменных аппаратов

7.7. Способ посадки слоя

7.8. Влажный пар как газовая фаза TBC

7.9. Дроссели и клапана

7.10. Гидрататор

7.11. Классификация аппаратуры и вспомогательных устройств

7.12. Оптимизация прртивоточного процесса

регенерации КУ-2-8 в циркуляционном слое

7.13. Непрерывный ионообменный катализ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов исследования структуры потоков дисперсной системы "жидкость-твердое" и создание массообменных аппаратов с циркуляционным слоем»

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс современного состояния науки в химической технологии покоится на трёх составляющих: интенсификация процесса, углубление теории, конструирование аппаратуры. Направленность данной работы отвечает требованиям теории и практики основных мас-сообменных процессов как в России, так и за рубежом: переход к новым технологическим системам, повышение единичной мощности аппаратов при одновременном уменьшении их габаритов, а также повышение эффективности использования математической теории в прикладных целях.

Так называемые трёхфазные системы: твёрдые частицы - жидкость - газ, используются в производстве с момента возникновения промышленных методов переработки сырья, гранулированных материалов, растворов и паст, каталитических продуктов и применяются в различных отраслях промышленности. Использование метода псевдоожижения и его реализация в последовательно соединённых ступенях составляют важный фактор интенсификации медленных диффузионных процессов. Недостаточное развитие исследований трёхфазных систем объясняется большими трудностями лабораторного моделирования гетерогенного (дважды!) взаимодействия фаз, которое однако имеет ряд неоспоримых преимуществ: возможность контакта фаз неопределённо длительное время с максимальной поверхностью взаимодействия; исключение конкурентных влияний и ограничений друг на друга гидродинамики и массопереноса; сравнительно простое конструктивное оформление; высокое соотношение Т:Ж, создающее, может быть, единственную возможность дяя низкорасходного и экономичного ведения непрерывных процессов. Кроме того, прогресс в развитии химической технологии современного производства осуществляется под тяжелейшим прессом экологических проблем: замкнутое во-

допользование, сокращение стоков, расходные коэф^ишенты, приближающиеся к стехиометрическим, и т.д., решение которых часто зависит от уровня исследований трехфазных систем.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Современная химическая технология характеризуется широким применением вероятностно-статистических методов исследования и расчета химических и массообменных процессов на основе анализа структуры потоков с использованием метода функций распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате (ЕВП). Метод функций ЕВП особенно эффективен джя расчета и проектирования химических и массообменных процессов с линейной зависимостью кинетики от потенциала переноса и линейной равновесной характеристикой, а также в ситуациях, когда пробные возмущения по составу индикатора хорошо приближаются к $ -функции Дирака или идеальному ступенчатому воздействию.

Однако в случаях нелинейности указанных параметров метод функций внешнего ЕВП теряет свою эффективность, так как в этих случаях необходимо знание распределения частиц по их возрастам, отсчитываемых с момента входа частип в каждой секции аппарата. Кроме того, при анализе структуры потоков дисперсных сред, нанесение идеального импульсного возмущения типа 8 -функции Дирака практически невозможно.

В связи с этим возникает актуальная проблема создания эффективных методов расчета и конструирования химических и массообменных процессов с нелинейными параметрами при условии нанесения неидеаяьных пробных возмущений по составу дисперсной фазы. Данная проблема особенно актуальна для процессов с твердыми частицами, где изменение поля концентрации в каждой из них происходит с начала и до конца процесса и существенным является каждый отрезок времени пребывания на каждой ступени процесса. Более того в аппа-

ратах с внутренней циркуляцией частиц определяющим становится время и число рециклов до выхода частицы из ступени. Б таких условиях промышленные аппараты с кипящими и движущимися слоями, характеризуются неидеальным перемешиванием фаз. Поэтому отсутствует удовлетворительное математическое описание для расчета ступенчатых процессов в системах Т:Ж и Т:Ж:Г. По этим же причинам лишь формально применяется математический аппарат нестационарного массо-переноса дяя систем "жидкость-твердое" с линейными и нелинейными зависимостями коэффициента диффузии Ъ , которая наблюда-

ется в переработке самых различных материалов, пластических масс и т.д. Это сдерживает и разработку новых образцов массообменных аппаратов, реализующих нетрадиционные направления организации подобных процессов, например, с вихревой циркуляцией.

Одновременно с этим масштабы промышленного производства характеризуются интенсивным использованием природных ресурсов и нарастанием количества отходов, загрязняющих окружающую среду. Одним из главных источников загрязнения водоемов стали сточные воды химической и энергетической отраслей, при переработке которых наибольшее затруднение представляет очистка воды от смеси органических и минеральных компонентов.

Б Кузбассе, который является крупным топливо-энергетическим, химическим и горно-металлургическим комплексом страны, данная проблема стала критической. За длительный период с 1973 года по настоящее время Правительство много раз рассматривало неблагоприятную экологическую ситуацию в регионе. В то же время применение высоко производительных способов и аппаратов в системе Т:Ж решает наиболее острые природоохранные вопросы экологической практики.

Таким образом, разработка методов исследования структуры потоков дисперсной системы "Жидкость-твердое" и создание массообмен-

ных аппаратов с циркуляционным слоем представляется весьма актуальной.

Работа выполнялась в соответствии с координационными планами НИР АН СССР по направлению "Теоретические основы химической технологии" на 1981-1985 и 1986-1990 гг. по проблеме 2.27.2.6 "Разработка новых высокоэффективных аппаратов, методов их расчета и внедрение в химическое производство"; комплексной научно-технической программой Минвуза РСФСР п.593 от 15.10.81 г."Массообмен-ные пронессы в системах с твердой фазой", а в последнее время -региональной программой "Сибирь" СО АН СССР $383Д4 от 17.04.86г.

ЦЕЛЬЮ работы является моделирование структуры потоков густой суспензии детерминированного ступенчатого процесса, а также создание класса массообменных аппаратов с пиркулядаоннш трехфазным слоем и петлеобразным движением сорбента.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Разработан и математически обоснован сигнал трассера П-об-разной формы (П-сигнал), параметры которого впервые связаны с параметрами исследуемого процесса. Входящий в ступень поток замещен равным потоком сигнала в течение времени внутреннего решкла в ступени. На основе выбранных параметров П-сигнала определена величина его дозы, все частицы которой находятся в одинаковых условиях взаимодействия фаз в ступени.

2. Раскрыт механизм образования отклика в циркуляционной модели при ее испытании П-сигналом, основой которого является, уменьшение первоначальной дозы сигнала в течение каждого решкла с одновременным образованием: П-образной части в выходящем из ступени потоке и П-образной порпии в рабочем объеме ступени, причем последовательный ряд значений частей и поршй образует убывающие геометрические прогрессии.

3. Разработан метод моделирования входящего в аппарат потока сташонарной дискретной послед-оЕательностью доз, на каждую из которых перенесены форма и закономерности изменения дозы трассера сигнала в рабочем объеме ступени. Показано, что суммарный объем порпий стационарного ряда убывающей геометрической прогрессии равен рабочему объему единичной ступени плоского шркулятора, а суммарный объем частей - объему первоначальной дозы входящего потока.

4. Введено отражение ступенчатого процесса с трехфазным циркуляционным слоем комбинированной ступенчато-щркуляшонной моделью (СИМ). -

5. Исследована структура диркуляшонного потока с поршневым течением и неидеальным перемешиванием густой суспензии в детерминированном ступенчатом пропессе, содержащая внутренние спектры времени пребывания частиц, время задержки отклика и состав порпий частиц в ступенях и межсекиионннх перетоках. Разработано матричное представление структуры потока и отклика на П-сигнал для^--ой ступени процесса.

6. Найдены передаточные функшш для одно- и многоступенчатых циркуляционных систем, составные объем и время отклика, а также спектр величины его частей.

7. Решена задача нестационарного массопереноса в шаре при линейной изотерме равновесия, не проходящей через начало координат. Найден метод совмещенного расчета констант кинетики и равновесия для систем Т:Ж путем компьютерной поддержки лабораторного эксперимента.

8. Разработан метод аналитического расчета числа ступеней противоточного процесса на основе матрицы состава порций ступени, внутреннего распределения времени пребывания частиц и прямоточно-

го взаимодействия фаз в ступени.

9. Установлена область густых суспензий с постоянным контактом частиц друг с другом при пневматическом перемешивании, а также найдены условия и предел существования моно- и бикипящего трехфазного циркуляционного слоя с густой суспензией. Найден метод секционирования протиеоточного аппарата с последовательно соединенными плоскими пневматическими циркуляторами с прямым и петлеобразным движением жидкости.

10. Разработана классификация режимов эрлнфтного течения 3-х фазного потока в вертикальном канале. ,

П. Найдены новые направления совершенствования масеообмен-ной аппаратуры с трехфазным вихревым слоем и петлеобразным движением сорбента.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ценность.

1. Разработаны инженерные методы и средства компьютерной поддержки расчета массообменных секционированных аппаратов с новой разновидностью кипящего слоя - циркуляционным трехфазным.

2. Предложены технико-экономические и экологические рекомендации по проведению промышленных процессов, позволившие увели--чить:

- производительность процесса гидратации конита с 500 т/год (периодический метод) до 2000 т/год (непрерывный процесс) ;

- скорость фильтрации воды с 20-50 м/ч двойным проходом до 296 м/ч одинарным без потери качества.

На основе рекомендаций удалось сократить: а)объем ионита в фильтрах непрерывного действия в И раз;

б) расход хлорида натрия при регенерации ионита в 2,2 раза;

в) сброс сточных вод в петлеобразных ионообменных установках - в десятки раз.

и

Одновременно предложено использовать в качестве псевдоожижаю-щего агента низконапорный влажный водяной пар давлением до 0,08 МПа и утилизировать его тепло непосредственно в самом процессе.

3. Разработан и обоснован класс секционированных горизонтальных аппаратов и группа петлеобразных сверхскоростных ионообменных фильтров непрерывного действия, защищенных авторскими свидетельствами.

4. Результаты работы реализованы в практике проектирования схем и оборудования (технические решения) и внедрены непосредственно в промышленноета:

- секционированная противоточная установка для дегидратации' катионита КУ-2-8 (а.с.633545 "Массообменный аппарат"), КНПО"Карболит" (ныне А0"Токем", г.Кемерово); .

- регенератор и экстрактор по восстановлению и промывке катионита КУ-2х8 (а.с.789158 "Ионообменная колонна с пневматическим перемешиванием") на КП0"Азот" (г.Кемерово);

- клапанное устройство, не разрушающее ионит, (а.с. 866316 "Клапан для подачи суспензии") на Ш10"Азот" (г.Кемерово);

- устройство для регулирования расхода ионита в фильтрах непрерывного действия (а.с.874111 "Устройство для регулирования расхода суспензии") на КШ5"Азоти (г.Кемерово);

- устройство для ввода газа в аппарат в производстве корунда (а.с.808089 "Устройство для ввода газа в аппарат") на П0"Ко-рунд" (г.Чернореченский);

- экстрактор для исследования кинетики взаимодействия мелкозернистых материалов с жидкостью (а.с.597388 "Лабораторный экстрактор") в науч.-иссл.отраслевой лаб.М каф-ры ПМАХП КузШ (г.Кемерово);

- лабораторная эрлифтная установка для определения произво-

дительности эрлифтов (а.с.648246 "Лабораторная эрлифтная установка") в науч.-иссл.отраслевой лаб.М каф-ры ШШП КузПЙ (г.Кемерово) ;

- экстрактор для извлечения веществ из мелкозернистых материалов различной природы (а.с.827098 "Аппарат для контактирования в системе твёрдое тело - жидкость - газ") в науч.-иссл.отраслевой лаб.М каф-ры ПМАХП КузПЙ (г.Кемерово);

- способ взаимодействия твёрдой и жидкой фаз в режиме густой суспензии в производстве катионита КБС, Ш0"Азот", науч.-ироизводетвенная фирма "Инновация" (г.Кемерово).

5. Материалы книги "Массообменные аппараты в системе "твердое тело - жидкость", части I и 2-я, могут быть использованы в качестве учебного пособия для колледжей и университетов по химической и пищевой технологии, а также в качестве справочника для инженерно-технических и научных работников указанных отраслей.

АПРОБАЦИЯ работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на УП и X конгрессах по химической технологии (Прага, 1981 и 1990гг), конгрессе по промышленной технологии в современной техносфере ЮСТМ'96 (Москва, 1996), на 8-й Всероссийской конференции "Физико-химические основы и практическое применение ионообменных процессов" (Воронеж, 1996), 7-й Всесоюзной конференции "Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии" (Воронеж, 1991), 6-й Всесоюзной конференции с аналогичным названием (Воронеж, 1986), 5-й Всесоюзной конференции "Применение ионообменных материалов" (Воронеж, 1981), Биоконвер-сии-88 "Теоретические основы микробной конверсии" (Рига, 1988), 4-й Всесоюзной конференции "Аминокислоты для сельского хозяйства, пищевой промышленности, медицины и научных исследований" (Ереван,

1988), Всесоюзной конференции по экстракции и экстрагированию(Ри-га, 1982), 2-м симпозиуме по применению ЭВМ в химической технологии (Прага, 1973), 8-м семинаре преподавателей и научных сотрудников кафедр теплофизического профиля ВУЗов Сибири и Дальнего Востока "Теплофизические проблемы энергетических и природоохранных систем" (Иркутск, 1992), Всесоюзном научно-техническом семинаре ВДНХ "Ионообменные материалы в народном хозяйстве" (Москва, 1977), 6-й Всесоюзной конференции по диффузии в полимерных материалах (Звенигород, 1980), Всесоюзном совещании по новым аппаратам в химической технологии (Сумы, 1980), и подобных республиканских и областных конференциях.

ПУБЖМЦИИ. По теме исследования опубликованы: монография (в двух частях), обзорная информация и 76 публикаций, а также 27 авторских свидетельств.

Условные обозначения:

6 - порозность гранулированного слоя

соотношение Т:Ж при равенстве объёмов жидкости и межгранульного пространства TBC

36. - соотношение Т:Ж при остановке TBC

- угловая скорость вращения вихря

ufc - скорость суспензии в пассивной зоне TBC

HQ - начальная высота слоя

В - ширина слоя

- плотность фаз: жидкой, твёрдой, газовой

Д - диаметр подвода, коэффициент диффузии

Рт, 0Г - потоки: твёрдой фазы, газа

- угол естественного откоса материала: в жидкости, в газе

О, 0ЧПЯ- потоки в циркуляционной модели: сквозной (входящий), эрлифта

V. объём ступени, поток циркуляции

/ 7

£/С - интервал времени (одного рецикла) Т - среднее время пребывания

- объём порции твёрдой фазы (трассёра)

С0 - первоначальная концентрация твёрдой фазы (трассёра)

- объём части в отклике

Я - интенсивность циркуляции

Ъ - время, шаг в траектории пузыря

К - радиус пузыря, частицы

1) - высота

о1ф - диаметр частиц

высота

р, S - оператор, комплексная переменная

га - доля обратного потока

JV - число ступеней (секций)

m,L •. • »V»Ф — индексы геометрических прогрессий

• • ♦»

Z г входная порпия трассёра в СЩ с экспериментальными коэффи

циентами

- там же объём части в отклике

9) - соотношение Т:Ж в материальном балансе прямоточного

« процесса

X - рабочая концентрация в жидкости

У,У - концентрации в твёрдой фазе: рабочая и равновесная

ЭР - суммарное кол-во целевого компонента с 1-го по 1-й

ПРИЛОЖЕНИЕ: уО - начальная ^концентрация при определении Д £(1,Д,Р)- теоретическая степень отработки зерна

*"*$"(.$ ~ экспеРиментальная степень отработки зерна

Х0> . • • Л9 - соответствующее время её достижения

1гасе I - график (трасса) кинетики на основе ДСр 1?аее 2 Ехр - экспериментальный график кинетики к = 0.217 - константа равновесия

хЗ, х2, х1 - концентрации жидкости в узловых точках прямоточного процесса

уЗ, у2, у! - то же для твёрдой фазы (рис.5.10) у(х>- равновесная кривая ,

А - константа равновесия (линейной зависимости) в пределах прямоточного процесса

Щ =<Т\ • 0, щ= ЗГ • 1,45, ... - приближения для определения корней

^Х - корни характеристического уравнения

.о> »1^59 - время кинетики прямоточного процесса

Р$0» ..., Р^д - соответствующая степень отработки

А» ? - элементы матрицы переменного массива

ч

О, - расход твёрдой фазы Д - интервал времени (рецикла) -©V - объём входящей порции

¿V"» $Р - суммарные: объём твёрдой фазы и падение концентрации в ней ■

- цена тонны металлического листа Дп - цена подвода Дэ - цена эрлифта Ц - пена квт установочной мощности Мд - масса подвода Мэ - масса эрлифта

Термины и аббревиатуры:

1. Технологическая конечность отклика - полное вымывание трассера вплоть до последней частицы или до предела чувствительности метода анализа.

2. Доза, порция, часть: первоначальное количество трассера (доза) в каждом рецикле циркулятора распадается на две составляющих - большую (порпия), остающуюся в рабочем объеме ступени, и меньшую (часть), удаляемую выходящим потоком.

3. Циркулятор: математически - периодическая не- или затухающая функция (синус, косинус и т.п.); физически - устройство с движением среды в рабочем объеме по рециклам.

4. П-сигнал: доза трассера, замещающая входящий, шток в течение времени рецикла. Параметры П-сигнала впервые (по сравнению с

»

известными сигналами) связаны с параметрами изучаемого процесса.

5. Внешнее ЕШ: функция отклика трассера в координатах доля трассера - время пребывания этой доли.

■V

6. Внутреннее ЕВП: распределение времени пребывания каждой составляющей каждой доли трассера.

7. СИФ - сверхскоростной ионообменный фильтр. Скорость фильтрации воды в нем более 240 м/час.

8. ИФВД - ионообменный фильтр непрерывного действия

I

9. ^(2.12) - суммирование всех выражений системы 2.12.

1 ' : -ч.--;---.^

ГЛАВА I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИЙ 3-х ФАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ Г.Г. Гидродинамика трёхфазных систем Промышленное применение трёхфазных систем (ТФС) постепенно приобрело всеобъемлющий характер (табл.1.1), но химия и цветная металлургия сохраняют ведущее положение по их использованию [г].

Таблица 1.1.

М Система, температура С , соотношение Т:Ж

Режим, аппарат, ст еп.извлечения%

Цель обработки, источник

Г. Водяной пар - вода - частицы каучука, Г00, 1:Г,9

Барботаж, 99

2. Кислород -- уголь, I

щелочи Барботаж, 90

3. Водяной пар - раствор сахара - сахарная свекла, ТОО, 1:2,3

4. Воздух - рассол- ионит, до 120, 1:3,8

5. Воздух - вода - песчано-гравийная смесь, 20, 1:5

6. Воздух - сточные воды- -активный ил, 20, Г:Г0

7. Нейтральный газ - смесь бензола и охлаждающего рассола - кристаллы бензола, до -15, 1:4

Кипение суспензии, 99

Аппарат Пачук

Эрлифтный канал

Барботаж газа, 90

Барботаж, 95

8. Продукты горения - 40% раствор сульфата аммония -кристаллы сульфата, ТОО, I

9. Воздух - пульпа - ионит, 60, 1:4

10. Воздух - растворитель -урановая руда, 60, 1:3

1Г. Воздух - раствор цианидов - песок, 20, 1:4

12. Воздух - раствор соды, щелочи и' сульфата меди -медный концентрат, 1:5

13. Воздух - 6-8% раствор серной-кислоты - шлак, 1:2

Барботаж, 99 :Г,5

Каскад аппаратов Пачук, 99

Аппарат Пачук, 99

Барботаж, 99,5

Обработка под давлением, 99

Аппарат Пачук, 90-92

Очистка частиц от НМС [2]

Извлечение гуми-новых кислот [3]

Извлечение сахара [4]

Сорбция иода из рассола[5]

Добыча песка и гравия [6]

Очистка сточных . 1 вод от органики [7]

Получение крио- . таллов бензола [8]

Получение кристаллов сульфата [9]

Чг

Извлечение урана из руд [ГО]

Извлечение урана из руд [II]

Извлечение золота [12]

Извлечение рения [ГЗ, 14]

Извлечение ванадия [15]

14. Хлор - расплав солей -шихта с титаном и коксом - 900, I:3,5

15. Воздух - раствор серной* кислоты - ильменитовый концентрат, 65, Г:8

Г6. Двуокись серы - раствор сернойг кислоты -кек, 80, 1:7,5

17. Хлор - раствор катализатора - кек, 80, 1:5

18. Воздух - 8 н. раствор HCl - металлургическая пыль, 85, Г: (5-10)

19. Углекислый газ - раствор соды - бэта-подумен, 200, 1:48

20. Воздух - вода - бэта-подумен, ТОО, 1:40

21. Углекислый газ - вода -углекислый литиЩ 60,

22. Кислород, азот - жидкий кислород, азот - иониты, минус 196, 1:2

23. Воздух - фенол, олефины -иониты, 40, 1:4

24. Паровая фаза - ацетопро-пилацетат - ионит в виде колец рашига, температура кипения смеси, Г:1

Барботаж, 97-98

Периодический процесс, 94-97

Барботаж, 98

Барботаж, 96 Барботаж, 98

Обработка под давлением

Барботаж, более ■99

Барботаж, 98

Барботаж, помол гранул, 100

Барботаж, 78

Барботаж, 98

Извлечение титана[I6]

Извлечение тита-на[17]

Извлечение германия [18]

Извлечение индия, галлия [19]

Извлечение германия [20]

Извлечение лития [21]

Извлечение.сульфата лития[21]

Получение углекислого газа [23]

Получение порошковых ионитов[24]

Апеллирование фенолов [25]

Гидролиз ацето-про пи л аде т ат[129]

Можно говорить, что температурный" интервал проведения процессов в трёхфазных системах практически неограничен, а чистота и степень извлечения целевого компонента соизмеримы (во многих случаях и вше) с аналогичными показателями других промышленных методов. Особо следует остановиться на анализе одного из параметров -трёхфазных систем - соотношении Т:Ж. Для периодических процессов он характеризует соотношение фаз в рабочем объёме, а для непрерывных нужны две характеристики: соотношение фаз в рабочем объёме и соотношение потоков, проходящих через рабочий объём, что пока ещё не нашло чёткого отражения в научно-технической литературе.

Проведенный анализ Срис.Г.1) случаев применения трехфазных систем с определенным соотношением Т:Ж по четырем отраслям промышленности: цветной металлургии, химической*, фармацевтической к пищевой; показывает, что проявляется тенденция к уменьшению количества жидкости в процессах, т.е. к увеличению соотношения Т:Ж. Наилучшие показатели достигнуты в фармацевтике и пищевой.индуст* рии, но только при настаивании и. кипячении в периодическом про-

Плотность вероятности ^ применения

/ / о / \

а / / X / ( /у* О J -'Л1 V

о "А i /i о 1 о, V 0 1 1, —1>-

Г: 20

1:10

1:5

1:1

5:1 Т:Ж

Рис.1.1. Зависимость применения трехфазных систем от соотношения Т:Ж'. I-цветная металлургия, 2-химическая промышленность, З-фармацевтическая и пищевая промышленность (данные за период с 1971 по 1990 гг).

цеесе. Из графиков видно, что процессы с кипящим слоем при со-'

отношении Т:Ж более, чем 1,9:1, не используются, что приводит,

например, в гидрометаллургии к огромным перерасходам жидкости,

т.к. перерабатываются потоки руды производительностью несколько

миллионов тонн в год.

Учитывая, что трехфазные системы являются дважды гетерогенными (по твердым частицам и газовым пузырям), следует указать на отсутствие в настоящее время в научно-технической литературе полного теоретического описания гидродинамики стационарного трехфазного слоя. Методологически чаще всего используется! идея сведения сложного к более простому: двухфазная среда - к квазигомогенной, трехфазная - к двухфазной, одна из фаз которой опять-таки являет-

ся квазигомогенной [26-2в] . Упрощение системы неизбежно приводит к появлению так называемых эффективных параметров: плотности, вязкости и т.п., определение которых обусловлено использованием физических и математических моделей. Так соотношение фаз характеризуется [29] долями объема, которые занимает в системе каждая

6Т+£Ж+£Г*=1 (Г.Г)

Там же определяют задержку какойчлибо из фаз как её объемную долю в многофазной системе. Из работ по барботажу и псевдоожижению известно, что величину & обычно называют порозностью системы Т:Г, хотя, нужно называть ее газосодержацием в системе Т:Г, а величину 6г - газосодержанием,и это правильно как для: 2-х, так и для 3-х фазных систем. Возникшие исторически термины: порозность и газосодержание-в настоящее время уже являются тормозом при рассмотрении работ различных авторов по гидромеханике многофазных систем. Ещё большее разнообразие существует в научно! литературе по обозначению соотношений фаз Т:Ж, Т:Г и Г:Ж, которые для 2-х фазных систем совпадают по содержанию и смыслу с величинами уравнения (1.1), а для трехфазных систем являются самостоятельными параметрами. В технической литературе не введено отличие соотношения двух фаз от соотношения потоков в процессе (или аппарате) для! этих же фаз. Качественная картина имеющихся сведений по соотношению фаз двух- и трехфазных систем и их классификация даны на рис. 1.2. Диаграмма основывается на двухфазной системе Г:Ж, барботажное и пенное состояния которой подробно и глубоко изучены. Анализ публикаций журнала ТОХТ показывает, что работы многих исследователей по двухфазным системам как бы группируются по сторонам треугольника Т:Ж: Г, но внутренняя область диаграммы, соответствующая трехфазным системам, может быть заполнена.на основе этого анализа примерно на 60$ её площади. Исследований систем с высоким содержанием твердой" фазы практически нет. С другой'стороны, во многих отраслях промышленности перерабатывают шламы чаще

всего путём механического перемешивания. Диаграмма показывает, что пустая 40%-я область служит переходом между 3-х фазными системами и шламами, но условия перехода пока неизвестны.

Рис.1.2. Диаграмма существования многофазных систем.

Плотность 3-х фазных систем зависит от их физических свойств и типа газодутьевого устройства. Последние по характеру ввода газа распределены на три группы: I. Устройства с подачей^газа равномерно по сечению технологического аппарата [30] . 2. Фонтанирующий ввод газа и соответственно фонтанирующий слой [31] в аппарате. 3. Щелевой ввод газа [32] , который может [зз] проводиться через ряд отверстий. Для 3-х фазных систем известны немногочисленные работы [34,37], в которых рассматривается плотность системы. Поскольку газосодержание в наибольшей степени влияет на плотность всей системы, постольку плоские кипящие слои имеют наименьшую плотно-

сть, а фонтанирующие - наибольшую. Авторы [22] использую,т метод синтеза систем Г:Ж и Т:Ж.для анализа экспериментальных данных по трёхфазному слою. Но нельзя забывать, что ТПС в этой работе ожи-жается двумя агентами: газом и жидкостью. На диаграмме (рис.1.2) такому рассмотрению соответствует поворот радиуса-вектора из точки "Ж" от стороны треугольника Г:Ж до стороны Т:Ж. Вязкость многофазных систем представлена в многочисленных работах [26-29,36, 4б] , но данные получены при максимальном содержании дисперсной твёрдой фазы до 50% об.

Самое пристальное внимание при проведении исследований вызывает гидравлическое сопротивление многофазных систем, поскольку оно определяет энергетические затраты на их организацию. Для трёхфазных процессов гидравлическое сопротивление определено для плоских [29] и фонтанирующих [31] кипящих слоёв. Отмечены многочисленные совпадения по расчёту гидравлического сопротивления двух- и трёхфазных систем во всех типах кипящих слоёв [22] , кроме вихревого трёхфазного, по которому нет данных. Характерно, что исследования трёхфазного слоя проводились с низким содержанием твёрдой фазы, Другой особенностью проводимых исследований по ДР можно считать узкий характер проводимых работ, заключающийся в том, что: X. Не затрагивается предыстория кипящего слоя - продолжительность остановки, условия запуска процесса, характер изменения физических свойств твёрдой фазы во время остановки и другие рабочие параметры. 2. Не рассматривается возможность фильтрации жидкости в газодутьевые устройства при остановках процесса. Симптоматично за то, что в области цветной металлургии нет соответствующего объёма исследований по трёхфазным системам. В частности, по гидравлическому сопротивлению слоя эта область накопила промышленные опытные данные при эксплуатации аппаратов и вопрос как бы снят с рассмотрения. В то же время использование трёхфазных каталитических процессов требует проведения подобных

работ [38,41]. Исследования по перемешиванию фаз не столько отвечают на вопрос о перемешивании, сколько на многие другие: геометрическое соотношение линейных размеров слоя [б?], объёмная и линейная скорости подачи газа или жидкости ¡35,39] , пространственное расположение газовводов [33] » соотношение плотных и разряженных зон слоя [48], наличие и влияние дополнительных элементов [4б], движение трассёра с импульсным и ступенчатым вводом [зо] и т.д. Собственно характеристики перемешивания: эффективность и интенсивность, а главное - распределение частиц по пространству и времени пребывания - отражаются слабо, либо вовсе никак и часто подменяются обсуждением приближения-данной системы к модели идеального перемешивания.

Содержание псевдоожижающего агента чаще всего звучит как газосодержание [53]. Учитывая интенсивность исследования массооб-менных процессов в системе Г:Ж, можно говорить о неограниченном числе публикаций по данному вопросу. В трёхфазных системах наиболее широко гозосодержание изучено в плоских слоях [22,37,53]. Дэвидсоном и Харрисоном [54] предложено разделить поток газа в системе на две составляющих, введя [б з] понятия агрегатного и пузырькового газосодержания. Исследования по движению псевдоожижа-ющего агента в принципе немногочисленны, а их авторы как правило проводят аналогию между движением газа в системе Т:Г и движением жидкости в системе Т:Ж [54]. Подчас такая аналогия переносится и на трёхфазную систему [22]. Подавляющее большинство литературных источников отражает исследования по движению газа в системе Т:Г [56,62,63], причём разработана весьма сложная методика проведения эксперимента [бб]. Действительная картина взаимодействия газа и гранул представлена в настоящее время разнообразными [б5,5б] , часто уточняющими друг друга, физическими моделями, на основе которых выполнены попытки описания движения как сплошной части газового потока, так и движения пузырей. Некоторые характерные осо-

бенности явления, как-то: а) большая часть газового потока проходит через слой в виде пузырей; б) в слое происходят дробление и коалесценция пузырей; в) ламинарный характер газового потока в слое и т.д., вызывают единодушную оценку большинства исследователей, некоторые нет: г) характер образования пузырей; д) режим движения газа между областью пузыря и непрерывной фазой; е) наличие силового поля в пузыре. Иногда в исследованиях есть •лишь указание на наличие какого-либо эффекта, например: ж) характер взаимодействия фаз в корме пузыря [29] .

Меньше работ [41,42,58,59] связано с исследованиями движения газовой фазы в виде пузырей и струй в системе Г:Ж. Из них известно, что признаки а), б), г) имеют место и в этой системе, но также существуют и особенности, присущие лишь газо-жидкостным слоям: непрямолинейное движение пузырей, образование рваной вихревой дорожки в корме пузыря, пена на поверхности слоя, деформация объёма пузыря при движении и т.д. Ещё меньше работ, например [60-62], посвящено исследованию трёхфазных систем. Поскольку 3-х фазный слой можно получить наложением двух систем - Г:Ж и Г:Т, то и подход к исследованию трёхфазных систем идёт как бы с двух сторон. Анализ опубликованных работ по Т:Ж:Г выявляет известность следующих научных положений: понижение газосодержания при переходе от плоского кипящего слоя к фонтанирующему, а также при увеличении содержания твёрдой фазы в самом плоском слое; соотношение Т:Ж как правило не превышает 1,1:1; коалесценпия увеличивается с увеличением эффективной вязкоети слоя, а в случае системы Г:Ж - повышения вязкости жидкости; жидкостное псевдоожижение совместно с газовым даёт "водяной" пузырь, в лобовой части которого стремятся собраться газовые пузыри; эффективная вязкость системы повышается с уменьшением диаметра частиц и порозности слоя; пузыри в более вязких системах имеют больший угол обхвата лобовой части; при увеличении порозности слоя твёрдой фазы

форма пузыря меняется со сферической на эллипсоидальную; величина межфазной поверхности в системе Г:Ж падает с уменьшением поро-зности слоя твёрдых частиц; основной эффект в перемешивание твёрдой фазы вносят пузыри газа, за счёт захвата гранул в кормовые зоны и их переноса по высоте слоя.

Основы теории и методы расчёта производительности циркулято-ров и эрлифтов в системе Г:Ж даны в монографии [тх] , в последующее время выходили единичные публикации [б,72], причём все они относятся к непогружным эрлифтам. Исследование работы погружных эрлифтов в литературе отсутствует, хотя практическое их применение широко распространено.

Вопрос движения потока между секциями остро встаёт лишь для 2-х и 3-х фазных систем при организации движения гранулированных материалов по секционированному рабочему объёму [85,8б]. В литературе даются работы по двухфазным системам [54], для трёхфазных известно лишь применение эрлифта [б7] в виде переточного устройства. Естественный переток гранул как сыпучей массы себя не оправдал - её течение является циклически-обвальным с тенденцией усиления явлений обратного перемешивания [бэ].

В Ы В О Д Ы:

1. Нет данных для построения полного вида диаграммы"Т:Ж:Г, особенно в области высоких содержаний твёрдой фазы.

2. Неизвестны закономерности перехода системы Г:Ж в систему Г:Т через область существования трёхфазной системы.

3. Неизвестен верхний предел существования трёхфазной системы.

4. Не выявлено и не классифицировано соотношение фаз и потоков в экспериментальных и промышленных трёхфазных системах.

5. Отсутствуют исследования трёхфазных вихревых слоёв и их гидравлического сопротивления во всём диапазоне существования системы Т:Ж:Г.

" *

/

6. В соизмеримых с продолжительностью процесса масштабах не затронуты вопросы предыстории и последействия 3-х фазных промышленных систем.

7. Отсутствуют оценки 3-х фазных вихревых систем на основе исследований объёмной производительности движителя (эрлифта).

8. Нет исследований режима движения и формы пузырей в вихревых трёхфазных системах.

9. Для 3-х фазных вихревых систем неизвестны явления в кормовой части пузыря.

10. Нет исследований по измерению производительности погружных эрлифтов, как в гомо- , так и в гетерогенных системах.

1.2. Структура потоков в секционированных аппаратах с перемешиванием

К настоящему..времени объём исследований по структуре штоков в секционированных системах чрезвычайно широк |?8Д69]. Начало им положила химическая кинетика, где остро стоял вопрос об определении доли прореагировавшего вещества и где плодотворным оказался принцип "чёрного ящика", на основе которого образован целый класс идеальных моделей: перемешивания, вытеснения, ячеечной, диффузионной и т.д. Секционирование служит действенным средством интенсификации массообмена и в случае применения трёхфазных систем [1,10,12,31]: в большинстве секционирование относится к горизонтальным системам [1,ю], немногочисленные случаи - к вертикальным [67,68] и лишь единичные случаи [б9] являют пример совмещения этих принципов при аппаратурном оформлении процесса. Первая реализация противотока [70] существует сейчас во множестве вариантов, практически повторяющихся. Основной недостаток этих вариантов и трёхфазных систем вообще - высокий коэффициент продольного перемешивания и в прямом и в обратном направлениях. Анализ существующих секционированных 2-х и 3-х фазных систем явственно выявляет основной мотив их развития - получение противоточ-

ного процесса с низким коэффициентом продольного перемешивания. В целом принцип "чёрного ящика" [73,74] оказался чрезвычайно эффективным методом и легко реализовался в химических реакторах при расчётах взаимодействия твёрдых гранулированных материалов [75-77] , но в массообменных процессах возникла специфическая трудность, связанная с сегрегационными свойствами ансамбля частиц [78], которые вышли за пределы первоначальных исследований [74]. На основе работ по сушке гранулированных материалов [зз], можно предполагать, что закон больших чисел справедлив для секционированных систем, но прямого ответа на эти вопросы пока не получено [79]. Неудивительно [66,80] , что основы расчёта базируются на идеальной модели перемешивания. К тому же имеют место [81] особые трудности при изучении'работы промышленных аппаратов с большим реакционным объёмом и невысокой объёмной скоростью потока. Графические методы расчёта многосекционных систем не нашли широкого применения [82,84], поскольку имеют грубо приближенный характер. До сих пор основу моделирования секционированных массо-

Диффузионная модель

Идеальное перемешивание

Идеальное вытеснение

| Ячеечная модель | _____

Рис.1.3. Идеальные модели секционированных процессов

обменных процессов составляют четыре классические модели: перемешивания, вытеснения, ячеечная и диффузионная (рис.1.3). Для горизонтальных секционированных процессов (секционированный ТВС входит в эту группу) наиболее часто при расчётах применяют ячеечную модель. Недостатки её общеизвестны: высокая жесткость, связанная с абсолютной идеализацией перемешивания; единственный па-

раметр - число ступеней - для интерпретации экспериментальных данных; наличие теоретического проскока первых порций трассёра при явственном и чётко выраженном запаздывании отклика в лабораторных моделях и, тем более, в промышленных аппаратах. Трудности моделирования секщюнированных массообменных процессов на основе ячеечной модели общеизвестны [бб].

Современная химическая технология характеризуется широким применением статистическо-вероятностных методов для исследования и расчета химических процессов, в которых вещество в момент реакции мгновенно переходит из одного состояния .в другое [73]. В целом экспериментально найденная функция Ш1 вещества в одном из состояний достоверно отражает кинетику химического, процесса, основным параметром которого является время пребывания вещества до момента реакции и несущественно, как это время распределяется по ступеням рабочего объема. Поэтому вероятностный подход не различает путь движения реагирующих одновременно, но имеющих разное время пребывания, частиц в сту пенчатом стохастическом процессе.

Совершенно иная картина наблюдается в физических процессах химической технологии, особенно в процессах с твердой фазой, где изменение поля концентрации в частице происходит с начала и до конпа процесса и существенным является каждый отрезок времени пребывания на каждой ступени процесса. Более того в аппаратах с внутренней циркуляцией частиц определяющим становится время рецикла и их число до выхода частицы из ступени. Отсюда формальное применение вероятностных методов для подобных процессов приводит к неоправданному усреднению состава частиц в отклике второй и поел едущих ступеней. По этим же причинам лишь формально применяется математический аппарат нестационарного массопереноса для систем "твердое-жидкость" с линейной и нелинейной зависимо-

стью коэффициента диффузии от радиуса и концентрации компонента в частице, которая наблюдается в переработке самых различных материалов, пластических масс и т.д. Невозможно учесть функщш распределения частиц по размерам, взаимовлияние концентрашонных полей двух рядом расположенных частип и т.д. Физика процесса остается нераскрытой.

Применение усложненных моделей, полученных комбинацией простых, быстро приводит к трудностям чисто математического плана, принуждая использовать приближённые методы [?7,83] . Отсюда их недостатки: кинетика взаимодействия фаз описывается грубым усреднением полей концентрации целевого компонента, а размеры аппаратов .берут с большим запасом. При исключительной широте исследований и использованию их результатов в изучении структуры потоков в секционированных системах никто не ставит следующий вопрос - каково время пребывания каждой частицы в каждой ступени таких систем? Но каждая частица имеет своё интервальное поле концентрации, зависящее от времени контакта с жидкостью в каждой секции, и данный вопрос остаётся нерешенной проблемой структуры потока.

ВЫВОДЫ:

I. Не-известны исследования по решению проблемы межсекционного движения гранулированного материала в трёхфазных системах с точным определением времени пребывания каждой частицы в каждой ступени процесса.

2о Существующие простые модели не отражают неидеальность перемешивания в промышленных аппаратах.

3. Не~известны исследования и методы (кроме секционирования) борьбы с продольным перемешиванием в трёхфазных системах.

1.3. Теория массообмена в системах Т:Ж Основные процессы массопередачи химической технологии являются сочетанием взаимодействия трёх фаз: твёрдой, жидкой и газообразной, исключая хиазму. Сразу заметно (рис. 1.4) преобладание

количества процессов в системе Т:Ж по

сравнению с дру-

I. Экстрагирование

0

1. Сушка

2. Адсорбция

3. Десорбция

4. Сублимация

5. Десублимация

6. Химические Г:Т

1. Абсорбция

2. Десорбция

3. Ректификация

4. Хемосорбпия

Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты химической технологии», Полтавцев, Владимир Иванович

ВЫВОД Ы:

1. Создан класс непрерывнодействующих пневматических проти-воточных аппаратов с TBC.

2. Создана ветвь СИФ класса петлеобразных установок на основе секционированных аппаратов с TBC густой суспензии.

3. Найден метод опережающего принудительного движения жидкости по секциям ступенчатого аппарата в интервале суспензий X-96«

4. Выявлены основные и решены для данного класса аппаратов проблемы развития пневматических массообменных установок: сокращение расхода газа, само устойчивость работы межсекционных перетоков, неразрушащие условия процесса и механизмов установки, равномерное время обработки твёрдой фазы.

5. Показана экономичность СИФ по воде и регенерантам и мало-отходность по сточным водам.

6. Дана классификация предложенной аппаратуры и вспомогательных устройств.

7. Показана применимость трехфазных систем в промышленном процессе гидратации ионита.

8. Создан алгоритм оптимизации процесса в циркуляционном слое.

9. Показана применимость предложенной аппаратуры в непрерывном ионообменном катализе.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Полтавцев, Владимир Иванович, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА:

1. Судариков Б.Н., Раков Э.Г. Процессы и аппараты урановых произ-

водств.- М.: Машиностроение, 1969.

2. Ермаков В.И. и др. ТОХТ, 1976, ЖЕ, с.137.

3. Исхаков Х.А. Овыборе сырья для производства гуминовых удобре-

ний, Карат, ф-л И1И. Караганда, 1964.

4. Аксельруд Г.А. и др. Цвет.мет., X97I, №2, с.31.

5. Казаков Е.В. и др. ЖФХ, 1973, Ш., с.2868.

6. Пономарёв Н.И., Шаповалов H.A. Эрлифтная установка для добычи

гравийно-песчаной смеси.- Речной флот, 1969, ЖЗ, с.18.

7. Мияхара Т. и др. Механизм выноса твёрдых частиц из псевдоожи-

женного слоя газ-жидкость-твёрдое. АЙЧЕ журн.,1989, Jfc7,c.II95.

8. Бэмфорт A.B. Промышленная кристаллизация.- М.: Химия, 1969.

9. Панов В.й. и др. Классификация промышленных кристаллизаторов.

-В кн.: Промышленная кристаллизация,НИ0ХИМ,Л. .Химия,1969.

10. Галкин Н.П., Тихомиров В.Б. Основные процессы и аппараты технологии урана.- М.: Госатомиздат, 1961.

11. Рутвен Д., Чинг С.Б.Противоток и моделирование противоточннх адсорбционных процессов разделения. Кем.Енж.Ски.-1989 ,$5, с. II»

12. Плаксин И.Н. Металлургия золота, серебра и платины.- М.: Мё-таллургиздат, ч.1, 1935.

13. Лебедев К.Б. и др. Сб.Рений.- М.: Наука, 1964.

14. Родзаевский В.В., Лазарев А.И. Цв.мет., 1961, JfU, с.55.

15. Ростокер У. Металлургия ванадия.- М.: ИЛ, 1959.

16. Сергеев В.В. Металлургия титана. - М.:Металлургиздат, 1964.

17. Сергеев В.В. и др.Металлургия титана.-М. :Металлургизд0, 1964.

18. Поуэлл А.Р. и др. Сб.Германий.- М.: ИЛ, 1955.

19. Пат. 109.839 (ЧССР). Способ получения германия/В.Креле, 1964.

20. Поуэлл А.Р., Левер Ф.М., Уолпол P.E. Производство германия.--М.: ИЛ, 1954.

21. Шамрай Ф.И. Литий и его сплавы.- М.: Ш СССР, 1952.

22. Ермакова А., Зиганшин Г.К., Слинько М.Г. Гидродинамика газожидкостного реактора с псевдоожиженным слоем твёрдого материала,- ТОХТ, 1970, J0L, с.95.

23. Карякин Ю.В. "Чистые химические реактивы.-М.-Л. :Госхимизд.1974.

24. Пат. 3.393.638 (США). Способ получения порошковых ионитов/ /Мелвил Д.Г., Смитсон B.I., 1975.

25. Полянский Н.Г. Катализ ионитами.- М.: Химия, 1973.

26. Реология еуспензий. Сб.ст. под ред.Гогосова В.В. и Николаев-, ского В.Н.- М.: Мир, 1975.

27. Фортье А. Механика суспензий.- М.: Мир, 1971.

28. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения.- М.: 1972.

29. Псевдоожижение. Сб;тр. под ред.проф.Гельперина Н.И. -М.: Химия, 1974.

30. Забродский С.С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое.-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.

31. Мазур К., Зпстайн Н. Фонтанирующий слой / Под ред.Мухлёнова И.П. и Горштейна A.E.-I.: Химия, 1978.

32. A.c. 208539 (СССР). Установка для сушки термочувствительных материалов во взвешенном состоянии/ Митев Д.Т. и др.- Опубл. в Б.И., 1968, №3.

33. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1968.

34. Разумов И.М., Немец Л.Л., Маншилин В.В. Концентрационное поле и плотность трёхфазного псевдоожиженного слоя.-ХТТМ,1969,$12.

35. Ефремов Г.И./ Вахрушев й. А. Исследование гидродинамики трёхфазного псевдоожиженного слоя.-ХТТМ, 1969, №8.

36. Леонтьев А.П., Вахрушев И.А. Экспериментальное исследование эффективной вязкости систем с дисперсной твёрдой фазой.- ХТТМ, 1972, ЖЕ, с.39.

37. Ермакова А., Зиганшин Г.К. Влияние процессов массопереноса на скорость реакции.- ТОХТ, 1970, $2, с.286.

38. Зиганшин Г.К., Ермакова; А. Газосодержание при восходящем прямотоке газо-жидкостного потока в присутствии неподвижного и псевдоожиженного слоя зернистого материала.-Т0ХТД970,№4,с.59.

39. Вайль Ю.К. и др. О турбулентном перемешивании в трёхфазном кипящем слое. - .ХТТМ, 19.67, Ш, е. 4.

40. Полтавцев В.И. Трёхфазный вихревой слой в химической технологии.-Кемерово, 1982. Рук.представлена КузШ. Деп.ОНИТЗХИМ, Ш)91хп-Д82.

41. Ермаков В.И., Мартюшин И.Г. Исследование газосодержания бар-ботажного слоя для процессов с участием твёрдой фазы.- Хим. пром., 1965, Я0', с.61.

42. Ефремов Г.И., Вахрушев И.А. Исследование гидродинамики барбо-тажного слоя для процессов с участием твёрдой фазы.-.^ТМ, 1969, М. с.34.

43. Вайль Ю.К., и др. О газосодержании в трёхфазном кипящем слое.

- ХТТМ, 1969, Ш, с.40.

44. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твёрдой фазой.- М.: Химия, 1982.

45. Курганов Е.ф. Вязкость в гетерогенной системе жидкость -твёрдые частицы.- ИФЖ, 1968, Ж£, с.79о

. 46. Левш И.П. и др. Масеопередача и гидродинамика в ТВС с применением различных насадок.: Сб.науч.тр.: Гидродинамика, тепло-и масо^ообмен в псевдоожиженном слое. Иваново, 1969, с.202.

47. Маншилин В.В. и др. Гидрокрекинг ромашкинского и арланского гудронов в трёхфазном кипящем слое,- ХТТМ, 1971, Ш., с.7.

48. Кавамура Кэндзи и др. Контактирование твёрдоых частиц с жидкостью в слоях, псевдоожиженных в жидкости воздухом.- Кога-ку кагаку, 1965, Нв, с,693.

49. Евстропьева И.П. и др. Экспериментальное исследование скоростей движения фаз в трёхфазном слое: твёрдое - жидкость - газ.

- ТОХТ, М, с.611.

50. Корольков Н.М. и др. Массопередача в условиях жидкостной сорбции на ионитах в аппаратах непрерывного И периодического действия;- Сб.науч.тр.: Гидродинамика, тепло- и массообмен

в псевдоожиженном слое. Иваново, I&69, с.161.

51. Аре Р.Ю. Исследование сорбции лизина в аппаратах с движущимся, кипящим и неподвижным слоем ионита.: Авт. дис.кавд. техн. наук.- Д., 1970, с.24.

52. Арешкина Л.Я. и др. Выделение и очистка эль-лизина из культу-ральной жидкости ионообменным способом.- ПБМ, 1990, JI4, с.404.

53. Луцко Ф.Н. и др. Агрегатное газосодержание в двух- и трёхфазных взвешенных системах.- Ш1Х, I9SI, Ж, с.43.

54. Дэвидсон, И.Ф., Харрисон Д. Псевдоожижение твёрдых частиц.- М.: Химия, 1965.

55. Бородуля В.А. и др. Исследование движения и массообмена пузырей в псевдоожиженном слое. -ИФЖ. 1981, $4, с.678.

56. Вшзбург A.C., Гаджиев С.Б. Гидродинамика неоднородного псевдоожижения в тепло- и массообменных ПАПП. - ЖПХ,1978,М,е.847.

57. Ермакова А. и др. Структура организованного ТПС.- Хунгари.Дж. Инд.Кешкл., 1976, Jtt, с.93.

58. Лихт М.К., Штейнберг В.А. Об устойчивости слоя жидкости при барботаже.- ЖГ, 1974, М, с.47.

59. Вильховченко С.Д. Гидродинамическое воздействие на контур со стороны потока идеальной несжимаемой жидкости с постоянной завихренностью.- МЖГ, 1978, I, с.51.

60. Струмилло К. Межфазная поверхность в ТПС.- К.Е.Ски.,1977,12,с.5.

61. Гото С., Смит Д.М. Анализ трёхфазных насадочных реакторов.-Айче Джорн.,,1978, #2, с.294.

62. Лукашов В.К., Шахова H.A. Струйная теория развития пузырей и массопереноса в ПС.- Сб.науч.тр./ МИХМ - М.: Выс.1, 1974.

63. Лукашов В.К., Шахова H.A. Образование пузырей при истечении

струи в псевдоожиженный слой.- ИФЖ, 1975, №2, с.138.

64. Гельперин Н.И. и др. Движение элемента насадки в ШС.- ХТТМ, 1971, Ш, с.18.

65. Керимкулов Б.К. Исследование некоторых вопросов гидродинамики и теплообмена при барботаже воздуха через вязкие жидкости.-Автореф.дис. .. .канд.техн.наук.- Ташкент, 1971.

66. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов.- Л.: Химия, 1987.

67. A.c. 144465 (СССР). Способ проведения противоточных процессов массообмена в жидкой среде/ И.А.Якубович, 0.Б .Невский.- Публ. в Б.И., 1962, £3.

68. Якубович И.А., Невский О.Б. Противоточные газлифтные переме-шиватели в гидрометаллургии цветных металлов.Цвет.мет., 1964, МО, с.33.

69. А.с.272947 (СССР). Многоступенчатая экстракционная колонна/ Р.Х.Мерц, Ю.В.Филипцев.- Опубл. в Б.И., 1973, $23.

70. Пат. 2773749 (США). Способ и устройство противоточного контактирования трёх сред/ Питле И., 1956.

71. Пороло Л.В. Воздушно-газовые подъёмники жидкости (эргазлиф-ты) . -М.: Мишиностроение, 1969.

72. Доманский И.В. и др. Зрлифтное перемешивание суспензий.- ЖПХ, 1977, №t С.1288.

73. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии.- М.: Химия, 1971.

74. Яевеншпиль 0. Инженерное оформление химических процессов.-М.: Химия, 1969.

75. Кавамура Кэндзи. Кемикл Енж.Спднце, 1964, т.19, с.319.

76. Белоногов' К.Н. и др. Кинетика адсорбции ионов цинка на катеонит е КУ-2х8 в статике.- Изв.ВУЗ. Хим. и хим.техн., 1979,НО.

77. Буйлов А.Б., Тюряев И.Я. Эффективность секционирования аппаратов со взвешенным слоем по перемешиванию частиц.- ШХ,

78. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических • процессов.-М.: Химия, 1973.

79. Гельперин Н.И., Пебалк В.Л., Костанян А.Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. - М.: Химия, 1973.

80. Кинетика и динамика физической адсорбции (Ленинград, 2-6.02.71) Тр.Ш Всес.конф. по теор.вопр. адсорбции. - М.: Наука, 1973.

81. Белоглазов И.Н. Способ определения параметров ячеечной модели. - ЖПХ, 1979, №, с.1901.

82. A.c. 789.158 от 19.10.78 (СССР). Иойообменная колонна с пневматическим перемешиванием/В.И.Полтавцев - Опубл.в Б.И., 1980, М7.

83. A.c. 889.091 от 14.03.80 (СССР). Ионообменная колонна с пневматическим перемешиванием/В.И.Полтавцев - Опубл.в Б.И., 1981, Мб.

84. Мишек Т., Род В. Последние достижения в области жидкостной экстракции. Под ред. К.Хансона. Пер.с англ.- М.:Химия, 1974.

85. Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки.- М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956.

86. Лыков A.B. Явления переноса в капиллярнопористых телах.-М.: Гостехиздат, 1954.

87. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968.

88. Лыков A.B. Теория теплопроводности.-М.: Высш.шк., 1967.

89. Лыков A.B. Тепломассообмен. Спр.- М.: Энергия, 1978.

90. Романков П.Г., Лепилин В.Н. Непрерывная адсорбция паров и га-зов.-Л.: Химия, 1968.

91. Аксельруд1 Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование. Система твёрдое тело - жидкость. - JL: Химия, 1974.

92. Аксельруд Г.А. Теория диффузионного извлечения веществ из пористых тел.- Львов, ЛПИ, 1959.

93. Сенявин М.М. и др. Основы расчёта и оптимизации ионообменных процессов.-М.: Наука, 1972.

94. Венецианов Е.В., Сенявин М.М. В сб.: Теория и практика сорб-ционных процессов.- Воронеж.: ВГУ, 1978, вып.12, с.28.

95. Горшков В.И. и др. Ионный обмен в противоточных колоннах.-М.: Наука, J98X.

96. Ермаков В.И., Плановский А.Н. Расчёт процесса растворения твёрдых частиц в барботажном аппарате.- Изв.ВУЗ. Химия и хим.техн.,J966, №5, е.845.

97. Ермаков В.И., Плановский А.Н. Массопередача при растворении твёрдых частиц, взвешенных в барботируемой жидкости.- Изв. ВУЗ. Хим. и хим.техн., 1966., М, с.659. '

98. Пономарёв В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья.- М. : Медицина, 1976.

99. Калашников Л.С., Таганов И.Н. Уравнение масеопереноса в материалах с "памятью". - ТОХТ, 1981, М, с.914.

100. Кении A.M., Печенкина Н.С. Работа на ИБМ Пиэс.- М.: Книга, лтд, 1993.

I0X. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции.- М.: АН СССР,. 1962.

102. Эйгенсон Л.С. Тр.ВНИИС.- М.: Промстрой издат, 1954.

103. Лысянский В.М. Процесс экстракции сахара из свёклы. Теория и расчёт.- М.: Пищ.пром., Х973.

104. Стратиенко О.В. и др. Изв.ВУЗ. Пищ.техн., 1970е.788.

105. Стратиенко О.В. и др. Изв.ВУЗ. Пищ.техн., 1970,М, с.157.

106. Аэров М.Э., Тодес О.М. Основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем.- Л.: Химия, 1968.

107. Гельперин Н.И., Айнштейн В.Г., Кваша В.Б. Основы техники псевдоожижения.- М.: Химия, 1967.

108. Сафонов М.С. Решение задачи динамики ионного обмена.- ЖФХ, 1965, с.2308.

Х09. Ненько М.В., Курочкина М.И., Риц В.А. К вопросу определения

коэффициента массоотдачи в системе жидкость - твёрдое тело.-ЖПХ, 1981, Ж, с.187.

ПО. A.c. 1.068.163 от 25.02.77 (СССР). Массообменный аппарат для проведения ионообменных процессов/ В.И.Полтавцев, В.В.Кочуров и др.- Опубл. в Б.И., 1984, $3.

III. Глинский В.А. и др. Математическое моделирование сорбционных процессов.- ШХ, 1981, №1, е. 107.

П2. Полтавцев В.И. Структура трёхфазного потока в плоских цир-куляторах.-Кемерово, 1993.- Рук.предст.КемШШ. Деп. в ВИНИТИ 24.01.94, JÖL98-B94.

ИЗ. Вулих А.И. Ионообменный синтез.- М.': Химия, 1973.

114. Карлслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твёрдых тел. - М.: Мир, 1964.

П5. Венецианов Е.В., Сенявин М.М. В сб.: Теория и практика сорбционных процессов.- Воронеж.: В1У, 1978, вып.12, с.28.

116. Полтавцев В.И. Механизм образования отклика в секционированном TBC» - Кемерово, 1987.- Рук. предст. КемТИПП. Деп.НИИТЗхим, Черкассы, $70-хп88, 1988.

117. Венецивнов Е.В. О выборе оптимальной формы сорбщюнной колонны.- ТОХТ, 1981, М, с.918.

118. Полтавцев В.И. Геометрическая прогрессия состава реакционного объёма и отклика ступени TBC/- Кемерово, 1993.- Рук.преде. КемТИПП. Деп в ВИНИТИ 24.01.94, Ш9-В94.

119. Полтавцев В.И. 2-х параметрическая модель секционированного процесса с идеальной циркуляцией и спектр времени пребывания частиц.- Кемерово, 1993.- Рук. предст. КемТИПП. Деп в ВИНИТИ 24.01.94, J&20I-B94.

120. Полтавцев В.И. Матрица отклика ступеней в секционированном TBC с плоскими щркуляторами.- Кемерово, 1993.- Рук.предст. КемТИПП. Деп. в ВИНИТИ; 24.01.94, №202-В94.

121. Полтавцев В.И. Треугольник Паскаля как линейно-переменный

массив частей отклика ступенчато-циркуляционной модели.- Кемерово, 1993.- Рук.предет. КемТИПП. Деп.в ВИНИТИ 24.01.94, Ш94-В94.

122. Передаточная и П-образная функции ступенчато-циркуляционной модели.- Кемерово, 1993.- Рук.предст.КемТИПП. Деп. в ВИНИТИ 24.01.94, J&95-B94.

123. Полтавцев В.И. 2-х параметрическая ступенчато-циркуляционная модель секционированного процесса и область её определения. -- Кемерово, 1993.- Рук. предст .КемТИПП. Деп. в ВИНИТИ 24.01. 94, J&96-B94.

124. Полтавпев В.И. Дельта и П-образный сигнал в передаточной функции СЦМ.- Кемерово, 1993. - Рук.предст.КемШЕШ. Деп. в ВИНИТИ 24.01.94, Ж93-В94.

125. Акулов А.К. и др. Математическое моделирование циклических процессов.- Л., 1978.- Рук.предст.ред.ШХ. Деп. в ВИНИТИ 08.10.77, №638-78.

126. Колин В.Ло, Устинов Е.А., Таганов И.Н. К теории динамики сорбции.- Сб.Вопросы математического моделирования и оптимизации, ЛТИ им.Ленсовета.- Л., 1981, с.213.

127. Ласкорин Б.Н. Сб.Ионообменные сорбенты в промышленности.-' -М.: Наука, 1963.

128. Колин В.Л., Устинов Е.А., Таганов И.Н. Там же, с.221.

129. Хусид А.Х., "Чижова Н.В. Гидролиз ацеталей на катионообмен-ных смолах. - ЖОХ, 1982, MI, с.2275.

130. Хиггинс Р.И. Кемикл Знж.Прогресс, 1964, №11, с.60.

131. Вернидуб В.Д. Исследование динамики ионообмена при переменном коэффициенте массопередачи.: Автореф. Дис. ...канд.техн. наук.- Новочеркасск, 1974.

132. Алексашенко A.A. Некоторые приближенные аналитические методы решения нелинейных задач тепло- и массопереноса.- ТОХТ, 1981, М, с.494.

133. Ерошенкова Г.В. и др. О форме хроматографическог.о шка при нелинейной изотерме сорбции.- TOXT, 1981, М, е.568.

134. Аверкин А.Г. и др. Теплообмен в аппарате вихревого типа.-ТОХТ, 1981, М, с.606.

135. Ходоров Е.И., Тарабуткин Е.В. Анализ эффективности ступени адсорбера с псевдоожиженными слоями при работе в циклическом режиме.- ТОХГ , 1980, №6, е.810.

136. Гельперин Н.И., Айнштейн В.Г. 0 межфазном переносе вещества в псевдоожиженных системах в ГУ-Ш при заданном распределении концентраций в ожижающем агенте.- ХГТМ, 1972, $1, с.44.

137. Словарь иностранных слов. Изд.6-е.- М.: Сов.энцикл«,, 1964.

138. A.c. 791.416 от 21.II.77 (СССР). Ионообменный аппарат/В.И. Полтавцев и др.- Опубл.в Б.Ио, 1980, Л48.

139. Гельперин Н.И., Айнштейн В.Г. Псевдоожижение.- М.: Знание, 1968.

140. Кавера A.A. и др. Исследование износа гранул катионита КУ-2

в трёхфазном барботажном слое на провальных тарелках. - В кн.: Современные аспекты синтеза и производства ионообменных материалов: Тез.докл.Всес.сов., Черкассы, 1979, с.92.

141. Кавера A.A. и др. Оборудование опытно-промышленной установки для непрерывного производства катионита КУ-2,- В кн.: там же.

142. Соколов В.В. и др. Сорбция йода в аппаратах с циркулирующим слоем ионита.- Хим.пром., 1974, №2, с.128.

143. A.c. 874.III от 15.02.80 (СССР). Устройство для регулирования расхода суспензии/ В.И.Полтавцев - Опубл.в Б.И. ,1981,$3.

144. A.c. 808.089 от Ol.II.78 (СССР). Устройство для ввода газа в аппарат/ В.И.Полтавцев - Опубл.в Б.И., 1981, №8.

145. Клапцов В.Ф., Пирожков В.В. Влияние размера гранул алюмо-кремниевого гидрогеля на кинетику ионного обмена.- В кн.:Сб. науч.тр./ЩИИТЗНефтехим.- М.: ГрозНИИ, 1978. - c.IIO.

146. A.c. 968.553 от 12.01.81 (СССР). Способ монтажа гибкого рукава на жестком патрубке/* В.И .Полтавцев, В.В.Радионов - Опубл. в Б.И., 1983, Л4.

147. A.c. 707.985 (СССР). Аппарат для выщелачивания руд и концентратов/С .И .Полькин и др. - Опубл.в Б .И 0, 1980, WZ1.

148. A.c. 314.543 (СССР). Аппарат для проведения процессов в трёхфазном подвижном слое/ Н.И.Гельперин и др. - Опубл. в Б.И., 1971, Ш.

149. A.c. 668.696 (СССР). Сорбционный аппарат/С.С.Метальников и др.- Опубл. в Б.И., 1979, Л23.

150. Ревзин И.Г., Кречмер Г.А. Некоторые закономерности работы пульсационной аппаратуры в условиях трёхфазных систем.-В кн.: Пульс анионная аппаратура в народном хозяйстве: Сб.тр.1 Всес. конф., 1975, ч.Ш.-М.: Атомиздат, 1979, с.107.

151. Кривоусов Б.А. и др. Нейтрализация серной кислоты порошкообразной медью в присутствии кислорода воздуха в колонне с насадкой КРИМЗ. Там же, с.122.

152. Мерц Р.Х. Исследование гидродинамики ступенчато-противоточного колонного экстрактора для быстропротекающих процессов с взвешенным слоем твёрдых частиц.: Автореф. дис. ...канд.

I •

техн.наук.- Томск, 1979.

153. A.c. 704.652 от 05.07.77 (СССР). Реактор/Г.А.Агаев, М.М.Му-хтаров.- Опубл. в Б.И., 1979, М7.

154. A.c. 554.873 от 30.04.74 (СССР). Аппарат для экстрагирования из твёрдых материалов/ В.А.Рйц, М.И.Курочкина, П.Г.Роман-ков, В.ЮоБакренёв.- Опубл »в Б.И., 1977, JH5.

155. A.c. 639.593 от 04.04.74 (СССР). Аппарат для проведения мас-сообменйых процессов.- Кавера A.A. и др.- Публ. в Б.И., 1976, №28.

156. A.c. 208.534 от 28.И.66 (СССР). Способ сушки термочувствительных материалов/Д.Т.Митев, П.Г.Романков, Н.БоРадковсхая.

- Опубл.в Б.И., 1968, №Зв

157. Полтавцев Б.И., Курочкина М.И., Романков П.Г. О максимальном соотношении Т:2 в вихревом трёхфазном слое.- ШХ, 1971, №9, с.2130.

158. A.c. 866.3X6 от 29.10.79 (СССР). Клапан для подачи суспензии/ В.И.Полтавцев - Опубл. в Б.И., 1981, №35.

159. Штербачек 3., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности.-Л.: Госхимиздат, 1963.

160. A.c. 827.098 от 04.01.70 (СССР). Аппарат для контактирования в системе твёрдое тело - жидкость - газ/В.И.Полтавцев, М.И. Курочкина, П.Г.Романков.- Опубл. в Б.И., 1981, №Х7.

161. A.c. 753.443 от 01.03.76 (СССР). Массообменный аппарат/ В.И.Полтавцев и др.- Опубл.в Б.И., 1980, №29.

162. А.С.57Х.283 от 04.01.76 (СССР). Аппарат для обработки растительного сырья/ В.ИоПолтавцев и др.- Опубл. в Б.И., 1977, №33.

163. A.c. 597.388 от 28.01.75 (СССР). Лабораторный экстрактор/ В.И.Полтавцев, Т.И.Орлова, Б.Д.Зубицкий.-Опубл. вБ.И., 1978, ЖШ.

164. A.c. 806.055 от 30.03.78 (СССР)е Массообменный аппарат/ В .И .Полт авцев. - Опубл. в Б .И., I98Î, №7.

165. A.c. 1.053.848 от 29.01.82 (СССР). Массообменный аппарат / В.И.Полтавцев!- Опубл. в Б.И., 1983, №42.

166. A.c. 841.637 от 24.05.77 (СССР). Экстрактор/ В.И. Полтавцев, Т.И.Орлова.- Опубл. в Б.И., 1981, №24.

167. A.c. 497.243 от 30.10.73 (СССР). Деаэратор/Б.Д.Шерин, В.И.Полтавцев и др.- Опубл. в Б.И., 1975, №48.

168. Полтавцев В.И., Шерин Б.Д., Воронин Г.П. Вихревой трёхфазный слой как эффективный метод ионообмеиа.- Сб.Иониты и ионный обмен.- Л.; Наука, 1975, с.223.

169. Волчек A.M., Гриншпун В.Я., Полтавцев В.И. Современные аппа-

раты в системе Т:Ж.- М.: Динтихимнефтемаш, 1974.

170. A.c. 695.690 от 06.04.76 (СССР). Массообменный аппарат/Полтавцев В.И. и др.- Опубл.в Б.И., 1979, $41.

171. Орлова Т.И., Полтавцев В.И. Экстрагирование OB из полимеров.-Сб.тр.Всес.конф.по экстракции, 1977, ч.П, Рига, Зинанте.

172. Полтавцев В.И., Воронин Г.П. Гидравлическое сопротивление обеднённого жидкостью TBC. Там же.

173. A.c. 633.545 от 22.05.72 (СССР). Массообменный аппарат/В.И. Полташев и др. - Опубл. в Б.И., 1978, МЗ.

X74. Карпачёва С.М. и др. Хим.пром. , 1973, $2, с Д39.

175. A.c. 328.923 от 10.06.69 (СССР). Экстрактор/Полтавцев В.И., Высоцкий В.П. и др. - Опубл. в Б.И., 1972, #7.

176. Полтавцев В.И. и др. Аппарат для сульфирования сополимера. -Отчёт по х/д, 1ШП0'.'Карболит", Кемерово, 1972.

177. Полтавцев В.И. и др. Экстрагирование и сушка сополимера.-Отчёт по х/д, КШО "Карболит", Кемерово, 1974.

178. A.c. X..310.018 от 25.04.85 (СССР). Массообменный аппарат/ В .И.Долтавцев. - Опубл. в Б.И., 1987, Ш.

179. A.c. X.386.221 от 28.07.86 (СССР). Массообменный аппарат/ В .И.Долтавцев.- Опубл. в Б.И., Х988, ЩЗ.

180. A.c. Х.430.097 от 12.08.86 (СССР). Массеобмехжый аппарат/ В.И.Полтавцев.- Опубл. » Б.И., 1988, Л38.

181. A.c. 1.526.816. от 20.08.87 (СССР). Массообменный аппарат/ В.И.Полтавцев.- Опубл. вБ.И., 1989, М5.

182. A.c. 648.246 от 14.02.77 (СССР). Лабораторная эрлифтжая ус-таиовка/ В. И .Полтавцев, С.И.Лукьянов.- Опубл. в Б.И., 1979, №7.