Створення фізико-хімічних параметрів матеріальних потоків і гідродинаміки на контактних елементах математичного опису виробництва кальцинованої соди. Процеси сорбції газів, конденсації парогазових сумішей і термічної обробки порошкових матеріалів.
Аннотация к работе
Ці процеси, особливо у виробництві кальцинованої соди, цілком визначають енергоємність виробництва, габарити і металомісткість устаткування, ступінь використання сировини, якість готового продукту, а також забруднення навколишнього середовища газовими і рідинними викидами. З огляду на це, всі основні наукові дослідження і проектні розробки були спрямовані на удосконалювання зазначених процесів і апаратів для їхнього проведення. Було створене покоління контактних елементів (плосколистові протитечійні і трубчасто-гратчасті тарілки) і апаратів із пластинчастими блоками, що змінило традиційні принципи взаємодії фаз у процесах тепло-і масообміну. Обраний напрямок робіт зі створення нових апаратів інтенсивного тепло-і масообміну виконувався відповідно до держбюджетних науково-дослідних робіт Міністерства хімічної промисловості СРСР по темах: “Перевірка можливості сушіння порошкових матеріалів у киплячому шарі” (1979-1981 р.р., № держ. реєстрації 79074616); “Дослідження процесу масопередачі на фіксованій границі розділу фаз” (1980-1981 р.р., № держ. реєстрації 80037020); “Розробка тарілчастої апаратури у виробництвах содової підгалузі” (1985-1986 р.р., № держ. реєстрації 01860072053); “Удосконалення технології виробництва кальцинованої соди за рахунок концентрування розсолу з метою зниження витрати пари на дистиляцію і обсягу дистилерної рідини що скидається” (1988-1989 р.р., № держ. реєстрації 0188006840), договорам із содовими заводами СРСР, а також контрактам і угодам з Польщею: “Модернізована карбонізаційна колона” (угода № 8/PR-Ukr/96); “Модернізована станція дистиляції” (контракт № ПЛ/090022840/98-0030). Метою дисертаційної роботи є розробка на основі розвитку положень теорії тепломасообміну й експериментальних досліджень математичного опису сорбції газів, конденсації парогазових сумішей, термічної обробки порошкових матеріалів, що забезпечує можливість створення апаратів і установок для інтенсивного проведення цих процесів.У вступі обґрунтовується тема досліджень, формулюється мета роботи, наводиться її наукова новизна і практична цінність. Приведено різні моделі механізму переносу речовини як до границі розділу фаз, так і через цю границю. Вираз концентраційної рушійної сили як різниці концентрацій поглинаємого компонента в газі cj і рівноважної концентрації с*, що відповідає основній масі рідинної фази, є найбільш розповсюдженою передусім тому, що значення cj відомо, а с* визначено експериментально для більшості поглиначів. Однак, у досліджуваних нами процесах одночасної сорбції газів (аміаку і диоксиду вуглецю) разом з конденсацією парів води ці відомі вирази не дозволяють виявити досить повний вплив кожного компоненту на кінетику процесу. Тому при визначенні рівноважних тисків з урахуванням одночасної абсорбції цих компонентів дослідники приймають деякі допущення, як, наприклад, застосування для розрахунку рівноважного тиску диоксиду вуглецю, концентрація якого в негидратованому вигляді невелика, закону Генрі.Угорі труба входить у камеру, куди подається амонізований розсіл, що, перетікаючи через верхню крайку труби, стікає по її внутрішній поверхні у вигляді плівки і відводиться з нижньої камери, у днище якої встановлений патрубок подачі газу, протитоком рідині. При дослідженні абсорбції диоксиду вуглецю було встановлено, що коефіцієнт масопередачи по цьому компоненту bgz залежить, головним чином, від концентрації вільного, тобто не звязаного в вуглеамонійні сполуки, аміаку в розчині і від його температури Т. Типорозміри досліджуваних контактних елементів як сполучення цих трьох конструктивних параметрів були випробувані в широкому діапазоні навантажень по рідині та газу. Крім того знайдено, що при висоті порогу 0,05 м гранична швидкість була найменшою для отворів перфорації діаметром 0,03 м, а при висоті порогу 0,3м ця швидкість практично не залежала від щільності зрошення для усіх діаметрів отворів в дослідженому інтервалі. Як видно з рівняння (9), із зростанням висоти порогу в досліджуваному інтервалі значення NUD зростає, а для діаметру отворів 0,12 м (рівняння (10)) зростання висоти порогу, навпаки, знижує інтенсивність масовіддачі, що може бути пояснено тим, що при вході струму великого діаметру до рідини не забезпечується її достатнє диспергування.У дисертації наведено нові вирішення задачі інтенсифікації процесів тепломасообміну при сорбції газів у двофазних системах. Встановлені нові закономірності і виконано математичний опис процесів сорбції газів і конденсації парогазових сумішей при плівково - тонкошаровому русі фаз на фіксованій поверхні їх розподілу у вертикальних трубчастих апаратах.