ГАЛСТЯН А. С.

Сортировать по умолчанию названию
  • ЛАБОРАТОРНА УСТАНОВКА ПСЕВДОЗРІДЖЕНОГО ШАРУ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ БІШОФІТУ

    Шестиводний хлорид магнію (більш відомий, як BISHOFIT, або bishophit), є природним осадовим мінералом класу галогенідів. Найбільш відомі родовища розташовані в Німеччині, Ізраїлі (Мертве море), Росії (Волгоград), та Китаї [1]. В Україні крупні поклади розвідані в Полтавській та Чернігівській областях. Одна з сфер застосування бішофіту в можливості отримання з нього цінних речовин, таких як оксид, гідроксид, карбонат магнію, металічний магній. З 1 м³ ропи хлориду магнію з концентрацією 420 кг/м³ можна отримати біля 177 кг оксиду магнію, або 107 кг металічного магнію[2]. Ринок для цих продуктів величезний, тому дослідні роботи з вдосконалення виробництва та розробки і впровадження ефективних сушарок актуальні. Мета роботи дослідження кінетики процесу сушіння кристалічного бішофіту і отримання основних показників, необхідних для розробки промислової установки. Задачі дослідження розробка методики експериментального дослідження, створення лабораторної установки, та отримання на основі експериментальних досліджень питомих показників процесу сушіння. Об’єкт дослідження процес сушіння бішофіту. Предмет дослідження кінетика сушіння і визначення основних параметрів процесу. Для виконання робіт було створено лабораторну установку (рис. 1), яка складається з двох вентиляторів високого тиску 1 для подачі свіжого і видалення відпрацьованого сушильного агента, електричного калорифера 2, сушарки псевдозрідженого шару 3 з безпровальною газорозподільчою решіткою, рукавного фільтра 4. Для вимірювання температури на вході в сушарку T1, киплячого шару T2, на виході з сушарки T3 та на виході з фільтра T4 використано цифровий потенціометр. Різницю тисків на діафрагмі ΔP1, тиск під газорозпольчою решіткою P2 та розрідження в сушарці P3 вимірювались за допомогою водяних дифманометрів. Початковими дослідами встановлено недостатню ефективність очистки відпрацьованого сушильного агенту циклоном, який допускав втрати до 50% виносу дрібних частинок. Тому замість циклона встановлено рукавний фільтр, що забезпечує ефективну очистку відпрацьованого теплоносія. Для запобігання втрат тепла зовнішньою поверхнею фільтра та конденсації вологи в йоговсередині корпус фільтра теплоізольований мінераловатним полотном. На лабораторній установці було проведено пілотні досліди, під час яких отримано наступні результати: Експериментально визначено робочу швидкість псевдозрідження V = 0,9÷1,25 м/с; максимальну висоту псевдозрідженого шару Hп = 0,4÷0,45 м; висоту нерухомого шару Hн = 0,2÷0,4 м; відсоток виносу з псевдозрідженого шару в рукавний фільтр φ = 30 %. При запуску сушарки на вологому матеріалі спостерігалося сильне комкування бішофіту, яке значно погіршує режим кипіння; пуск на сухому шарі відбувається легко, кипіння шару при вказаній висоті шару та рівномірній подачі вологого бішофіту стійке; при температурі теплоносія на вході в шар до 100 °C і температурі в шарі 70÷80 °C оплавлення і налипання бішофіту на газорозподільну решітку не відбувається. Оплавлення кристалів бішофіту починається при температурі теплоносія 115 °C. Отримана залежність гідравлічного опору решітки від величини динамічного напору Δp = 13200(W2 ρ)/2-2280, Па, де W – швидкість теплоносія в перетині сушарки, м/с; ρ – густина теплоносія, кг/м3 . Проведені попередні досліди показали, що лабораторна установка підготовлена для проведення заключних дослідів кінетики сушіння бішофіту в псевдозрідженому шарі.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ КРИСТАЛІЧНОГО БІШОФІТУ

    Метою даної роботи є дослідження процесу сушіння шестиводного хлориду магнію(бішофіту) Бішофіт MgCl2×6H2O містить 47% хлористого магнію і 53% кристалогідратної води [1]. Зі зростанням температури число молекул кристалогідратної води зменшується. Втрата кристалогідратної води знижує вихід готового продукту, веде до збільшення часу сушіння і перевитрати енергоносіїв. При подальшому нагріванні іде хімічне розкладання сполуки з виділенням хлору. Тому було поставлено завдання дослідити кінетику сушіння за температур, які менше температур дегідратації кристалогідратів. Кінетичні закономірності сушіння бішофіту досліджувались на лабораторній установці (рис.1), яка складається з джерела інфрачервоного випромінювання потужністю 250 Ват, електронних вагів, які дають можливість фіксації результатів вимірювань ваги на комп’ютері 6 з точністю 0,001 г. Досліди проведені в межах щільності теплових потоків 0,78 ÷ 2 кВт/м 2 та температурі 70 °С, при якій бішофіт не плавиться і не змінює свій хімічний склад. За результатами приведених дослідів при щільності теплового потоку q = 0,97 кВт/м 2 побудована крива сушіння U = f(τ), яка зображена на рис. 2. Дослідження кінетики процесу сушіння показує, що після невеликого часу нагрівання кристалів бішофіту до температури мокрого термометра, швидкість зростає до максимального значення, після чого починається перший період сушіння, який протікає з постійною швидкістю в межах вологовмісту від u1 = 0,078 кг/кг до u2 = 0,062 кг/кг. Другий період сушіння протікає з безперервно спадаючою швидкістю в межах u2 = 0,062 кг/кг до u3 = 0,053 кг/кг. Третій період відбувається з постійною швидкістю від u3 = 0,053 кг/кг до u4 = 0,005 кг/кг. Четвертий період іде зі спадаючою швидкістю від u4 = 0,005 кг/кг до u5 = 0. Після досягнення нульового вологовмісту при даній температурі процес стабілізується і стає рівноважним. Результати досліджень будуть використані при розрахунку та проектуванні промислового обладнання.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ДЕГІДРАТАЦІЇ КРИСТАЛІЧНОГО БІШОФІТУ

    В процесі сушіння бішофіту при певних температурах його кристали можуть втрачати кристалогідратну воду, що зменшує якість і вихід висушеного продукту і, відповідно, прибуток виробника, тому дослідження кінетики дегідратації актуальне. Процес дегідратації кристалогідратів бішофіту MgCl2×6H2O супроводжується значною втратою маси матеріалу, тому при експериментальному вивченні кінетичних закономірностей доцільно використовувати гравіметричний метод. Цей метод дозволяє вимірювати втрату маси матеріалу з часом. Дослідження кінетики дегідратації кристалогідратів бішофіту проводились на комп'ютеризованій дослідній установці [1] при температурах 70, 90, 100, 110 С. В якості вихідного матеріалу використано кристалічний бішофіт, висушений в киплячому шарі. На рисунку 1 приведені криві дегідратації бішофіту, які показують залежність вмісту хімічно-зв'язаної води від часу дегідратації при різних температурах. Через те, що кристали бішофіту піддавались термічній обробці при сушінні в киплячому шарі індукційний період дегідратації пов'язаний з утворенням зародишів на кривих дегідратації не спостерігається [2]. У всіх температурних режимах на протязі невеликого відрізку часу спостерігається значна втрата маси, після чого швидкість дегідратації різко зменшується і в наступному процес протікає зі спадаючою швидкістю в два-три етапи. Встановлено, що експериментальні дані з достатньою точністю описуються логарифмічним рівнянням: -ln(1-X)=kτ, де константи швидкості дегідратації k змінюються для кожного етапів процесу.

    Переглянути
  • Дегідратація кристалічного бішофіту

    Експериментально визначено залежність ступеня дегідратації кристалогідратів бішофіту від часу та енергії активації.

    Переглянути