МИХАЛЬЧУК О. Д.

Сортировать по умолчанию названию
  • ОСОБЛИВОСТІ ДИСПЕРГУВАННЯ КОМПОЗИТНИХ РОЗЧИНІВ МЕХАНІЧНИМ ДИСПЕРГАТОРОМ

    Утворення органо-мінеральних твердих композитів з пошаровою структурою передбачає ефективне диспергування композитного розчину безпосередньо у псевдо зрідженому шарі. Для запобігання утворення зон перезволоження доцільно збільшити об’єм зони диспергування. Тому визначення умов диспергування гетерогенних рідких систем є актуальним. Особливість диспергації гетерогенних систем полягає у тому, що всю суспензію треба розподілити по поверхні диспергатора.[1] На це суттєво впливає сила тертя, яка залежить від відцентрової сили. Схема дії сил на рідку фазу на поверхні диспергатора наведена на рисунку 1. У верхній точці за рахунок протидії сил тяжіння і тертя сила тертя має мінімальне значення. В нижній точці за рахунок однонаправленої дії сили тяжіння і відцентрової сили сила тертя досягає свого максимального значення. З цього видно, що потрібно створити відповідне значення відцентрової сили для запобігання стікання плівки рідини в нижню частину диспергатора. Дослідження проводилось на механічному диспергаторі конічного типу.Дослідження проводилися при частоті обертання ротора 4800 об/хв. та 6000 об/хв, що відповідним чином було зафіксовано з допомогою фотокамери Canon 400D і показано на рисунку 1. В якості модельної рідини використовувалась вода з додаванням пилу, утвореного при одержанні азотно-кальцієвих гумінових композитів та карбонату кальцію з розмірами частинок 100мкм. Масова концентрація домішок у рідкій фазі становить 50%. Метою експерименту було визначення умов, при яких за рахунок відцентрової сили досягається рівномірність розподілу композитного розчину по поверхні диспергатора. Таким чином экпериментально визначено, що при частоті обертання диспергатора в 6000 об/хв досягається рівномірне розподілення робочого розчину по поверхні диспергатора. Визначивши критичне значення фактору розділення при заданому числі обертів та витратах можна визначити радіус диспергатора при якому не відбувається утворення надлишку в нижній частині диспергатора.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ТЕПЛООБМІНУ В СХОВИЩІ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ

    Одним з негативних наслідків в сфері використання ядерної енергетики є накопичення радіоактивних відходів. Відпрацьоване паливо складають та зберігають в спеціально обладнаних сховищах з метою їх подальшого захоронення в надрах. Для цього ретельно обирають місце майбутнього сховища, його тип та проводять оцінку безпеки. Одним за пунктів оцінки безпеки є розробка системи інженерних бар’єрів в яку входить дослідження розподілення температурного поля внаслідок виділення теплоти радіоактивними відходами . Мета роботи: Запропонувати рішення проблеми підвищеної температури прилеглих порід, дослідивши процес теплообміну у сховищі радіоактивних відходів. Розроблена фізична та математична моделі процесу. Фізична модель складається з трьох шарів: залізний - шар оболонки контейнера; шар бентоніту та шар породи. Властивості моделі визначаються теплофізичними властивостями матеріалів які в неї входять. Процес теплообміну можна умовно поділити на дві складові: теплообмін в горизонтальній площині через циліндричну стінку та у вертикальній площині через плоске днище контейнера. Для отримання теоретичних даних складено одновимірну математичну модель процесу охолодження контейнера. Для розв’язку цього рівняння було застосовано метод сіток. Вихідні дані та геометрія моделі системи захоронення прийняті на основі реальних даних. Властивості моделі визначаються теплофізичними властивостями матеріалів використаних в ній. Розрахунок було проведено для плоского днища контейнера. Результати оброблені у вигляді графічної залежності температури від часу (рис 1). Кожна крива характеризує стан конкретної точки, віддаленої від центра тепловиділення на певну відстань. Модель була перевірена на адекватність співставленням отриманих результатів з наведеними у інших джерелах. З графіку видно значне підвищення температури на межі стику контейнера з шаром бентоніту. Це спричинятиме закипання вологи та підвищенню міграції радіонуклідів у біосферу. Тому пропонується встановити теплообмінний пристрій для відведення надлишкового тепла від контейнера. Результати попередньої оцінки результату використання запропонованого рішення видно на графіку (рис 2). Відібране тепло можна використати для потреб обслуговуючих комунікацій та персоналу сховища радіоактивних відходів.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ БІОГАЗУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ БІОГАЗУ

    Біогаз — газ, що отримується метановим бродінням біомаси. Розкладання біомаси відбувається під впливом 3-х видів бактерій. У ланцюжку живлення подальші бактерії харчуються продуктами життєдіяльності попередніх. Перший вигляд — бактерії гідролізні, другий кислото-створюючі, третій — метанотвірні. У виробництві біогазу беруть участь бактерії всіх трьох видів. Склад біогазу 55%-75% метану, 25%-45% CО 2 , незначні домішки H 2 і H 2 S. Після очищення біогазу від СО 2 виходить біометан. Біометан повний аналог природного газу. Відмінність лише в походженні. Сировина для здобуття— oрганічні відходи: гній, зернова і мелясна післяспиртова барда, пивна дробина, буряковий жом, фекальні осідання, відходи рибного і забійного цеху, трава, побутові відходи, відходи молокозаводу, відходи виробництва крохмала і патоки, відходи переробки картоплі Розрізняють 2 основні способи очистки біогазу: гравітаційний і інерційний. Очистка біогазу інерційним способом є досить поширеним процесом, перевагами якого є менші енергозатрати, простота процесу та використовуваних в ньому апаратів. Частина технологічної схеми для очистки біогазу приведена на рис. 1. Сирий газ від КССГ на УПГ. Газ із вузла обліку потрапляє в теплообмінники 3,4, де підігрівається нестабільний конденсат. Охолоджений газ із 3,4 потрапляє у проміжні сепаратори 5,6. Газ від вузла обліку потрапляє також у теплообмінники 1,2, де він охолоджується. Потім охолоджений газ із 1,2 потрапляє в проміжні сепаратори, де він сепарується. Газ сепарації з 11,12 йде на підігрів у теплообмінниках 1,2. Потім нагрітий газ із 1,2 потрапляє на вузол обліку газу УПГ. Конденсат із 10 змішується з конденсатом із 5,6 та 11,12 і йде на підігрів у теплообмінниках 3,4. Далі конденсат із 3,4 потрапляє в роздільник рідини 13 .Із роздільника рідин газ дегазації потрапляє на прийом КССГ, водометанольний розчин на метанольне господарство а конденсат (ШФЛУ) на установку збору ШФЛУ. Так як очистка біогазу належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей паливної енергетики то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування її апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Кожухотрубний теплообмінник є не основним аппаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми, представленій на рис.1. Саме у ньому відбувається нагрів та охолодження газу, які так потрібні для подальшого процесу. Отже ефективність всієї схеми визначатиметься якістю переробки цього процесу, тому доцільна модернізація теплообмінника, бо саме він лімітує продуктивність всієї схеми, наслідком чого буде збільшення кількості продукту. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій теплообмінне обладнання, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ПІДІГРІВУ БІОГАЗУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ БІОГАЗУ

    В зв’язку із виникненням глобальних енергетичної і економічної світових криз, людство активно здійснює пошук альтернативних поновлюваних джерел енергій. Велика увага приділяється пошукам замінників природного газу. Перспективною альтернативою природного газу є біогаз, який можна отримати метановим бродінням біомаси. Біогаз — газ, що отримується метановим бродінням біомаси. Розкладання біомаси відбувається під впливом 3-х видів бактерій. У ланцюжку живлення подальші бактерії харчуються продуктами життєдіяльності попередніх. Перший вигляд — бактерії гідролізні, другий кислото-створюючі, третій — метанотвірні. У виробництві біогазу беруть участь не лише бактерії класу метаногенів, а всі три види. Склад біогазу 55%-75 % метану, 25 %-45 % CО , незначні домішки H і H S. Після очищення біогазу від СО виходить біометан. Біометан повний аналог природного газу. Відмінність лише в походженні. Вихід біогазу залежить від вмісту сухої речовини і вигляду використовуваної сировини. З тонни гною великої рогатої худоби виходить 30-50 м біогазу з вмістом метану 60 %, 150-500 м біогазу з різних видів рослин з вмістом метану до 70 %. Максимальна кількість біогазу — це 1300 м з вмістом метану до 87% можна отримати з жиру. У біогазових розрахунках використовується поняття сухої речовини (СР або англійське TS) або сухого залишку (СО). Вода, що міститься в біомасі, не дає газу. З 1 кг сухої речовини отримують від 300 до 500 літрів біогазу. Щоб порахувати вихід біогазу з конкретної сировини необхідно провести лабораторні випробування або поглянути довідкові дані і визначити вміст жирів, білків і вуглеводів. Сировина для здобуття-oрганічні відходи: гній, зернова і мелясна післяспиртова барда, пивна дробина, буряковий жом, фекальні осідання, відходи рибного і забійного цеху (кров, жир, кишки, канига), трава, побутові відходи, відходи молокозаводу - лактоза, молочна сироватка, відходи виробництва біодизеля - технічний гліцерин від виробництва біодизеля з рапсу, відходи від виробництва соків - жом фруктовий, ягідний, виноградна вичавка, водорості, відходи виробництва крохмала і патоки - мезга і сироп, відходи переробки картоплі, виробництва чіпсів — очищення, шкірки, гнилі бульби. Газ від вузла обліку потрапляє в теплообмінник 1, де він охолоджується. Потім охолоджений газ із 1 потрапляє в проміжні сепаратори, де він сепарується. Газ із вузла обліку потрапляє також в теплообмінники 2, де підігрівається нестабільний конденсат. Охолоджений газ із 2 потрапляє також в проміжний сепаратор 7. Газ із 7 подається до блоку дроселювання 5. Газ від блоку дроселювання потрапляє одночасно в низькотемпературний сепаратор 6 і в блок трьох потокової вихрової труби 8, це допоміжна технологічна лінія. Газ із 8 потрапляє також в низькотемпературний сепаратор 3, де сепарується і охолоджується . Газ сепарації з 3 йде на підігрів в теплообмінник 1. Потім нагрітий газ із 1 потрапляє на вузол обліку газу УПГ. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій теплообмінне обладнання, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • КОНДЕНСАТОР ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ УСТАНОВКИ ДЛЯ КОЦЕНТРУВАННЯ АЗОТНОЇ КИСЛОТИ ЗА ДОПОМОГОЮ НІТРАТУ МАГНІЮ

    Концентрована азотна кислота і чиста азотна кислота користуються особливим попитом у різних галузях промисловості. Тому визначення оптимальних умов і отримання повних і надійних даних дозволяють забезпечити інтенсифікацію технологічних процесів отримання даних кислот, а також удосконалення апаратурного оформлення цих технологічних процесів, є важливим і актуальним завданням . Для ряду виробництв використовують концентровану азотну кислоту (вмiст HNO3 96-98%) . Азотну кислоту такої концентрацiї можна отримати концентруванням розбавленої або прямим синтезом. Збільшити концентрацію розбавленої HNO3 звичайною перегонкою неможливо. Максимальна температура кипіння 121,9оС досягається при вмiстi 68,4% HNO3 В цiй точці склад парів стає такий самий, як склад рідкої фази, а подальше підвищення концентрації азотної кислоти стає недосяжним. При перегонці водних розчинів кислоти з вмістом HNO3 менше 68,4% в ректифікаційній колоні утворюється азеотропна суміш (температура кипіння 121,90 С), що містить 68,4% HNO3 і воду. Якщо переганяти її з концентрацією понад 68,4% , то в дистиляті утворюватиметься HNO3, вищої концентрації, ніж кипляча рідина, доти, поки концентрація киплячої рідини не знизиться до 68,4% . Щоб утворилась кислота з вмістом понад 68,4% , перегонку проводять за допомогою нітрату магнію[1]. Технологічна схема установки для концентрування азотної кислоти за допомогою нітрату магнію зображено на рисунку 1. Розведена азотна кислота надходить у відпарну колону 2 тарілчастого типу. На одну тарілку вище від тарілки живлення розчином азотної кислоти – подається підігрітий у кіпятильнику 8 розчин нітрату магнію концентрацією 72%. Температура розчину підтримується за допомогою кип’ятильника 1. Пари з відпарної колони 2 надходять у дистиляційну колону 3. Розчин нітрату магнію через кіп’ятильник 7 надходить у вакуум–випарник 6 на концентрування. Далі пара води яка виділяється з розчину в вакуум–випарнику 6, надходить у барометричний конденсатор 5. У дистиляційній колоні 3 відбувається концентрація розчину азотної кислоти. Його пари надходять у конденсатор 4, тому частина конденсату у вигляді флегми повертається в дистиляційну колону 3, а решта концентрованої кислоти передається на склад. Утворений у дистиляційній колоні розчин азотної кислоти стікає до відпарної колони 2. Конденсатор є невід’ємною частиною технологічної схеми. В ньому відбувається конденсація пари. В результаті чого, відбувається розділення конденсату на потоки. Перша частина у вигляді флегми повертається на дистиляційну колону 3, а решта концентрованої азотної кислоти відбирається на склад. Завданням на дипломне проектування є вибір обладнання установки, перевірка його патентної чистоти, модернізація, що має підвищити якість готового продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ БІОГАЗУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ БІОГАЗУ

    Біогаз — газ, що отримується метановим бродінням біомаси. Розкладання біомаси відбувається під впливом 3-х видів бактерій. У ланцюжку живлення подальші бактерії харчуються продуктами життєдіяльності попередніх. Перший вигляд — бактерії гідролізні, другий кислото-створюючі, третій — метанотвірні. У виробництві біогазу беруть участь бактерії всіх трьох видів. Склад біогазу 55%-75% метану, 25%-45% CО , незначні домішки H і H S. Після очищення біогазу від СО виходить біометан. Біометан повний аналог природного газу. Відмінність лише в походженні. Сировина для здобуття— oрганічні відходи: гній, зернова і мелясна післяспиртова барда, пивна дробина, буряковий жом, фекальні осідання, відходи рибного і забійного цеху, трава, побутові відходи, відходи молокозаводу, відходи виробництва крохмала і патоки, відходи переробки картоплі Розрізняють 2 основні способи очистки біогазу: гравітаційний і інерційний. Очистка біогазу інерційним способом є досить поширеним процесом, перевагами якого є менші енергозатрати, простота процесу та використовуваних в ньому апаратів. Частина технологічної схеми для очистки біогазу приведена на рис. 1. Сирий газ від КССГ на УПГ. Газ із вузла обліку потрапляє в теплообмінники 3,4, де підігрівається нестабільний конденсат. Охолоджений газ із 3,4 потрапляє у проміжні сепаратори 5,6. Газ від вузла обліку потрапляє також у теплообмінники 1,2, де він охолоджується. Потім охолоджений газ із 1,2 потрапляє в проміжні сепаратори, де він сепарується. Газ сепарації з 11,12 йде на підігрів у теплообмінниках 1,2. Потім нагрітий газ із 1,2 потрапляє на вузол обліку газу УПГ. Конденсат із 10 змішується з конденсатом із 5,6 та 11,12 і йде на підігрів у теплообмінниках 3,4. Далі конденсат із 3,4 потрапляє в роздільник рідини 13 .Із роздільника рідин газ дегазації потрапляє на прийом КССГ, водометанольний розчин на метанольне господарство а конденсат (ШФЛУ) на установку збору ШФЛУ. Так як очистка біогазу належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей паливної енергетики то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування її апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Кожухотрубний теплообмінник є не основним аппаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми, представленій на рис.1. Саме у ньому відбувається нагрів та охолодження газу, які так потрібні для подальшого процесу. Отже ефективність всієї схеми визначатиметься якістю переробки цього процесу, тому доцільна модернізація теплообмінника, бо саме він лімітує продуктивність всієї схеми, наслідком чого буде збільшення кількості продукту. Завданням на дипломне проектування є вибір серед сучасних конструкцій теплообмінне обладнання, перевірка його патентної чистоти, модернізація устаткування, що має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання.

    Переглянути
  • СУШАРКА З КИПЛЯЧИМ ШАРОМ ДЛЯ СУШІННЯ СУЛЬФАТУ АМОНІЮ

    Виробництво сульфату амонію – дорогий та енергоємний процес. Отже розробка устаткування для його виробництва, що відповідає сучасним вимогам, є важливою задачею. Сульфат амонію — (NH4) 2SO4. Це добриво, яке містить близько 21% азоту, воно добре розчиняється у воді, мало злежується, зберігаючи розсипчастість. Сульфат амонію містить також до 24% сірки, тому одночасно він є джерелом сірчаного живлення. Для виготовлення та висунення гранул сульфату амонію використовують сушарки з киплячим шаром. Ці апарати відрізняються високою надійністю, скороченням часу сушіння за рахунок посиленого перемішування матеріалу в сушильній камері. Процес сушки проходить за схемою з замкнутим циклом.(рис.1) Таким чином установка дозволяє мінімізувати забруднення навколишнього середовища, що є дуже актуальним у наш час. За заданими вхідними даними зробив параметричний розрахунок сушарки з псевдозрідженим шаром. Отримав: діаметр D=1м; висота апарату h=3.2 м; гідравлічний опір ∆P=2.6·10³ Па. Аналізуючи сушарку з киплячим шаром роблю висновок, що у верхній частині сушарки вологий газ охолоджується і конденсується на стінках апарату. Він стікає до нижньої часини і потрапляє на ще не висушений матеріал і додатково його зволожує. В основу вдосконалення апарату поставлено завдання відводу утвореного конденсату. Таким чином рідина, сконденсована у верхній частині апарату буде стікати у жолоб і відводитися з апарату через вивідний патрубок . Це значно підвищує якість сушіння сипучого матеріалу. Модернізацією є заміна центрифуги на схему з замкнутим циклом (рис.1) при виробництві капролактаму Замінивши нею центрифугу, для висушування сульфату амонію (рис .2). Таким чином можна отримати якісно висушений гранульований продукт і зекономити енергію яка витрачається на роботу центрифуги. Будуть виконані розрахунки, які підтверджують надійність та працездатність апарату. За розрахунками будуть виконані креслення принципової схеми установки , схема автоматичного регулювання, корпус, днище, кришка, опора. Також поведуться розрахунки для визначення економічної доцільності.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ БІОГАЗУГАЗОВИМ КОНДЕНСАТОМ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ БІОГАЗУ

    Біогаз — газ, що отримується метановим бродінням біомаси. Розкладання біомаси відбувається під впливом 3-х видів бактерій. У ланцюжку живлення подальші бактерії харчуються продуктами життєдіяльності попередніх. Перший вигляд — бактерії гідролізні, другий кислото-створюючі, третій — метанотвірні. У виробництві біогазу беруть участь не лише бактерії класу метаногенів, а всі три види. До складу біогазу входить 70% метану, 29% вуглекислоти та незначна кількість домішок. Після очищення біогазу від вуглекислот виходить біометан. Біометан – повний аналог природного газу, відмінність у вмісті метану та походженні. Розрізняють два основні способи очистки біогазу, а саме інерційний та гравітаційний. Очистка біогазу інерційним способом є досить поширеним процесом, перевагами якого є менші енергозатрати, простота процесу та апаратів, використаних у ньому. Так як очистка біогазу належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей паливної енергетики то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Кожухотрубний теплообмінник не є основним апаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми. Метою даної роботи є проектування та модернізація кожухотрубного теплообмінника для нагрівання біогазу. На основі відомого кожухотрубного теплообмінника, що містить кожух, дві кришки, штуцери, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами [2]. На рисунку 1 приведено поздовжній розріз теплообмінника та схематично представлений поперечний переріз теплообмінної труби. У ході роботи було зроблено параметричні розрахунки кількох апаратів і на даний момент підбирається найбільш оптимальна конструкція кожухотрубного теплообмінника. У подальшому будуть проведені розрахунки які підтверджують працездатність конструкції. За цими розрахунками будуть розроблені складальні креслення апарата та основних його вузлів, розрахунки економічного ефекту від модернізації та розрахунки по техніці безпеки.

    Переглянути
  • ТЕПЛООБМІННИК ДЛЯ ОХОЛОДЖЕННЯ БІОГАЗУГАЗОВИМ КОНДЕНСАТОМ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ РОЦЕСУ ОЧИСТКИ БІОГАЗУ

    Розрізняють два основні способи очистки біогазу, а саме інерційний та гравітаційний. Очистка біогазу інерційним способом є досить поширеним процесом, перевагами якого є менші енергозатрати, простота процесу та апаратів, використаних у ньому. До складу біогазу входить 70% метану, 29% вуглекислоти та незначна кількість домішок. Після очищення біогазу від вуглекислоти виходить біометан. Біометан – повний аналог природного газу, відмінність у вмісті метану та походженні. Так як очистка біогазу належить до найбільш динамічно прогресуючих галузей паливної енергетики то актуальним напрямком є підвищення ефективності технологічної схеми шляхом інтенсифікації режимів функціонування апаратів, а саме високою продуктивністю та економічністю процесу. Кожухотрубний теплообмінник не є основним апаратом, але є невід’ємною частиною технологічної схеми. Саме у ньому відбувається охолодження газу та нагрів газового конденсату, які потрібні для подальшого процесу. Отже, ефективність всієї схеми визначатиметься якістю переробки цього процесу, тому доцільна модернізація теплообмінника, бо саме він лімітує продуктивність всієї схеми, наслідком чого буде збільшення кількості продукту. Метою даної роботи є проектування та модернізація кожухотрубного теплообмінника для охолодження біогазу. На основі відомого кожухотрубного теплообмінника, що містить кожух, дві кришки, штуцери, а також дві трубні решітки із закріпленими в них теплообмінними трубами [2]. Запропоновано вдосконалення кожухотрубного теплообмінника, в якому нове виконання його теплообмінних труб забезпечує турбулізацію потоку, яка сприяє збільшенню коефіцієнта тепловіддачі, а отже і теплопередачі, підвищує інтенсивність нагріву, а відповідно підвищується й ефективність роботи теплообмінника. Вдосконалення досягається тим, що в кожухотрубному теплообміннику, на зовнішній поверхні кожної теплообмінної труби виготовляють поздовжні канавки по всій її довжині. На рисунку 1 приведено поздовжній розріз теплообмінника та схематично представлений поперечний переріз теплообмінної труби із можливим варіантом виконання зовнішньої поверхні трубок. У ході роботи було зроблено декілька варіантів параметричного розрахунку апарата і на даний момент підбирається найбільш оптимальна конструкція кожухотрубного теплообмінника. У подальшому будуть проведені розрахунки які підтверджують працездатність конструкції, розроблені складальні креслення апарата та основних його вузлів, розрахунки економічного ефекту від модернізації та розрахунки по техніці безпеки.

    Переглянути
  • КОЖУХОТРУБНИЙ ТЕПЛООБМІННИК У СХЕМІ ВИРОБНИЦТВА АМІАКУ

    Аміак ( ) - це безбарвний газ з неприємним задушливим характерним запахом. Наявність його в повітрі відчувається вже при об'ємній концентрації 0,0005%. Температура кипіння аміаку при атмосферному тиску - 33,4°С, займання 651°С. Добре розчиняється у воді, спирті і ряду інших органічних розчинників. Аміак належить найважливіших продуктів хімічної промисловості, щорічне його світове виробництво досягає 150 млн. тон. З аміаку отримують різні солі амонію, уротропін. Також аміак випускають в рідкому вигляді або у вигляді водного розчину - аміачної води, яка зазвичай містить 25% . У медицині застосовують 10-ти % розчин аміаку (нашатирний спирт). Аміак використовується для отримання синтетичних волокон, наприклад, нейлону і капрону. У дипломній роботі на підставі проведеного аналізу технологічних схем обрана схема синтезу аміаку потужністю 1360 т/доб на вітчизняному устаткуванні. Промисловий спосіб отримання аміаку ґрунтується на прямій взаємодії водню і азоту : процес Габера: 3 + 91,84 кДж Частина технологічної схеми синтезу аміаку приведена на рисунку 1. Свіжа азотоводнева суміш після очищення метануванням стискається у компресорі до тиску 32 МПа і після охолодження в повітряному холодильнику (на схемі не показаний) поступає в нижню частину конденсаційної колони для очищення від залишкових домішок , О і слідів масла. Отримана суміш проходить по трубках теплообмінника конденсаційної колони і спрямовується в міжтрубний простір виносного теплообмінника 4, де нагрівається до 185 – 195 °С. Після чого циркуляційний газ поступає в колону синтезу 2. Потім газ відводиться до внутрішнього теплообмінника колони синтезу, де він нагрівається до температури початку реакції 400-440°С і послідовно проходить чотири шари каталізатора, внаслідок чого концентрація аміаку в газі підвищується до 15%. Охолодження газової суміші до 130°С здійснюється в підігрівачі 3, в трубному просторі виносного теплообмінника 4 до 65°С, а потім в апаратах повітряного охолодження 7 до 40°С, при цьому частина аміаку конденсується. Процес продовжується у другій половині схеми і закінчується тим, що аміак з продувальних газів виділяється при температурі 25 - 30°С в конденсаційній колоні і випарнику. В схемі використано кожухотрубний теплообмінник. Принцип роботи полягає у тому, що дві течії розділені стінкою внутрішніх труб обмінюються між собою тепловою енергією без взаємного змішування робочих середовищ. Перебіг газу в міжтрубному просторі контролюється напрямними перегородками для створення оптимального поперечного потоку. Метою дипломного проекту є модернізація кожухотрубного теплообмінника, яка має збільшити продуктивність обладнання і підвищити якість проміжного продукту. В проекті будуть здійснені розрахунки, що підтвердять працездатність та надійність конструкції, а також буде здійснена перевірка патентної чистоти обраного апарату.

    Переглянути
  • БАРАБАННА СУШАРКА В СХЕМІ ВИРОБНИЧТВА ТЕХНІЧНОГО ВУГЛЕЦЮ

    Цільовим продуктом процесу є технічний вуглець - порошкоподібна речовина, що складається з субмікроскопічних вуглецевих частинок близької до сферичної форми, які пов'язані в більш-менш розгалужені ланцюжки. Процес призначений для отримання технічного вуглецю марок ПМ- 50, ПМ-75 і ПМ-100 шляхом термічного розкладання вуглеводнів при неповному турбулентному горінні. Ці марки технічного вуглецю в основному застосовують при виготовленні шин і гумових технічних виробів. Установка складається з наступних основних відділень: підготовки сировини, реакторного, уловлювання, грануляції, складування і утилізації відходів. У відділенні підготовки сировини відбувається прийом, зберігання, приготування робочих сумішей, Зневоднення, очищення від механічних домішок, нагрів до необхідної температури і подача присадки в сировині (апарати: відцентрові насоси, парові нагрівачі, випарник з піновідділювач, піч і фільтр). В реакторному відділенні. Відбувається розкладання сировини у високотемпературному потоці продуктів згоряння з утворенням технічного вуглецю, а також охолодження газової суміші (апарати: реактор, підігрівач, колектор, холодильник-зрошувач). У відділенні вловлювання виділяється технічний вуглець з газоподібних продуктів реакції (апарати: циклони, рукавні фільтри, калорифер, вентилятори). У відділенні грануляції відбувається очищення технічного вуглецю від сторонніх включень, його ущільнення і гранулювання (апарати: змішувач-гранулятор, сушильний барабан, елеватор, конвеєр, сепаратор). Метою дипломного проекту є модернізація барабанної сушарки, яка має збільшити продуктивність обладнання і підвищити якість проміжного продукту. В проекті будуть здійснені розрахунки, що підтвердять працездатність та надійність конструкції, а також буде здійснена перевірка патентної чистоти обраного апарату. Завданнями дипломного проекту є: обґрунтування модернізації конструкції барабанної сушарки; обґрунтування вибору матеріалів для виготовлення всіх конструктивних елементів апарата; розрахунки, що підтверджують працездатність апарата; виконання креслень технологічних схем, складальних креслень апарата та їх складальних одиниць і деталей; виконання необхідних специфікацій; техніко-економічне обґрунтування запропонованої модернізації.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ТЕПЛООБМІННИКА ДЛЯ ПІДІГРІВУ МЕТАНОЛУ У СХЕМІ ВИРОБНИЦТВА ФОРМАЛІНУ

    Формалін використовується як засіб для дезинфекції, фіксації, дублення тощо. На рисунку 1 зображена схема виробництва формаліну, сировиною для виробництва якого є метанол. Метанол із залізничної цистерни закачують насосом в резервуар 1, потім його подають на фільтр 2 (2/1), де він звільняється від механічних домішок. Механічні домішки відправляють на спалювання. В теплообміннику 3 після проходження фільтра метанол підігрівається від 20 до 40 ° С конденсатом з кип'ятильника ректифікаційної колони, потім надходить у спиртовипарник 4. Туди ж крім метанолу надходить метанол- ректифікат із збірки 18. Одночасно через барботер в спиртовипарник подається повітродувкою повітря, попередньо очищений від механічних домішок. Теплообмінник 7 відіграє роль рекуператора, де циркулює метанол, охолоджуючи контактні гази. В спиртовипарнику підтримується температура 50-65°С. При даній температурі концентрація метанолу в суміші дорівнює 48-52% об'ємним. Новоутворена спирто-повітряна суміш надходить у теплообмінник- пароперегрівник, де підігрівається парою з р = 5 кгс/см2 до температури 90-125°С. Далі перегріта спирто-повітряна суміш через вогнеприградник 5 надходить в контактний апарат 6. У контактному апараті відбувається синтез. Одним з головних елементів даної схеми є кожухотрубний багатоходовий теплообмінник. В бакалаврському проекті планується зробити огляд новітніх конструкцій теплообмінників, обрати оптимальну, зробити розрахунки які підтвердять працездатність апарату,а саме параметричний,гідравлічний та конструктивний .

    Переглянути
  • КОНДЕНСАТОР У СХЕМІ ВИРОБНИЦТВА АМІАКУ

    Аміак − безбарвний газ з різким запахом, температура плавлення 80°С, температура кипіння 36°С, добре розчиняється у воді, спирті і ряду інших органічних розчинників. Синтезують з азоту і водню. У природі утворюється при розкладанні азотовмісних органічних сполук. За обсягами виробництва аміак займає одне з перших місць; щорічно у всьому світі отримують близько 100 мільйонів тон цього з'єднання. Аміак випускають в рідкому вигляді або у вигляді водного розчину. У великій кількості аміак використовують для синтезу азотної кислоти (добрива). Його застосовують також як дешевий холодильний агент в промислових холодильних установках. У нафтохімічній промисловості аміак використовують для нейтралізації кислотних відходів. Основним способом одержання аміаку є його каталітичний синтез. У дипломній роботі на підставі проведеного аналізу технологічних схем обрана схема синтезу аміаку потужністю 1360 т/доб на вітчизняному устаткуванні. Промисловий спосіб отримання аміаку ґрунтується на прямій взаємодії водню і азоту. Свіжа азотоводнева суміш після очищення метануванням стискається у компресорі до тиску 32 МПа і після охолодження в повітряному холодильнику(на схемі не показаний) поступає в нижню частину конденсаційної колони 8 для очищення від залишкових домішок вуглекислого газу, води і слідів масла. Отримана суміш проходить по трубках теплообмінника конденсаційної колони і спрямовується в міжтрубний простір виносного теплообмінника 4, де нагрівається до 185 - 195°С. Після чого циркуляційний газ поступає в колону синтезу 2. Потім газ відводиться до внутрішнього теплообмінника колони синтезу, де він нагрівається до температури початку реакції 400-440°С і послідовно проходить чотири шари каталізатора, внаслідок чого концентрація аміаку в газі підвищується до 15%. Охолодження газової суміші до 130°С здійснюється в підігрівачі 3, в трубному просторі виносного теплообмінника 4 до 65°С, а потім в апаратах повітряного охолодження 7 до 40°С, при цьому частина аміаку конденсується. Рідкий аміак, що сконденсувався при охолодженні, відділяється в сепараторі 6, а потім суміш, що містить 10-12% NH3, йде на циркуляційне колесо компресора 5 азотоводневої суміші, де стискається до 32 МПа. Процес продовжується у другій половині схеми і закінчується тим, що аміак з продувальних газів виділяється при температурі 25 - 30°С в конденсаційній колоні 9 і випарнику 10. В схемі обрано конденсатор з протитечією. Принцип роботи полягає у тому, що газ подається по трубі з низу до верху, а конденсат під дією сили гравітації стікає вниз. Завданням на дипломне проектування є модернізація конденсатора, яка має підвищити якість проміжного продукту та збільшити продуктивність обладнання, що підтверджується розрахунками, також буде проведена перевірка патентної чистоти обраного апарату (конденсатора).

    Переглянути
  • ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ДИСПЕРГУВАННЯ РІДКОЇ ФАЗИ У ПРОЦЕСІ ГРАНУЛОУТВОРЕННЯ

    В умовах сучасного землекористування постає проблема спаду врожайності внаслідок зменшення вмісту поживних речовин в ґрунтах. Однак в традиційній формі внесення нітратних та фосфорних сполук спричинює надмірну мінералізацію ґрунтів. Для запобіганню їх виснаженню необхідно, щоб надходження поживних речовин відбувалося поступово від композитів. Для досягнення поставленого завдання потрібно розробити метод отримання гуміново-мінеральних добрив нового покоління. Важливим моментом є те що добриво є твердим композитом із заданими властивостями, а гранули мають сферо подібну форму та пошарову структуру. Вони містять не тільки мінеральні компоненти, але й розкислюючи домішки та гумати, співвідношення яких визначається агроекологічними умовами регіону застосування. При детальному аналізі проблеми було визначено, що на ефективність процесу гранулоутворення суттєво впливають спосіб введення та розподіл рідкої фази у псевдо зрідженому шарі. Метою досліджень є підвищення ефективності процесу одержання гуміново-азотно-кальцієвих твердих композитів із заданими властивостями шляхом покращення якості диспергування гетерогенної фази механічним диспергатором. Якістю диспергування гетерогенних систем визначається мінімальною товщиною плівки, яка сходить з крайки диспергатора, та максимальна швидкість руху гетерогенної системи в радіальному та осьовому напрямках. Для цього було розглянуто процес гранулоутворення та створено фізичну модель диспергування. За основу конструкції було прийнято конічний диспергатор, але суттєвим недоліком такої конструкції є її обмежена зона розпилення, що зумовлює локальне перезволоження матеріала в псевдозрідженому шарі. Для усунення цього недоліку пропонується збільшити кількість робочих поверхонь диспергатора рис. 1. Фізична модель руху рідини по конічній поверхні механічногодиспергатора яка зображена на рисунку 2. За основу математичної моделі було прийнято рівняння руху в’язкої рідини всередині конічного ротора, яке описане в літературі [1]. З рівняння (2) видно що товщина плівки буде найменша коли кут розкриття 0 буде наближатися до 90˚. Збільшення частоти обертання диспергатора та радіуса робочої поверхні також призводить до зменшення товшини плівки. Надалі необхідно буде експериментально перевірити адекватність даної моделі при роботі з гетерогенними системами.

    Переглянути
  • Дослідження механічного диспергатора барабанного типу

    Досліджено диспергування модельної рідини й гетерогенних систем у механічному диспергаторі барабанного типу. Визначено умови, за яких збільшується об’єм зони диспергування з одночасним зменшенням розміру крапель.

    Переглянути