Собченко В. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ЕКСПЕРИМЕНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ТЕРМОПІДГОТОВКИ ВИРОБНИЦТВА СПУЧЕНОГО ПЕРЛІТУ

    Спучений перліт – матеріал широкого цільового використання. При його виробництві за допомогою технологічних режимів можливо регулювати фізико-технічні показники спученого перліту [1]. При використанні спученого перліту в будівництві, для його одержання запропоновано застосовувати схему виробництва з термопідготовкою сировинного матеріалу в апаратах псевдо зрідженого шару [2]. Задачею представленого матеріалу було експериментальне дослідження процесу термопідготовки перліту. Для цього використали лабораторну установку Інституту газу НАН України КС-02 [3, 4]. Повітря для зрідження частинок матеріалу в установці КС-02 подається від вентилятора, його витрати контролюються ротаметром 8. Повітря яке попадає в установку, нагрівається електронагрівачем 4, попадає через отвори перфорованої решітки 6 в стакан 2, виготовленої з нержавіючої сталі внутрішнім діаметром 60мм з розширеною верхньою частиною. В стакані є гніздо для кріплення термопари 1 ХК (L) (-40...+600 С). Термопара, пов'язана з інтелектуальним перетворювачем «ПВІ-0298» 3, який передає перетворений сигнал для відображення на комп'ютер 9. Для регулювання температури в робочій зоні стакана передбачена подача живильної напруги на електронагрівач 4 через регулюючий трансформатор 7.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ТЕРМООБРОБКИ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ В АПАРАТІ З ПСЕВДОЗРІДЖЕНИМ ШАРОМ

    В історії розвитку методів використання енергетичних ресурсів первісним є процес газифікації. Задовго до виникнення нафтопромисловості суспільство користувалось горючими газами (СО, Н2, СН4) отриманим шляхом взаємодії матеріалу органічного походження ( в основному вугілля) з окисниками (кисень, водяна пара та ін.) при високотемпературному нагріві (1000оС-2000оС) [1,2]. З розвитком нафтогазової промисловості газифікація почала втрачати свою актуальність. На сьогоднішній день основними джерелами енергії є нафта та природній газ, але з кожним роком їх запаси значно зменшуються, тому сучасні фахівці в області енергетики намагаються відновити використання горючих газів отриманих шляхом газифікації. Газифікація є одним з найбільш дешевих та екобезпечних способів отримання електричної та теплової енергії. В нашій країні досить велика кількість економічно доступної біологічної сировини – лісосічні відходи, відходи деревообробних та меблевих виробництв, відходи зерноочисних виробництв, різні види соломи і стебел рослин (пшениця, рис, льон, кукурудза, соняшник, бавовна тощо), очерет, плодові кісточки і горіхова шкарлупа, різні промислові та побутові відходи. На багатьох підприємствах харчової та деревообробної промисловості накопичуються відходи - дрібнодисперсні матеріали з теплотою спалювання 8-16 МДж/кг. Так, на середньому за потужністю спиртовому заводі одержують 2-8 т/г спиртової барди, яка частково знаходить попит у тваринництві. Однак більша її частина накопичується на звалищах. Газифікуючи ж частки такого матеріалу і використовуючи отриману теплоту для сушки товарної спиртової барди та одержання технологічної водяної пари на підприємствах можна суттєво зменшити витрати природного газу. До складу генераторного газу входять такі гази: СО, Н2, СН4 , СmHn, H2S, CO2, O2, N2. Горючими з них являються СО, Н2, СН4, СmHn. Ккалорійність одержаних газів залежить від виду сировини що використовується та становить 4,6 – 6,3 мДж/м3 [1]. Наприклад, калорійність газу отриманого при переробці рисового лушпиння 5,83 мДж/м3 . Вміст смоли в отриманому газі менше 50 мг/Hм 3 , що відповідає міжнародним нормам. В процесі виконання магістерської роботи будуть досліджені теплообмінні та газодинамічні характеристики процесів термообробки дисперсних матеріалів в апараті з псевдозрідженим шаром. Дослідження будуть виконуватися стосовно одержання альтернативного газу при використанні дисперсних паливовміщуючих відходів харчової та деревообробної промисловості, а також енергозбереження в промисловості. Базовими матеріалами для термообробки є спиртова барда, тирса, солома злакових культур, торф-сушонка та ін.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ТЕРМООБРОБКИ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ В ВИХРОВОМУ АПАРАТІ КОНІЧНОЇ ФОРМИ

    Не зважаючи на тенденцію останніх років використання в більшому обсязі вітчизняних паливних ресурсів в промисловості та комунальному господарстві України, залежність від імпортованого природного газу все ще залишається значною. В той самий час на багатьох підприємствах харчової та деревообробної промисловості накопичуються як відходи дрібнодисперсні матеріали з теплотою спалювання 8-16 МДж/кг. Так на середньому за потужністю спиртовому заводі одержують 2-8 т/г спиртової барди, яка частково знаходить попит у тваринництві. Однак більша її частина накопичується на звалищах. На деяких підприємствах споруджують установки по виробленню біогазу. Але це потребує значних капіталовкладень, виробничих площ та витрат енергії на підтримування необхідного температурного режиму у метантенках. Спалювання ж частки такого матеріалу та використання отриманої теплоти для сушки товарної спиртової барди та одержання технологічної водяної пари на підприємствах дозволяє суттєво зменшити витрати природного газу [1]. Україна, незважаючи на досягнення останніх років, посідає одне з останніх місць за рівнем енергоефективності народного господарства. В промисловості будівельних матеріалів, гірничорудної, харчової та інших широко використовуються технології сушки, термообробки та спалювання дисперсних матеріалів. Підвищення енергоефективності цих технологій, використання в якості палива дрібнодисперсних матеріалів рослинного походження дозволять зменшити залежність України від імпортованого природного газу. На сьогоднішній день реальною альтернативою природному газу може бути генераторний газ (синтез-газ), котрий отримують шляхом газифікації твердого палива (вугілля, торфу, біомаси [2]. Газифікація - термохімічний процес взаємодії вуглецю палива з окислювачами, що проводиться з метою отримання горючих газів (Н2, СО). В якості окислювачів, які іноді називають газифікуючими агентами, використовують кисень (або збагачене їм повітря), водяна пара, діоксид вуглецю або суміші зазначених речовин. В залежно від співвідношення вихідних реагентів, температури, тривалості реакції та інших факторів можна отримувати газові суміші різного складу. Проходить процес в апаратах, які називаються газогенераторами. За конструктивними особливостями реакційної зони газогенератори класифікуються на апарати з нерухомим щільним, псевдозрідженим та вихровим шаром [3]. В процесі виконання магістерської роботи буде досліджуватись процес термообробки дисперсних матеріалів в вихровому конічному апараті. Незважаючи на відомі недоліки таких апаратів, вони мають суттєві переваги, що змушують продовжувати наполегливо займатися їх вдосконаленням та створенням для них нових технологічних схем. По- перше, сильна закрутка газових потоків надійно стабілізує займання палив, навіть при зміні його теплотехнічних і ряду інших характеристик. По- друге, істотно прискорюється розігрів твердої фази, вихід летких компонентів і стійке займання продуктів швидкого піролізу. Це пов'язано з більш високою інтенсивністю транспорту теплоти і О2 в потрібні технологічні зони реактора. Таким чином, метою даної роботи є створення на основі загальних положень газової динаміки та тепло-масообміну двохфазних систем газ- твердий дисперсний матеріал методів розрахунку і конструювання обладнання для спалювання і газифікації дисперсних відходів рослинного походження, експериментальна перевірка фізичної та математичної моделей та визначення впливу на процес технологічних параметрів.

    Переглянути
  • УДОСКОНАЛЕННЯ РЕКУПЕРАТОРА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СИОПОРУ

    У виробництві будівельних матеріалів головну роль відіграє якість продукту. На сьогоднішній день на вітчизняному ринку теплоізоляційних матеріалів представлено якісну продукцію і власного виробника. Одним з представлених теплоізоляційних матеріалів є сиопор – штучний пористий теплоізоляційний матеріал. Для забезпечення належної якості сиопору та економії енергетичних витрат була розроблена двухстадійна схема його виробництва, суть якої полягає в попередній просушці матеріалу. В основу технології одержання сиопору покладена низькотемпературна термообробка в апараті з псевдозрідженим шаром подрібнених частинок сиоліту (напівфабрикат, який одержують із кремнеземистої природної сировини(у вигляді трепелу) та каустичної соди) з початковою вологістю близько 40 % [1,2]. До складу двухстадійної схеми виготовлення сиопору входить рекуператор для підігріву повітря що надходить в сушарку-поризатор. Рекуперативні теплообмінники - це апарати безперервної дії, принцип роботи яких полягає в передачі тепла від нагрітого середовища, через розподільчу стінку, до середовища що нагрівається. Рекуперація теплоти забезпечує економію палива, розширює можливість їх використання. По використаному матеріалу рекуператори розрізняються на металеві та керамічні. Керамічні рекуператори мають низьку герметичність, по конструкції їх поділяють на апарати з трубчатих елементів та з керамічних блоків. Металеві рекуператори мають відносну компактність, яка при однаковій тепловій ефективності в 6-8 разів більше, ніж керамічних. Рівень підігріву повітря в металевих рекуператорах залежить від матеріалів, що використовуються для їх виробництва. Удосконалення рекуператора технології виробництва сиопору полягає в покращенні теплопередачі від димових газів до повітря шляхом збільшення швидкості турбулентного потоку теплоносія в трубному просторі (димових газів). В трубний простір поміщено спіральну стрічку 1 (фіг. 1, 2) за допомогою розташованих у радіальних заглибинах 3 (фіг. 1, 2) поперечних стрижнів 4 (фіг. 1, 2), один з яких з’єднано зі спіральною стрічкою за допомогою пружини розтягу 5 (фіг. 1), кожна спіральна стрічка складається з окремих шарнірно з’єднаних між собою секцій 6, 7 (фіг. 1, 3). Кінці стрічки зафіксовано відносно торців 2 (фіг.1, 2) теплообмінної труби, на яких виконані радіальні заглиблення.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОЇ РЕШІТКИ ГРАНУЛЯТОРА КИПЛЯЧОГО ШАРУ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АЛЮМІНІЮ

    Сірчанокислий алюміній – коагулянт в комунальному господарстві, який використовується для очищення води господарсько-питного та технічного призначення, але найчастіше застосовується в паперовій, текстильній та інших галузях промисловості. Інститутом газу, спільно з ІЗНХ НАН України розроблені технологічні схеми виробництв сірчанокислого алюмінію, які частково реалізовані на ВАТ СумиХімПром [1]. У відповідних схемах для формування готової продукції у вигляді гранул використано гранулятор киплячого шару. Після проведення літературного та патентного пошуку було з’ясовано, що основними напрямками модернізації конструкції гранулятора, використаного в схемі, є вдосконалення газорозподільної решітки цього апарату [2]. Газорозподільні решітки повинні відповідати наступним вимогам [2]: • запобігати просипанню матеріалу до підрешіткового простору; • мати низький гідравлічний опір; • не мати застійних зон на її поверхні; • по можливості, регулювати витрату зріджуючого агенту, що підвищує її універсальність. Нами були запропоновані наступні шляхи вдосконалення газорозподільної решітки гранулятора: нижні кінці напрямних опор ковпачків 5 ковпачкової газорозподільної решітки жорстко закріплені в пластині 3, яка з’єднана з механізмом переміщення 4. Крім того отвори 6 для виходу зріджуюючого агента в ковпачках 5 виконані у вигляді прямокутників, більша сторона яких розташована вздовж вертикальної осі ковпачка і розміщені по периметру напрямних опор. Ці вдосконалення дозволять регулювати площу живого перетину газорозподільної решітки, що в свою чергу дасть можливість оброблювати матеріали широкого діапазону фракцій, не утворюючи застійних зон. Також, в разі раптової зупинки подачі зріджуючого агента, шляхом опускання пластини з ковпачками в крайнє нижнє положення, унеможливлюється просипання матеріалу до підрешіткової зони. Запропоновані вдосконалення підвищать універсальність та ефективність ковпачкової газорозподільної решітки і відповідно, роботи гранулятора.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ШАХТНОЇ ПЕЧІ СПУЧЕННЯ ПЕРЛІТУ

    Шахтні печі широко застосовуються в промисловості обробки дрібних дисперсних матеріалі, в тому числі для виготовлення спученого перлітового піску [1]. Для виробництва спученого перліту з закритою пористістю використовують сучасну двостадійну технологію [2, 3] розроблену НДІБМВ та ІГ НАН України, в якій використовується шахтна вертикальна трубчата піч спучення перліту. В ході дослідження роботи печі було зроблено висновок про те, що велика кількість невикористаної енергії пічних газів відводиться з апарату. З метою більш повного використання цієї енергії було змінено конструкцію отворів внутрішньої частини обичайки печі. Шляхом зміни форми отворів ми досягли того, що частина пічних газів, потрапляючи до внутрішньої частини печі, частково передає свою теплову та кінетичну енергію перлітовому піску. Наслідком цього є дозавихрення потоку матеріалу, що збільшує час перебування матеріалу в зоні термопідготовки та інтенсифікує процес його нагріву, що в свою чергу, дозволяє зменшити теплові затрати на термопідготовку матеріалу за межами печі.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ХОЛОДИЛЬНИКА ДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АЛЮМІНІЮ

    Очищений технічний сульфат алюмінію призначений для очистки води господарсько-питної та промислового значення, використання в паперово-целюлозній, текстильній і інших галузях промисловості [1]. Інститутом газу НАН України розроблена схема виробництва сульфату алюмінію, яка включає: підготовку пульпи, гранулювання сульфату алюмінію в грануляторі киплячого шару, повернення рециркуляту в гранулятор, охолодження гранул в холодильнику дисперсних матеріалів з можливістю класифікації, осадження фракцій матеріалу в циклонах, складування [2]. Сформовані гранули, маючи високу температуру, в межах 200-250°С, можуть злипатися в бункері. Тому, перед вивантаженням в бункер, є необхідність їх охолодження. Цей процес відбувається в холодильнику. В технологічній лінії виробництва сірчанокислого алюмінію для охолодження гранул готового продукту використано холодильник дисперсних матеріалів псевдозрідженого шару. На основі проведених авторами досліджень, було поставлено задачу вдосконалення апарату псевдозрідженого шару, таким чином, щоб при вивантаженні мати можливість класифікувати матеріал, що охолоджується та полегшити вивантаження крупної фракції. Поставлена задача вирішується тим, що в апараті псевдозрідженого шару зроблені додаткові стінки, які дозволяють поділити робочу камеру на три зони з змінними швидкостями на рівні верхньої частини апарату таким чином, щоб у першій зоні вивантажувалась дрібна фракція, у другій - середня фракція, в третій зоні, через вивантажувальний пристрій, – крупна фракція (рис.1). Таким чином, використання запропонованого апарату для обробки сипких матеріалів у псевдозрідженому шарі, розширює технологічні можливості апарата за умови відносно простих конструкцій та забезпечує ефективне оброблювання найрізноманітніших матеріалів.

    Переглянути
  • ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДОСЛІДЖЕНЬ ПРОЦЕСУ ТЕРМОПІДГОТОВКИ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ СПУЧЕНОГО ПЕРЛІТУ

    Спучений перліт – один з матеріалів, який знайшов своє використання в різних областях народного господарства завдяки широкому діапазону можливих технічних характеристик. Спучений перліт отримують з екологічно чистої природної сировини - перліту (матеріалу вулканічного походження). Основним технологічним процесом при його виробництві є спучування. Перліти різних родовищ мають різні властивості, які суттєво впливають на отримання готового продукту. Коефіцієнти спучування сировинного перліту коливаються від 3 до 15, температура спучування складає діапазон від 1173 до 1373 К. Вогнестійкість перлітів складає 1463–1523 К [1]. Важливою особливістю перлітової породи є наявність у ній до 15% зв'язаної води [2]. Дослідженнями встановлено, що наявність у вулканічному склі визначеної кількості розчиненої води є головним чинником для спучування перліту. Одним з шляхів надання необхідних характеристик спученого перліту є проведення процесу термопідготовки сировинного матеріалу перед спучуванням. Авторами [3,4] встановлено, що попередня термообробка подрібненої перлітової сировини при температурі 473...673 К протягом 10...20 хв перед випалюванням підвищує якість одержуваного спученого перліту при використанні в будівництві. Кінцевий продукт отримують з закритою пористістю, збільшеним виходом крупних зерен, як піску, так і щебеню; підвищується міцність і зменшується водопоглинання зерен. Отже попередня термообробка є важливим процесом для підвищення якості і ефективності вихідного продукту. За мету ставилось завдання дослідження процесу термопідготовки в апаратах псевдозрідженого шару при виробництві спученого перліту з вдосконаленням параметрів процесу. Проведено аналіз літературних і патентних джерел по дослідженню процесу тепло-масообміну в апаратах псевдозрідженого шару та сформульовано задачі теоретичних та експериментальних досліджень: • Виконати дослідження процесу дегідратації перліту родовищ України при його термопідготовці шляхом розробки математичної моделі та відповідної перевірки її адекватності експериментальним шляхом; • На основі результатів математичної моделі визначити параметри технологічних режимів процесу термопідготовки сировинного перліту; • Дати практичні рекомендації щодо впровадження результатів досліджень в технологію виробництва спученого перліту.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СПУЧУВАННЯ СИОЛІТУ

    Сиопор — ефективний неорганічний тепло- і звукоізолюючий силікатний матеріал, що виготовляється у вигляді пористих сферичних гранул. Основною сферою використання сиопору є будіндустрія. Розроблена технологія його виробництва, основи якої представлені[1]. Для відпрацювання робочих режимів та перевірки адекватності математичної моделі спучування сиоліту в псевдозрідженому шарі, представленій в роботі [2], необхідно експериментальним шляхом отримати такі залежності: насипної густини отриманого сиопору від розміру частинок вихідного сиоліту при заданій температурі псевдозрідженого шару; насипної густини отриманого сиопору від температури спучування при фіксованому значенні середнього розміру частинок вихідного сиоліту. Експериментальні дослідження процесу спучування проводилися на базі Інституту газу НАН України. Використано дослідно-пілотну установку псевдозрідженого шару КС-01 (рисунок 1.1), яка призначена для відпрацьовування температурного й аеродинамічного режимів спучування сиоліту. Повітря, попадаючи в установку КС-01, нагрівається електронагрівачем 2, що складається з двох секцій по 1,5 кВт кожна. Кожна секція включається в електромережу окремо. Через систему повітророзподільних каналів повітря попадає в стакан 3, закріплений зверху затискачами. Стакан зроблений з нержавіючої сталі внутрішнім діаметром 60 мм із перфорованим дном і розширеною верхньою частиною. У стакані мається гніздо для кріплення термопари 4 ХК (L) (- 40...+600 °С). Термопара, зв'язана з вторинним приладом 6. Прилад являє собою перетворювач вимірювальний інтелектуальний ПВІ-0298, який використовується сумісно з комп’ютером 7. Діапазон вимірювального перетворення температур від –200 до 1999 °С. Виміри ПВІ-0298 визначають температуру псевдозрідженого шару і зберігаються на комп’ютері в вигляді архівного текстового файлу. В якості робочого матеріалу використовувалися проби термопідготовленого сиоліту шести фракцій 0,63-5,0 мм. Залежність насипної густини сиопору від розміру вихідних частинок сиоліту приведена в графічному вигляді на рисунку 1.2. Для великих часток у дослідженому діапазоні (3 - 5 мм) насипна густина отриманого сиопору залишається практично незмінна. Графічна залежність насипної густини сиопору від температури спучування сиоліту приведена на рисунку 1.3.

    Переглянути
  • МОДЕНРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ЗБАГАЧЕННЯ МАРГАНЦЕВОЇ РУДИ З РОЗРОБКОЮ БАРАБАННОЇ СУШАРКИ

    Марганець використовується в основному в чорній металургії (близько 95 % марганцю йде на розкиснення і десульфурацію сталі і чавуну і на домішки в спеціальні сталі), при виплавці різних сплавів кольорових металів, для створення антикорозійних покриттів. Сполуки марганцю широко використовують при виробництві скла, оліфи і в гальванічних елементах (піролюзит), в медицині (перманганат калію), в фарбувальній справі (хлорид і сульфат марганцю) [1]. Збагачування корисних копалин — сукупність процесів первинної обробки мінеральної сировини з метою відокремлення корисних копалин від порожньої породи, а іноді й від шкідливих домішок. Оскільки марганцева руда добувається з великою кількістю домішок, то їх треба відокремити. Збагачення полягає у механічному розділенні сировини, яке ґрунтується на відмінності фізичних і фізико-хімічних властивостей корисних копалин. Його проводять у спеціальних цехах або на збагачувальних фабриках. Після збагачення одержують продукти (концентрати), які містять значну кількість корисних компонентів, і відходи, де зосереджена переважно порожня порода. Оскільки в даній технологічній схемі застосовується флотаційне збагачення, то концентрати на виході будуть містити певну кількість вологи. Її потрібно видалити. Для цього застосовують сушіння у барабанній сушарці [1]. Схема лінії збагачення кам'яного вугілля на рисунку 1 [2]. Вихідну руду вібраційним живильником 1 подають у щокову дробарку 2 на подрібнення. Подрібнений продукт стрічковим конвеєром завантажують у вібросито 3 на класифікацію і, далі, у бункер 4. Руду з бункера 4 маятниковим живильником 5 подають у кульовий млин 6 на тонке подрібнення. Необхідну фракцію подають у контактний чан 8, після чого у флотаційну машину 9. Після флотації отримують концентрати і хвости. Хвости повертаються на повторний цикл. Марганцеві концентрати у якості шламу поступають у багатоконусний згущувач 10 та до фільтр-пресу 11, після цього подаються у барабанну сушарку 12, де отримується порошок-концентрат. Метою роботи є модернізація барабанної сушарки для збільшення продуктивності за рахунок зміни її конструкції.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАСАДКОВОЇ РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ У ВИРОБНИЦТВІ МЕТИЛОВОГО СПИРТУ

    На сьогодні в багатьох країнах світу діють програми по застосуванню метанолу в автомобільному паливі. Метанол може використовуватися як у класичних двигунах внутрішнього згоряння, так і в спеціальних паливних елементах для отримання електрики. У зв’язку з цим значно збільшуються потреби у виробництві метилового спирту [1]. На рисунку 1 зображено технологічну схему виробництва метилового спирту. Свіжий метанол стискується в компресорах 1 та 2, змішується з водяною парою, підігрівається в теплообміннику 4 і перегрівається в трубчастій печі 3, після чого подається в реактор-гідратор 5. Теплота реакційних газів, що відходять, регенерується в теплообміннику 4 для нагріву вхідної суміші. У холодильнику 7 відбувається конденсація продуктів реакції, а в сепараторові 6 розділяються рідкі і газові потоки. Відмивання водою спирту відбувається в абсорбері 8. Газ рециркулюють компресором 2, а частина його скидається, щоб уникнути накопичення домішок в системі.Водний конденсат після сепаратора 6 і рідину з абсорбера 8 дроселюють, внаслідок чого виділяються розчинені гази, що відокремлювані в сепараторі низького тиску 9 і направляються в паливну лінію. Рідка фаза з сепаратора 9 є 20% водний розчин метанолу. Цей розчин піддають ректифікації в ректифікаційних колонах 11 і 14. В ректифікаційній колоні 11 відганяють метанол з концентрацією 95%, який конденсуються в теплообміннику 6. Кубовий залишок ректифікаційної колони 11 частково поступає в парогенератор 10, який обігрівається гріючою парою, а також в ректифікаційну колону 14. З парогенератора 10 кубовий залишок випаровується і подається як гріюча пара в ректифікаційну колону 11. В ректифікаційній колоні 14 відганяють метиловий спирт у вигляді азеотропної суміші, який конденсуються в повітряному конденсаторі 15. Кубовий залишок ректифікаційної колони 11 поступає в парогенератор 10, який обігрівається гріючою парою. З парогенератора 10 кубовий залишок випаровується і подається як гріюча пара в ректифікаційну колону 14. Метою роботи є модернізація насадкової ректифікаційної колони у виробництві метилового спирту шляхом підвищення її продуктивності [2].

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ БАРАБАННОЇ СУШАРКИ У ЛІНІЇ ЗБАГАЧЕННЯ МАРГАНЦЕВОЇ РУДИ

    Марганець широко використовується в різних галузях.Збагачення полягає у механічному розділенні сировини, яке ґрунтується на відмінності фізичних і фізико-хімічних властивостей корисних копалин.Оскільки в даній технологічній схемі застосовується флотаційне збагачення, то концентрати на виході будуть містити певну кількість вологи. Її потрібно видалити. Для цього застосовують сушіння у барабанній сушарці. Перевагами барабанних сушарок перед сушарками інших типів є: універсальність, можливість сушити засмічений матеріал, простота монтажу, висока продуктивність, надійність роботи (виключається утворення застійних зон), прийнятна ціна, низьке споживання електроенергії [1]. Даній барабанній сушарці властиві такі недоліки: неможливо ефективно сушити дисперсні крихкі матеріали,тому що вони під час обертання барабану руйнуватися, введення теплоносія (гарячого повітря) по осі барабану не забезпечує необхідне підведення теплоносія під шар матеріалу, що приводить до неоптимальних режимів сушіння і підвищених витрат теплоносія. Для забезпечення направленої подачі теплоносія запропоновано конструкцію барабанної сушарки, що забезпечує направлену подачу теплоносія проти напряму руху барабану (Рисунок 1). Завантажувальний пристрій барабанної сушарки складається з дозатора 1, завантажувальної лійки 2, барабана 3 з отворами перфорації 14.Барабан 3 обертається за допомогою вала 4 і включає спиці 5, поздовжні напрямні 6,сітку 7, отвори перфорації 14. Сушильна камера 11 закривається теплоізолюючим корпусом 8.Вивантаження висушеного продукту здійснюється через лійку 9, а вивантаження пилу - через лійку 10. Для подачі теплоносія в сушильну камеру вмонтовано трубку 11. В кінці під барабаном встановлено термоелектронагрівачі 12. Всередині по спіралі закріплені лопатки 13. Барабанна сушарка відрізняється тим, що отвори перфорації барабану виконані у формі двопустотного гіперболоїда, що забезпечує направлену подачу теплоносія проти напряму руху барабану [2]. У пропонованій барабанній сушарці створюються умови інтенсифікації процесу сушіння і мінімізується руйнування матеріалу, як наслідок осушуваний матеріал має високу якість.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАСАДКОВОЇ РЕКТИФІКАЦІЙНОЇ КОЛОНИ БЛОКУ ОЧИСТКИ БЕНЗОЛУ

    Бензол – перший член гомологічного ряду ароматичних вуглеводнів, безбарвна летка рідина з характерним запахом. Бензол є важливою сировиною для хімічної промисловості. Технологічна схема переробки коксових газів складається з їх очистки від органічних домішок серед яких видалення бензолу шляхом ректифікації. Метою роботи є модернізація насадкової ректифікаційної колони блоку очистки бензолу. Основними перевагами насадкових ректифікаційних колон є: порівняно проста конструкція, невисокий гідравлічний опір шару насадки, достатня ефективність. До недоліків насадкових ректифікаційних колон відноситься те, що внаслідок нерівномірності розподілу рідини по насадці на деякій висоті зрошення центральної частини насадки стає недостатнім. Для підвищення інтенсивності тепломасообмінних процесів ректифікаційних колон запропоновано забезпечити рівномірність зрошення насадки, при збережені малого гідравлічного опору насадки та зменшення габаритних розмірів насадки. На рисунку 1 зображено запропоноване технічне рішення способу укладки елементів насадки. Рідина подається на верхню частину насадки, а протитоком їй рухається паровий потік. Насадки укладаємо в два типи - більшого і меншого розміру, таким чином, що насадка меншого розміру заповнює апарат у вигляді ступінчато розташованих циліндрів і розташованих зі сторони потоку пари. Висота циліндрів з насадкою меншого розміру, які розташовані коаксіально, відповідає необхідній висоті насадки в апараті, при цьому циліндр більшого діаметру має меншу висоту і розташований ближче до зовнішньої стінки апарата, а цьому циліндр меншого діаметру має більшу висоту і розташований в центрі апарата. Технічний результат полягає в створенні рівномірного розподілу потоку рідини в об'ємі насадки апарата при підвищенні продуктивності, зменшенні габаритних розмірів.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ПОРИСТИХ ЗАПОВНЮВАЧІВ

    Необхідністю будівельної індустрії є застосування високоякісних теплоізоляційних матеріалів. При виробництві бетонів такими є штучні пористі заповнювачі. Одним з перспективних є сиопор. Він одержується з сиоліту, технологічна початкова вологість якого складає 40 %. Дослідженнями [1] в Інституті газу НАН України доведено, що для одержання сиопору з високими якісними показниками необхідна початкова вологість перед спучуванням 18 %. Тож дослідження тепломасообміну при виробництві сиопору є актуальним. Дослідження сушіння сиоліту проводились таким наступним чином. Попередньо подрібнений сиоліт з вологістю 40% розсіювали на ситах з одержанням 5 фракцій від 0,9 до 4 мм. Для аналізу досліджень приймали еквівалентний діаметр частинок , який визначали як добуток коефіцієнта сферичності на середньоарифметичну величину розміру частинок фракції. В якості матеріалу для досліджень використовували наступні фракції: - 0,9…1,6 мм (dе=1 мм); - 2…3 мм (dе=2 мм); - 3,5…4 мм (dе=3 мм). В якості матеріалу для основного шару використовували наступні фракції: - 1,6…2 мм для дослідження фракцій: 0,9…1,6 мм та 2…3 мм; - 3…3,5 мм для дослідження фракції 3,5…4 мм. Фракції відсіювали на лабораторних ситах ГОСТ 3306-88, ТУ 14-4- 507-99. Подавши на установку КС-02 повітря, виставляли, користуючись показами ротаметра та регулюючи вентилем, витрати повітря, які відповідали швидкості псевдозріджуючого агенту для приведення частинок сиоліту в псевдозріджений стан. Включали електронагрівачі і доводили температуру псевдозріджуючого агенту до необхідної. Завантажували фракцію сиоліту для основного шару та сушили повного до висихання. У псевдозріджений шар сухого сиоліту одної з фракцій при встановленій температурі Tвс вносили пробу фракції, що вагомо відрізняється за розміром, та масою значно менше маси матеріалу шару. Після витримки в проміжку певного часу з підтриманням постійної температури шару весь матеріал швидко вивантажувався, розсіювався на ситі, відділяючи пробу, що досліджується. Для визначення залишкового вмісту вологи проба зважувалась, потім проводили її прожарювання при T=120 °C протягом 4 годин та знову зважували. Таким чином проводили дослідження для трьох різних фракцій при 5 температурах (80, 85, 90, 95, 100 °С). Діапазон температур обирався при умовах, що при температурі більше 100 °С починається процес спучення частинок сиоліту, а при температурі менше 80 °С процес сушіння проходить занадто довго. Час витримки для різних фракцій та температур – 5…85 хв. Результати експериментальних досліджень були використані для перевірки адекватності математичної моделі (рисунки 1, 2). Таким чином за допомогою проведених досліджень було встановлено необхідний час перебування частинок сиоліту при різних технологічних параметрах для досягнення вологості 18 %.

    Переглянути
  • АКТУАЛЬНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ

    Газифікацією твердого палива називається термохімічний процес перетворення (конверсії) органічної частини твердого палива в генераторний газ, зручний для подальшого спалювання як в пальниках котлів різного призначення, так і в камерах згорання (зовнішніх і внутрішніх) двигунів різного типу. Основні сфери використання генераторного газу – місцеве паливо для котлоагрегатів, виробництво електроенергії та тепла в мультигенераторах і синтез-газ для органічного синтеза. З екологічної точки зору головною перевагою ГТП є низький рівень негативного впливу на навколишнє середовище. Маса генераторного газу в декілька разів менша, ніж маса продуктів згорання, тому очистка генераторного газу від оксидів сірки, азоту, важких металів та твердих частин значно ефективніша. При спалюванні генераторного газу утворюються ті ж відходи, що й при спалюванні природного газу. Баластні компоненти газу (CO2, N2) зменшують його вибухонебезпечність. При спалюванні такого газу можна збільшити в 2 рази теплове навантаження топки котла, тобто зменшити його розміри [1]. При газифікації відсоток палива що не згорає значно менший ніж при прямому спалюванні. Це пояснюється тим що відбувається майже 100%-ва конверсія вуглецю при переході його з твердого в газоподібний стан, а в залишку золи практично відсутній вуглець що не прореагував (сажа), в наслідок цього утворюється значно менша кількість шкідливих для оточуючого середовища хімічних зв’язків (як в димових газах та і в залишках золи). В якості сировини для газифікації можуть виступати практично всі органічні матеріали природного та техногенного походження різних фракцій з вологістю до 50%: - горючі корисні копалини; - біомаса; - відходи виробництва та побуту, при цьому можна отримати газ заданого складу або заданої теплоти згорання, так як ці показники в значній мірі визначаються температурою, тиском та складом застосованого дуття. Генераторний газ має широкий діапазон енергетичної щільності (вміст вуглецю може бути 25% і нижче), гранулометричного складу (до сотень міліметрів), вологості та вмісту золи (50% і вище), може бути використаним окремо і в самих різноманітних сумішах [2]. Виробництво генераторного газу дозволить зменшити імпорт природного газу та зменшити вартість енергії на його основі. Також до переваг методу газифікації твердого палива можна віднести [3]: - можливість автономної роботи міні-ТЕС; - можливість використання низькоякісного палива; - зола, яка утворюється в процесі перетворення біологічної сировини в генераторний газ, з генератора подається в бункер – золо приймач, не потрапляючи в продукти згорання і в атмосферу; - якість спалювання генераторного газу з точки зору викидів СО та NOx цілком відповідає нормам, які застосовуються для пальників, що працюють на природному газі; - переведення котлів на опалювальних котельнях на генераторний газ дозволяє в подальшому використовувати на цих об’єктах когенеративні технології з застосуванням газопоршневих машин; - використання генераторного газу на газових котлах передбачає можливість застосування природного газу в якості резервного або паралельно використовувати обидва види палива (у довільному співвідношенні), що особливо важливо в умовах, коли не налагоджено стале постачання твердого палива; - газове паливо зручніше в експлуатації, ніж рідке та тверде – установки на газі працюють стабільніше та мають широкий діапазон регулювання потужності.

    Переглянути
  • ПЕРСПЕКТИВНІСТЬ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ В ВИХРОВОМУ АПАРАТІ КОНІЧНОЇ ФОРМИ

    У зв’язку з ситуацією, що склалась навколо російського газу, гостро постало питання про зменшення залежності від нього та збільшення частини вітчизняного палива в загальному обсязі енергоносіїв. Як видно з рис.1, найбільшими запасами палива, перспективного для використання, є вугілля. Також останнім часом збільшуються об’єми інших палив органічного походження, таких як біомаса, торф та інші. Але для використання цих матеріалів необхідна розробка нових екологічно чистих та економічно доцільних технологій. Однією з таких є газифікація. Газифікація – термохімічний процес взаємодії вуглецю палива з окислювачами, що проводиться з метою отримання горючих газів (Н2, СО). В якості окислювачів, які іноді називають газифікуючими агентами, використовують кисень (або збагачене ним повітря), водяна пара, діоксид вуглецю або суміші зазначених речовин. В залежно від співвідношення вихідних реагентів, температури, тривалості реакції та інших факторів можна отримувати газові суміші різного складу. Проходить процес в апаратах, які називаються газогенераторами [2]. Окрім вище зазначених переваг, отриманий газ легше доставляти до споживача (не потрібно транспортувати баластні залишки) та очищати (завдяки холодній очистці). До недоліків газифікації можна віднести спалювання частини отриманого газу для проходження процесу та наявність в газі смол, від яких потрібно додатково очищувати. В світі досить успішно працюють установки газифікації: в потоці – по методу Texaco, Shell, Prenflo, Destec, ABB CE; в киплячому шарі – по методу Вінклера, U-gas, KRW, Westinghouse Corporation; в нерухомому щільному шарі – по методу British Gas/Lurgi. Найбільш перспективними серед наведених вважаються методи газифікації в потоці та киплячому шарі [3]. Проаналізувавши літературні джерела [1-4] виявлено, що найменш досліджений процес газифікації в вихровому конічному апараті. Незважаючи на відомі недоліки таких апаратів, вони мають суттєві переваги, що змушують продовжувати наполегливо займатися їх вдосконаленням та створенням для них нових технологічних схем. По-перше, сильна закрутка газових потоків надійно стабілізує займання палив, навіть при зміні його теплотехнічних і ряду інших характеристик. По-друге, істотно прискорюється розігрів твердої фази, вихід летких компонентів і стійке займання продуктів швидкого піролізу. Це пов'язано з більш високою інтенсивністю транспорту теплоти і кисню в потрібні технологічні зони реактора. Таким чином, в магістерську роботу покладені наступні завдання: розробка фізичної та математичної моделі процесу термообробки дрібнодисперсних матеріалів в вихровому апараті конічної форми, їх перевірка на адекватність шляхом експериментальних досліджень, визначення впливу параметрів на проходження процесу та надання рекомендацій щодо розроблення конструкції газогенератора.

    Переглянути
  • ФІЗИЧНІ ТА МАТЕМАТИЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ ДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ

    Термохімічна газифікація - це процес часткового окислення сировини, що містить вуглець, такої, як біомаса, торф або вугілля з отриманням газоподібного енергоносія - генераторного газу. Отриманий газ складається з моноксиду вуглецю, водню, метану, діоксиду вуглецю, невеликої кількості вуглеводневих сполук більш високого порядку, таких як метан і етан, містить пари води, азот (при повітряному дутті) і різні домішки, такі як смоли, летючі речовини і золи. В якості окислювача при газифікації можуть використовуватися повітря, кисень, пар або суміші цих речовин. Максимальна температура процесу складає 800 ... 1300 oС [1]. Фізичне та математичне моделювання сприяє розкриттю механізму процесу та знаходження емпіричних коефіцієнтів. При газифікації можна виділити наступні основні стадії: прогрів, сушку, піроліз, згорання продуктів піролізу і стадію відновлювальних процесів утворення синтез – газу. Частинка при температурі 200 oС, починає термічно розкладатись (початок процесу піролізу), що супроводжується утворенням парогазової суміші та зменшенням маси.

    Переглянути
  • ЗАСТОСУВАННЯ ВИХРОВИХ АПАРАТІВ ПРИ ГАЗИФІКАЦІЇ ДРІБНОДИСПЕРСНИХ МАТЕРІАЛІВ

    З огляду на напружену ситуацію на світовому енергоринку та у країнах- експортерах енергоносіїв, і, як наслідок, значний і тривалий ріст цін на основні енергоносії такі як нафта і газ, перед світовою спільнотою постає питання забезпечення себе альтернативними джерелами енергії. Одним з перспективних напрямків отримання енергії з дешевих енергоносіїв є газифікація. Газифікацією називають високотемпературні процеси взаємодії органічної маси твердих або рідких горючих копалин або продуктів їх термічної переробки з повітрям, киснем, водяною парою, діоксидом вуглецю або їх сумішами, в результаті яких органічна частина палива перетворюється на горючі гази. Газифікувати можна будь-яке паливо: копалини вугілля, торф, мазут, кокс, деревину і ін. Реакцію проводять в газогенераторах, а отримувані гази називаються генераторними. Їх застосовують як паливо в металургійних, керамічних, скловарних печах, в побутових газових приладах, двигунах внутрішнього згорання та ін. Крім того, вони служать сировиною для виробництва водню, аміаку, метанолу, штучного рідкого палива. При газифікації твердого палива окисленню киснем або водяною парою піддається безпосередньо вуглець. Проте весь вуглець перетворити на цільовий продукт CO зазвичай не вдається, частина його згорає повністю. Вуглекислий газ, що утворився при цьому, у свою чергу, реагує з розжареним вуглецем. В процесі газифікації рідкого палива під дією високої температури відбувається розщеплювання вуглеводнів до низькомолекулярних з'єднань або елементарних речовин, які і піддаються окисленню. Склад газу, отриманий в процесі газифікації, залежить від багатьох чинників, головним з яких є вид і характер палива, температура і тиск в зоні реакції, склад дуття. На практиці температуру процесу газифікації підтримують в межах 1100-1300℃ і за тиском від 0,1 до 10 МПа і вище. Газифікацію проводять в апаратах з нерухомим шаром, зрідженим шаром та в потоці. При газифікації у потоці із застосуванням циклонних та вихрових реакторів швидкість руху часток забезпечують високі швидкості протікання реакцій. Циклонні газифікатори відрізняються простотою конструкції. Однак вони лише недавно стали застосовуватися і тому технологія ще не до кінця відпрацьована. Враховуючи вищесказане, метою роботи є дослідження гідродинаміки вихрових апаратів при обробці дрібнодисперсних матеріалів.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ГІДРОДИНАМІКИ ДРІБНОДИСПЕРСНОГО БІНАРНОГО ШАРУ МАТЕРІАЛУ

    Спучений перліт знаходить широке застосування в промисловості, а особливо в будівельній галузі. Здебільшого його використовують як добавку у будівельні матеріали. Спучений перліт володіє високими тепло- та звукоізоляційними властивостями, вогнестійкий, хімічно-інертний, не піддається впливу мікроорганізмів, комах і гризунів [1]. Спучення перліту відбувається в шахтних печах чи апаратах псевдозрідженого шару при температурі 900-1100 °С. Перліт подають в нижню частину апарату, де під дією високих температур, відбувається сушка і спучування перліту, з подальшим виносом матеріалу з апарату. Особливістю представленого процесу є те, що перліт спучується в киплячому шарі з інертним матеріалом (бінарний шар матеріалу) (рис.1). Реалізація такого процесу підвищує якісні показники перліту,а також інтенсифікує тепло-масообмін. Для дослідження тепло-масообміну в апараті необхідно дослідити гідродинаміку потоку бінарної суміші шляхом розробки відповідної математичної моделі. Найбільш загальним рівнянням прискореного руху полідисперсного матеріалу може вважатися наступне співвідношення повного прискорення частинки i-й фракції під дією сили гідродинамічного опору, сили тяжіння, ефективної сили зіткнення з частинками інших фракцій та ефективної сили тертя частинок об стінку апарату. Коефіцієнт аеродинамічного опору частинок i-ї фракції i  зазвичай розглядається як функція критерію Rei та коефіцієнта форми частинки Ôi f , прийнятого рівним відношенню поверхні частинки до поверхні рівновеликого по об’єму кулі. Коефіцієнт осадження Eji дорівнює ймовірності зіткненню частинок, що мають діаметри i d при j d . У граничних випадках в’язкого (індекс «  ») і потенційного (індекс «  ») обтікання частинок (тобто при Re  0 і Re  ) Eji  та Eji  можна визначити в залежності від величини критерію Стокса. Для підтвердження математичної моделі буде проведено ряд експериментів в Інституті газу НАН України на дослідній установці з бінарним дрібнодисперсним шаром матеріалу.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ СУШКИ В ПСЕВДОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    Ринок теплоізоляційних будівельних матеріалів є одним з динамічніших за останнє десятиліття. Серед великої кількості теплоізоляційних матеріалів, представлених на ринку, легкі заповнювачі користуються значним попитом. Переважну їх більшість одержують з застосуванням апаратів псевдозрідженого шару [1]. Шляхами вдосконалення виготовлення легких заповнювачів є вплив технологічних параметрів процесу термообробки на якісні характеристики кінцевого матеріалу. Для цього важливий якісний опис процесу термообробки. Розроблено математичну модель процесу сушки в псевдозрідженому шарі, що включає рівняння для функції розподілу твердих часток по вологовмісту, в якому враховуватиметься неоднорідна структура псевдозрідженого шару. Вважаємо, що сушка матеріалів в псевдозрдіженому шарі складається з наступних стадій: 1) перенесення тепла і вологи усередині твердих часток; 2) перенесення тепла і вологи поза твердою часткою поблизу її поверхні; 3) перенесення тепла і вологи в потоці газу. Процес перенесення тепла і вологи в потоці газу може ускладнюватися наявністю газових пухирів. Вважаємо, що увесь газ, що поступає в псевдозріджений шар, розподіляється між газовими пухирями і щільною фазою шару [2]. Вважаємо, що газ в газових пухирях рухається в режимі ідеального витіснення. Теплообмін між газовими пухирями і щільною фазою шару описуватиметься за допомогою коефіцієнта теплообміну Нbc. Основою подальшої роботи буде розв’язання та підтвердження адекватності представленої моделі експериментальним шляхом.

    Переглянути
  • ТЕХНОЛОГІЧНА ЛІНІЯ ВИРОБНИЦТВА ШТУЧНОГО ГІДРОСИЛІКАТНОГО ДИСПЕРСНОГО ЗАПОВНЮВАЧА

    В Україні на теплозабезпечення житлових приміщень витрачається більше 30 млн. тон умовного палива на рік при значних нераціональних витратах тепла, на відміну від інших країн Європи, де питомі витрати енергетичних ресурсів в 2...3 рази менші. [1] Одним з шляхів вирішення проблеми зниження енерговитрат на теплозабезпечення житлових приміщень є використання високоякісних теплоізоляційних матеріалів - штучних пористих заповнювачів з гідросилікатів, що також мають невисоку температуру спучування. [2] Вихідний матеріал отримують у вигляді подрібнених частинок далі його сушать з отриманням напівпродукту, нагрівають напівпродукту призводить до його переходу в в'язко-пластичний стан. Поєднання паровиділення з глибини частинки і її пластичного стану призводить до його спучування, при подальшому нагріванні відбувається сушіння. Фінальною стадією виробництва є охолодження і класифікація кінцевого продукту. Технологічна лінія включає в себе наступне обладнання: сушарка; рекуператор; піч-поризатор; холодильник-класифікатор; циклони; рукавні фільтри; дуттєві вентилятори; димотяги; теплогенератори; елеватор; бункери. Технологічна схема представлена на рисунку 1. Вихідний матеріал, подається у сушарку 1, сюди ж подається гарячий теплоносій з теплогенератора 17 та вторинне повітря з вентилятора 11. Напівпродукт елеватором 19 подається в завантажувальний пристрій печі-поризатора 2. Дрібна фракція напівпродукту виноситься і через циклон 5 і подається в завантажувальний пристрій печі-поризатора 2. Запилені гази сушарки 1 Гарячий теплоносій у піч-поризатор подається теплогенератором 18. Кінцевий продукт далі надходить у холодильник-класифікатор 4. Теплота вихідних газів печі-поризатора утилізується в рекуператорі 3. Далі запилені гази очищаються у циклоні 6 та рукавному фільтрі 10 і подаються на димосос вентилятором 15. У холодильнику-класифікаторі 4 проходить охолодження класифікація продукту. Найбільша фракція надходить в бункер 23, середня і дрібна надходять в бункерів 21, 22 відповідно. До роботи пропонується дослідження процесів термообробки (в тому числі спучування), охолодження та класифікації дисперсного гідросилікатного теплоізоляційного матеріалу в апаратах псевдозрідженого шару.

    Переглянути
  • МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ТЕРМОВОЛОГІСНОЇ ОБРОБКИ ГІДРОСИЛІКАТНОГО ДИСПЕРСНОГО ЗАПОВНЮВАЧА

    Науковий прогрес людства в сучасних умовах залежить від розроблення та впровадження енергоефективних та екологічних технологій. Гостро постає питання щодо вдосконалення існуючих технологій виробництва теплоізоляційних матеріалів з метою отримання матеріалів з покращеними споживчими властивостями та зниження енерговитрат на виробництво одиниці продукції. Переважну більшість пористих заповнювачів отримують з великими витратами енергоресурсів. Перспективним при виробництві штучних пористих заповнювачів є використання гідросилікатів, що мають невисоку температуру спучування для забезпечення економії паливно-енергетичних ресурсів при виробництві теплоізоляційних матеріалів. Тому важливо вдосконалювати низькотемпературні технології виготовлення спучених гідросилікатів[1, 2]. Фізична модель термообробки пористих тіл характеризується наступними етапами: 1) сушка в періоді постійної швидкості (видалення вільної вологи); 2) розігрів частинки до температури шару, tш; 3) сушка в періоді падаючої швидкості (видалення зв'язаної вологи). Наближена фізична модель описує процес теплообміну в сферичній гранулі, що зображена на рисунку 1. Приймаємо такі припущення: форма гранули – сферична, радіусом r = dе/2, матеріал гранули є однорідним. В початковий момент часу сферичну гранулу розміщують в середовище з постійною температурою T T ш гр  0 . Гранула є твердим тілом однакового складу по всьому об’ємі. Підведення тепла здійснюється рівномірно по всій поверхні гранули. Розподіл температури в межах фронту випаровування 0  r k описується рівнянням нестаціонарної теплопровідності:Час проходження, як розрахунок часу випаровування вільної вологи в режимі постійної швидкості сушки, який зводиться до рівняння стаціонарного теплообміну вологої частки з температурою 100С в нагрітому псевдозрідженому шарі [3]: В основі будь-якої системи управління лежить математичний опис процесу. У роботі буде розглянуто процес сушіння, як об'єкт можливого моделювання та математичного опису складних фізичних явищ тепломасопереносу. В подальшому плануються дослідження для удосконалення даної фізичної та математичної моделей, що будуть проводитись в Інституті газу НАН України.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОЇ РЕШІТКИ ГРАНУЛЯТОРА КИПЛЯЧОГО ШАРУ ВИРОБНИЦТВА СУЛЬФАТУ АЛЮМІНІЮ

    Сірчанокислий алюміній – коагулянт в комунальному господарстві, який використовується для очищення води господарсько-питного та технічного призначення, але найчастіше застосовується в паперовій, текстильній та інших галузях промисловості. Інститутом газу, спільно з ІЗНХ НАН України розроблені технологічні схеми виробництв сірчанокислого алюмінію, які частково реалізовані на ВАТ СумиХімПром [1]. У відповідних схемах для формування готової продукції у вигляді гранул використано гранулятор киплячого шару. Після проведення літературного та патентного пошуку було з’ясовано, що основними напрямками модернізації конструкції гранулятора, використаного в схемі, є вдосконалення газорозподільної решітки цього апарату [2]. Газорозподільні решітки повинні відповідати наступним вимогам [2]: • запобігати просипанню матеріалу до підрешіткового простору; • мати низький гідравлічний опір; • не мати застійних зон на її поверхні; • по можливості, регулювати витрату зріджуючого агенту, що підвищує її універсальність. Нами були запропоновані наступні шляхи вдосконалення газорозподільної решітки гранулятора: нижні кінці напрямних опор ковпачків 5 ковпачкової газорозподільної решітки жорстко закріплені в пластині 3, яка з’єднана з механізмом переміщення 4. Крім того отвори 6 для виходу зріджуюючого агента в ковпачках 5 виконані у вигляді прямокутників, більша сторона яких розташована вздовж вертикальної осі ковпачка і розміщені по периметру напрямних опор.

    Переглянути
  • ВДОСКОНАЛЕННЯ ШАХТНОЇ ПЕЧІ СПУЧЕННЯ ПЕРЛІТУ

    Шахтні печі широко застосовуються в промисловості обробки дрібних дисперсних матеріалі, в тому числі для виготовлення спученого перлітового піску [1]. Для виробництва спученого перліту з закритою пористістю використовують сучасну двостадійну технологію [2, 3] розроблену НДІБМВ та ІГ НАН України, в якій використовується шахтна вертикальна трубчата піч спучення перліту. В ході дослідження роботи печі було зроблено висновок про те, що велика кількість невикористаної енергії пічних газів відводиться з апарату. З метою більш повного використання цієї енергії було змінено конструкцію отворів внутрішньої частини обичайки печі. Шляхом зміни форми отворів ми досягли того, що частина пічних газів, потрапляючи до внутрішньої частини печі, частково передає свою теплову та кінетичну енергію перлітовому піску. Наслідком цього є дозавихрення потоку матеріалу, що збільшує час перебування матеріалу в зоні термопідготовки та інтенсифікує процес його нагріву, що в свою чергу, дозволяє зменшити теплові затрати на термопідготовку матеріалу за межами печі. 1 - зовнішній корпус, 2 - вихідний патрубок спученого матеріалу, 3 - пальниковий пристрій, 4 - пристрій для подачі вторинного повітря, 5 - внутрішній корпус, 6 - патрубок подачі сировини, 7 - патрубок відводу повітря, 8 - козирок, 8 - модернізовані отвори Рис.1 Схема вертикальної печі спучення

    Переглянути