Введение к работе
Актуальность темы. Развитие науки о торфе, познание химической природы, физических и физико-химических свойств этого, горючего ископаемого позволили использовать его в качестве сырья для комплексной переработки с целью получения ценных продуктов. В на- , стоящее время большое вникание уделяется производству битума из торфа. Однако практика работы завода горного воска показала, что существующее сырье не удовлетворяет современным требованиям производства. Необходим целенаправленный поиск путей по подготовке торфяного сырья о улучшенными экстракционными свойствами.
Исследованиям экстракции торфяного битума посвящено большое количество работ (Белькевич П.И., Глядко Т.Л., Голованов Н.Г., До-лидович Е.Ф., Зубко СВ., Иванова Л.А., Прохоров Г.М., Раковский В.Е., Сасим А.С, Чистова Л.Р., Шеремет Л.С, Шиманский B.C., Яце-вич Ф.С. и др.). Однако, несмотря на значительные успехи в области разработки научных основ экстракции битума из торфа, целый ряд проблем остается нерешенным. В частности, не исследовано влпянп-з пористой структуры торфа на массоперенос битума в ходе его экстракции. Эти исследования дает научное обоснование процессам регулирования экстракционных свойств торфа с целью повалення степени извлечения битума.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работа является изучение массообмешых характеристик процесса экстракции битума из торфа, установление их зависимости от структурно-механических характеристик частиц торфа, разработка сырья с улучшенными экстракционными свойствами для извлечения торфяного битума.
Достижение поставленной цели предполагало решение следующих основных задач:
изучение структурно-механических характеристик торфа и их изменения в ходе получения оырья для экстракции битума;
выбор и анализ математической модели для количественного описания процесоов мйооопереноса при экстракции торфяного битума;
исследование основных кинетических закономерностей процесса экстракции битума, установление зависимости интенсивности извлечения битума от структурно-механических характеристик торфа;
изучение возможности интенсификации процесса экстракции тор-
фяного битума-за счет изменения пористой структуры торфяных гранул путем введения 'аршрующей добавки.
Научная новизна. Впервые экспериментально установлено, что коэффициент шссоотдачи битума с поверхности частиц на несколько порядков больше коэффициента диффузии битума в них. С уменьшением размера частиц коэффициент ыассоотдачи растет, а коэффициент диффузии уменьшается. Доказано, что лимитирующей стадией при экстракции битума из слоя торфа является диффузия извлекаемого вещества внутри частиц. Установлен линейный характер увеличения активной пористости частиц с ростом их размера. Активная пористость является важнейшим фактором, определяющим интенсивность диффузионного переноса битума внутри торфяных частиц. Впервые показано, что при добавлении к пушицевому торфу 25$ древесных опилок коэффициент диффузии возрастает на порядок, извлечение битума за І ч увеличивается с 15,6 до 80,9$. Установлен максимум на зависимостях коэффициента диффузии битума от активной пористости торфодревесных гранул. Он соответствует содержанию опилок 20-30$.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования влияния содержания битума и плотно-
сти'частиц торфа на величину коэффициента диффузии;
. - вывод о том, что при извлечении битума из слоя торфа коэффициент массоотдачи битума с поверхности частиц на несколько порядков выше коэффициента диффузии битума в них;
- доказательство, что лимитирующей стадией при экстракции би
тума из слоя-торфа является диффузия извлекаемого вещества внутри
частиц;
результаты исследования зависимости активной пористости частиц от их размеров;
доказательство, что торфодревесные гранулы позволяют повысить интенсивность и глубину извлечения битума из торфяного сырья.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Установленные закономерности изменения коэффициентов диффузии .и массоотдачи битума от размеров, плотности и активной пористости частиц торфа позволили разработать новый способ интенсификации производства битума из торфа. В качестве сырья для получения битума предложено использовать торфодревесные гранулы влажностью 25-30$, диаметром 8-Ю мм, насыпной плотностью 430 кг/кг. Содержа-
ниє древесных опилок лиственных пород 20-30% по сухому веществу
к торфу степени разложения более 35,. Рекомендации направлены на завод горного воска.
Дпробация работы. По теме диссертации опубликованы 3 научных работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-практической конференции "Торф в народном хозяйстве" (Томск, 1991}, техническом совете завода горного воска (Свислочь. 1992), научно-технических конференциях.в БГПА (Минск, 1990-1992).'
Объем п сттгпггтпа тіабота. Диссертанта состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы из 142 названий и приложений. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, включает 20 рисунков и 16 таблиц и 2 приложения на 10 страницах.
