Введение к работе
Актуальность работы. При производстве гранулированных про дуктов широкое распространение получило проведение процессов в псевдоожиженном слое. Это объясняется высокой интенсивностью тепло-массообменных процессов при активной гидродинамика в зернистом слое. Гранулированные продукты, получаемые при совмещенном процессе сушки ц гранулирования из суспензий в псевдо-олзлхепном слое, отличаются хорошей сыпучестью, негигроскопич-ностыо, отсутствием пыления и слеживаемости, сферической формой грапул и высокой прочностью гранул.
Вопросы гранулообразования в псевдоожиженном слое наиболее полу» "доработаны применительно к процессам іранулировашія солги л минеральных удобрений. Непрерьшность процесса при этом обеспечивается образованием новых центров гранулообразования путем дробления гранул по термическому н паровзрывному механизмам. Применение see процессов гранулирования в псевдоожиженном слое при производстве термолабильных веществ (продуктов микробиологического и тонкого химического синтеза, продуктов питания), у которых отсутствуют процессы самопроизвольного дробления гранул, поставило вопрос о необходимости организации в слое источника центров гра-Еулссбразсванпя и получения гранул строго заданного размера.
Б настоящее время при описании изменения гранулометрического состава ( ГМС ) пселдрожиженного слоя последний, как правило, рассматривается как система идеального перемешивания. Это позволяет предполагать равномернее распределение подаваемого продукта по поверхности всех гранул слоя и тем самым независимость скорости роста гранул от их размера. Однако, практика использования грануляторов псевдоологженного елся показывает, что зернцстьгі. лой представляет собой сложную многозонную систему как с хаотичными, так и с регулярными потоками твердой фазы, влияюицгмн на процесс гранулообразования. Это требует более детального рассмотрения потоков твердой фазы в псевдоожиженном слое п их влияния на процесс гранулирования.
Работа выполнялась в соответствии с координационным планом-РАН по проблеме ТОХГ на 1991-1995г.г. (код 2.27,1.4.14)
В связи с этим, теоретическое в экспериментальное изучение гопросов образования и роста гранул в низкотемпературных процессах гранулирования з псевдоожиженном слое представляется весьма актуальным.
Цель работы. Целью настоящей работы являлось изучение процесса гранулообразования и роста гранул, а также выявление факторов, влияющих на характер изменения гранулометрического состава слоя и готового продукта в процессах сушки-гранулирования термолабильных материалов в псевдоожиженном слое.
Научная новизна. Разработана физическая модель процесса гранулирования, учитывающая наличие в псевдоожиженном слое направленных потоков твердой фазы, влияющих на образование и рост гранул. Разработана экспериментальная методика определения скорости роста гранул в стационарных условиях. Получено уравнение зависимости скорости роста гранул от их размера и числа псевдоожижения, учитывающее время пребывания гранул в зоне орошения. Получено математическое выражение для определения гранулометрического состава центров гранулообразования, получаемых при введении в слой механической дробилки. Разработана математическая модель процесса гранулирования, позволяющая расчитывать изменение ГМС слоя в ходе процесса и определять режимные параметры, обеспечивающие выход процесса на стационарный режим и получение готового продукта заданного гранулометрического состава.
Практическая ценность. Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили разработать процесс гранулирования из суспензий в псевдоожиженном слое с получением продукта, заданного грансостава, при значительном уменьшении время выхода процесса на установившийся режим. Результаты работы использовались при разработке технологии и аппаратурного оформления гранулирования тетраметилтиурамдисульфида для Волжского завода орг-синтеза, при разработке установки гранулирования кормовых дрожжей для Омского дрожжевого завода и при освоении установки гранулирования кормовых дрожжей на Волковском спиртзаводе (Тамбовская область). В последнем случае получен реальный эконо-.мический эффект 12,7 млн. рублей, а ожидаемый экономический эффект составит 107,3 млн. рублей ( в ценах конца 1994 года ).
Полученные результаты могут найти широкое применение при проектировании и эксплуатации установок для гранулирования материалов в псевдоожиженном слое.
Апробапия работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на: Втором Всесоюзном совещании "Современные методы гранулировании и капсулирования удобрений", Москва, НИИУИФ, 1983 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Процессы и оборудование для гранулирования продуктов микробиологического
синтеза", Тамбов, 1984 г.; 2-й региональной научно-технической конференции Центрально-черноземного региона "Проблемы химии и химической технологии", Тамбов. 1994 г.; IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии", Ярославль, 1994 г.
Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отрапеине в 9 опубликованных печатных работах.
QUhSKjiassU'L Диссертация состоит из введения, четырех глаз. В1ЮОДЭБ, списка использованной литературы из 121 наименований и приложения. Содержание работы изложено на 120 страницах и ил-люстшгоуется 31. оиоуяул»/. ПртлсетгЕЯЯ пзлезгзі: їжа 32 сгоанипах.