Введение к работе
Актуальность работы. Развитие текстильной, полиграфической, кожевенной и других отраслей промышленности предъявляет повышенные требования к качеству синтетических красителей. Определяющее влияние на формирование качества красителей оказывают физико - химические свойства используемых полупродуктов: доля основного вещества и примесей, кислотность, растворимость и др., которые, в свою очередь, формируются на более раншсс стадиях процесса производства, таких, как выделение твердой фазы, очистка суспензий и паст от примесей, сушка и др. Названные процессы не эффективны и не могут обеспечить соответствие выпускаемого продукта возрастающим требованиям к качеству, сокращение общего времени производства, снижение энергетических затрат и решение многих других вопросов, продиктованных рыночной экономикой.
Ввиду того, что производство большинства полупродуктов органических красителей (ПОК) на стадии синтеза основного вещества осложнено неизбежным образованием большого количества водорастворимых примесей (ВП), процесс их удаления из суспензий и паст по - прежнему является серьезной проблемой, несмотря на то, что в промышленных условиях достаточно широкое распространение получили методы удаления примесей путем промывки на фильтрах и репульпации. При решении проблемы удаления примесей особый интерес представляет исследование кинетики отдельных стадий процесса производства ПОК с целью возможного их совмещения в одном технологическом аппарате; в то же время применение аппарата и идей математического моделирования позволило бы оптимизировать технологические режимы такого процесса.
Поэтому исследование кинетики и разработка аппаратурного оформ-чения совмещенного процесса, имеющего меньшую продолжительность удаления ВП из суспензий ПОК, с применением метода математического моделирования имеют актуальное научное и хозяйственное значение.
Цель работы. Теоретическое и экспериментальное обоснование возможности организации совмещенного процесса удаления ВП из суспензий ПОК в одном технологическом аппарате и разработка на этой основе аппаратурного оформления процесса получения из суспензий паст с улучшен-гыми техническими характеристиками.
Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:
теоретическое и экспериментальное исследование возможности совме-цения процессов осаждения частиц целевого вещества суспензий, кристаллиза-гии ВП и осаждения кристаллогидратов примесей в поле центробежных сил в )дном технологическом аппарате;
разработка математической модели совмещенного процесса удаления ЗП из суспензий ПОК методом кристаллизации в поле центробежных сил;
экспериментальное исследование кинетики процесса удаления ВП из успензий ПОК;
разработка аппаратурного оформления процесса получения из сус-іензий паст с улучшенными техническими характеристиками и внедрение го в производство;
- оптимизация технологических режимов процесса удаления ВП
суспензий ПОК.
Научная новизна:
поставлена задача теоретического и экспериментального исследован возможности совмещения процессов осаждения частиц целевого вещества cj пензий, кристаллизации ВП и осаждения кристаллогидратов примесей в пс центробежных сил в одном технологическом аппарате;
разработаны теоретические основы совмещенного процесса удален ВП из суспензий ПОК методом кристаллизации в поле центробежных сш
разработана математическая модель совмещенного процесса удален примесей (осаждения частиц целевого вещества - кристаллизации ВП осаждения кристаллогидратов примесей) в поле центробежных сил;
- исследована кинетика совмещенного процесса удаления примесей;
Практическая ценность:
- разработан способ удаления ВП из суспензий ПОК (Пат. F
№96113246/25);
- разработан способ выделения целевого вещества из водных суспенз;
(Пат. РФ № 96107139/25); .
разработана методика экспериментального определения профил концентраций частиц целевого вещества, ВП и кристаллогидратов примес в фугате по радиусу ротора осадительной центрифуги во времени;
разработана методика расчета технологических параметров совм щенного процесса удаления ВП из суспензий ПОК с использованием мат магической модели;
предложены зависимости для определения параметров процесса кр сталлизации в поле центробежных сил;
разработаны рекомендации по модернизации осадительной центр фуги;
разработаны рекомендации по оптимизации технологических реж мов совмещенного процесса удаления ВП из суспензий ПОК;
предложена технологическая схема производства ПОК с использов нием совмещенного процесса.
Апробация работы. Процесс удаления ВП из суспензий ПОК был а робирован в лабораторных условиях и на промышленной модернизирова ной центрифуге (ФГН 1200) и после проведения испытаний внедрен в пр изводство (АО "Пигмент", г. Тамбов).
Математическая модель и программа расчета совмещенного процес удаления примесей также внедрены в производство (АО "Пигмент", г. Тш бов), а результаты исследований, указанные в разделе "Практическая це; ность" переданы и используются с целью модернизации сушествующе производства (АО "Пигмент", г. Тамбов).
Основные положения диссертационной работы докладывались и обе ждались на научн. конф. (Тамбов, 1994); 2-ой региональной научн. - тех конф. (Тамбов, 1994); региональных научн. - техн. конф. (Воронеж, 199 1997, 1998); 3 - ей традиционной научн. - техн. конф. стран CF (Волгоград, 1995); 1-ой международной научн. - техн. конф. (Иванов 1998); 3 - ей международной теплофизической школе (Тамбов, 1998).
Публикации. По материалам диссертации имеется 17 публикаций, в т.ч. два патента.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка используемой литературы и приложений.