Введение к работе
з Актуальность работы
Перемешивание в жидких средах является одним из наиболее распространённых способов организации и интенсификации процессов в различных отраслях промышленности
Все чаще процесс смешения рассматривают как целостную химико-технологическую систему, в которой оборудование является центральным звеном К такому оборудованию предъявляются требования обеспечения непрерывности технологического процесса, регулирования параметров смешения в широком диапазоне, простоты и надежности аппаратурного оформления.
К перспективным аппаратам смешения, отвечающим вышеперечисленным требованиям и имеющим небольшие габариты при высокой производительности, относятся малообъемные роторные смесители Отличительная особенность данных смесителей - это возможность достижения значительных величин деформаций и напряжений сдвига, обеспечивающих существенное увеличение поверхности раздела смешиваемых компонентов, концентрацию значительного количества энергии в малых объемах оборудования, что обусловливает высокое качество смешения Среди малообъёмных роторных смесителей широкое распространение получили различные варианты конструктивного исполнения роторно-пульсационных аппаратов
Разработка и совершенствование конструкций малообъемных роторных смесителей для интенсификации процессов химических технологий являются актуальной проблемой. Решение этой проблемы невозможно без понимания и адекватного описания совокупности физико-химических явлений, происходящих в технологических установках, и влияния конструктивных параметров аппаратов на эти процессы В связи с этим особую актуальность приобретает разработка методов расчета и математического моделирования смесительных аппаратов, что позволит
4 проектировать и создавать оптимальные конструкции для конкретных технологических процессов
Учитывая сложность протекающих процессов при обработке жидких сред в малообъемных роторных смесителях, оценивать эффективность процессов смешения целесообразно с точки зрения энергозатрат, которые в данном случае наиболее полно соответствуют количественным характеристикам проводимого процесса и определяют изменения свойств обрабатываемой среды
Цели работы:
Разработка конструкции малообъемного роторного смесителя для перемешивания неоднородных сред Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности, необходимой для достижения заданных значений степени диспергирования
Основные задачи исследования:
-
Разработка конструкции малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя для перемешивания неоднородных сред
-
Создание математической модели, связывающей основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности
-
Разработка экспериментальной установки для исследования малообъемных роторных дезинтеграторов-смесителей,
-
Исследование возможности применения предложенной математической модели на практике
-
Проведение экспериментальных исследований малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя в конкретных процессах химической технологии с целью оптимизации технологических режимов и внедрения в производство
5 Научная новизна
Разработана математическая модель, связывающая основные геометрические параметры аппарата и свойства обрабатываемой среды с затратами мощности Экспериментально установлены факторы, влияющие на обработку неоднородных сред в малообъемных роторных дезинтеграторах-смесителях для процессов карбонизации содового и кальцийсодержащего растворов, а также очистки дихлорэтана от побочных продуктов Определены оптимальные по энергозатратам скорости вращения ротора, величины зазоров между вращающимися и неподвижными дисками и количество рабочих ступеней аппарата
Практическая значимость
Разработана конструкция малообъемного роторного дезинтегратора-смесителя (патенты РФ № 59441, № 60880, Ф № 64943, № 66228), использование которого позволит повысить эффективность процессов смешения и массообмена
Применительно к производственным условиям Стерлитамакского ОАО «Каустик» по результатам разработки внедрены
-
Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе удаления побочных продуктов из дихлорэтана в производстве винилхлорида
-
Малообъемный роторный дезинтегратор-смеситель в процессе карбонизации стоков гипохлорита кальция с получением химически осажденного мела.
Применительно к производственным условиям ООО «Стерлитамакский завод катализаторов» по результатам разработки внедрен малообъемпый роторный дезинтегратор-смеситель в процессе растворения парамолибдата аммония и нитрата никеля (II)
Достоверность и обоснованность
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованной в ней нормативной базой, обоснованно
6 апробированными современными экспериментальными и расчетными методами, сходимостью экспериментальных и расчётных данных
Апробация работы
Основные результаты работы
-
На Международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех - 2006» (г Ухта, 2006 г),
-
Всероссийской научно-практической конференции «Роль науки в развитии топливно - энергетического комплекса» (г Уфа, 2007 г),
-
XI региональном конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа (г Уфа, 2007 г.),
-
IV Международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности»
(г. Санкт-Петербург, 2007 г)
Публикации
Основное содержание работы изложено в 15 публикациях, 4 из которых - патенты РФ на полезную модель
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, списка использованных источников из 116 наименований и приложений Общий объем диссертации составляет 117 страниц (без учета приложений), содержит 44 рисунка и 14 таблиц
