главная
о нас
партнеры
оборудование
контакты
статьи
      
     насосы
     компрессоры
     воздухосборники
     пневмотранспорт
     дизельные генераторы
     прочее   оборудование

 
карта сайта
тел.: +38 (0542) 791-600

поиск по сайту


наши проекты
наши заказчики
 
 
сервис и ремонт
рассрочка платежа
визуализация проектов

 

Оценка возможности уменьшения энергетических расходов в производстве малогабаритных вихревых грануляторов


Сегодня отечественные предприятия сталкиваются с техническими проблемами модернизации и полной замены устаревшего крупногабаритного массообменного оборудования. Повышение эффективности массообменных аппаратов, нашедших использование при получении гранулированной продукции для нужд химической, пищевой, фармацевтической, горнодобывающей и других отраслей промышленности, и возможность уменьшения их габаритных размеров стали актуальными вопросами, требующими решения. Учитывая значительное влияние конструктивного оформления и технологических параметров работы грануляционного оборудования на его габариты, в последнее время ведутся поиски новых высокоэффективных способов получения гранулированной продукции. Практическая реализация перечисленных мероприятий связана с разработкой универсальной аппаратуры, которая отвечает вышеуказанным требованиям. Использование современных достижений науки и техники должно увеличить количество новых и модернизированных производств, действующих по принципу энергосбережения и рационального использования природных ресурсов [1].

Сравнительно большие габариты оборудования приводят к большим денежным расходам на строительство, обслуживание и ремонт грануляционных башен. Также к недостаткам этого метода гранулирования можно отнести то, что в качестве сырья используется высококонцентрированный плав, для получения которого требуется специальное оборудование и дополнительные затраты энергии. Также грануляционные башни имеют высокую мощность. Все эти факторы делают использование башенного способа гранулирования малыми или средними предприятиями нецелесообразным.

Основное технологическое оборудование промышленных схем для получения гранулированных продуктов - грануляторы - отличаются широким спектром конструкций и методов проведения процесса гранулирования [2]. Наиболее целесообразным в условиях маломощных и среднемощных предприятий при производстве гранулированных продуктов из растворов или расплавов является использование грануляторов взвешенного слоя. Их преимуществом является то, что процессы тепло и массообмена во взвешенном слое протекают интенсивнее, чем в других видах грануляционного оборудования. Поэтому такие аппараты имеют меньшие габариты, чем аналогичные грануляционные аппараты других типов. Аппараты кипящего слоя имеют более простую конструкцию. Также возможно изготовление грануляторов взвешенного слоя сравнительно малой мощности.

В связи с вышесказанным, особое значение имеет научно-прикладная проблема снижения габаритных размеров грануляционного оборудования и выбора его оптимального гидродинамического режима работы [3-5].

Именно такие вопросы, которым и посвящается представлена работа, является в настоящее время своевременными и актуальными, потому что решают одну из важных проблем, которая встает перед химической промышленностью Украины на современном этапе [6].

Перспективным направлением развития технологии гранулирования и усовершенствования грануляционных устройств является разработка новых энергосберегающих способов создания гранул и устройств для их осуществления. Исследование особенностей вихревого движения потоков в малогабаритных грануляторах [7] нашли свое отражение в создании новой организации движения потоков. Предложенные способы гранулирования [8-10] позволяют распределить потоки гранул различного фракционного состава в пределах одного устройства для максимально полного завершения процесса кристаллизации, предотвращают образование гранул с формой, отличной от сферической, почти полностью исключают фактор влияния на процесс гранулообразования перемешивания мелкой и товарной фракций, повышают скорость роста гранул к товарной фракции, что обеспечивает увеличение степени монодисперсности полученного гранулометрического состава готового продукта. Кроме того внедрение предложенных способов позволяет создать развитую пористую структуру на ее поверхности уже в пределах ядра псевдосжиженного слоя на начальном этапе контакта с вихревым потоком высокотемпературного теплоносителя до выхода гранулы на зеркало взвешенного слоя, исключает влияние на распыление неравномерности поступления в распылитель жидкого материала. Кроме того, снижается вероятность загрязнения стенок внутреннего конуса, полностью исключается возможность столкновения отдельных капель жидкого материала вследствие отсутствия процесса распыления в объеме рабочего пространства, что обеспечивает увеличение степени монодисперсности полученного гранулометрического состава готового продукта, однородность по массе и показателям прочности и развитую пористую пленку на поверхности гранулы.

Равномерность высушивания жидкого материала на поверхности гранулы и однородность поверхностной пористой структуры, формирующейся в процессе сушки в высокотемпературном вихревом потоке теплоносителя, достигается также за счет уменьшения влияния встречного вихревого осесиметричного потока теплоносителя и равномерности распределения увлажненных гранул во взвешенном слое.

Экономическая эффективность внедрения разработанной методики и аппарата позволит определить конфигурацию рабочего пространства с минимальным объемом и минимальными расходами теплоносителя.

При анализе экономической эффективности разработанного аппарата в качестве сравнительных брались аппараты классического взвешенного слоя. Экономические показатели, связанные с расходом теплоносителей, затраты энергии на создание вихревого движения потоков и общие расходы на получение гранулированного продукта. Результаты исследований показывают уменьшение общих расходов примерно на 30%.

Экономическим результатом разработки данного аппарата и организации движения потоков в его рабочем пространстве является снижение высоты аппарата. На базе расчета траектории гранулы и времени ее пребывания в рабочем пространстве аппарата определены сравнительные габариты грануляционной устройств и проведено их сравнение с существующим оборудованием. Для подтверждения результатов исследования проведен сравнительный анализ высот аппаратов. Результаты анализа приведены в табл. 1.



Таблица 1.  Сравнительная характеристика расчетной высоты аппарата, необходимого для обеспечения времени [11,12] полной кристаллизации гранулы

Тип оборудованияОриентировочная высота, м
Грануляционная башня50-70
Цилиндрический вихревой гранулятор10-15
Конический вихревой гранулятор6-9
  




Рисунок 1


Рисунок 2


Рис. 1 - вихревой гранулятор с предварительным увлажнением гранул исходного сырья.

Рис. 2 - Технологическая схема получения гранул пористой структуры.

Применение вихревых грануляторов имеет еще одно преимущество - по сравнению со способом получения пористой аммиачной селитры в грануляционной башнях, в предложенных аппаратах возможно получение гранул продукта с достаточными гигроскопическими и механическими свойствами без применения специальных кондиционирующего добавок. Также газогенерирующие и порообразующие добавки, входящие в состав ПАС при производстве ее башенным методом, снижают экологические показатели производства.

Разработана новая схема получения гранул безбашенным методом (рис. 2), которая отличается от аналогов [13] по следующим признакам:

  • Отсутствие процесса распыления жидкого материала и аппаратуры для осуществления этой стадии процесса;
  • Уменьшение затрат на создание взвешенного слоя гранул благодаря повышению скорости образования пористого слоя на поверхности гранулы;
  • Уменьшение количества некондиционного материала, выносится газовым потоком с гранулятора.
  • Важным прикладным результатом является разработка инженерной методики расчета аппаратов вихревого типа [14].



    Рис. 3 - Структура гранулы, которую получено по способу [10]
    1 - ядро гранулы; 2 - переходный слой; 3 - поверхностный пористый слой.

    Научные разработки внедрены при выполнении хоздоговорных научно-исследовательских работ по теме "Отработка технологических и конструктивных параметров узла создания пористых гранул и выдача исходных данных для проектирования установки получения пористой аммиачной селитры, разработка конструкторской документации на установку получения пористой аммиачной селитры (ПАС) заказчик ЗАО "Экспериментально-промышленная технология взрывных работ", ЗАО "ТЕХНОВИБУХ". Опытно-промышленное испытание грануляторов вихревого типа определило, что полученные гидродинамические показатели работы устройства способствуют повышению качества гранулированного продукта, обоснованно сравнительной характеристикой гранул [15].



    Литература

    1. Склабинский В.И. Вопросы энергосбережения при внедрении в производство малогабаритного грануляционного оборудования / В.И. Склабинский, А.Е. Артюхов / / Вестник Сумского государственного университета. - 2006. - № 5 (89). - С. 76-79.
    2. Классен П.В. Основы техники гранулирования (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) / П.В. Классен, И.Г. Гришаев - М.: Химия, 1982. - 272 с.
    3. Артюхов А.Е. Энергосберегающие технологии в химическом производстве. Малогабаритные вихревые грануляторы / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинський / / Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии как альтернативные первичным источникам энергии в регионе: материалы четвёртым международной научно-практической конференции: сб. научных статей. - Львов, ЛвЦНТЕИ, 2007. - С. 13-17.
    4. Артюхов А.Е. Комплексное исследование вихревого псевдосжиженного слоя и условий его применения в технологии производства минеральных удобрений / А.Е. Артюхов, В.М. Маренок, В.И. Склабинський / / Вестник Сумского национального аграрного университета. - 2008. - № 3 (19). - С. 182-185.
    5. Склабинський В.И. Расчет гидродинамических параметров закрученных потоков в вихревых грануляторах аналитическим методом / В.И. Склабинський, А.Е. Артюхов / / Вестник Сумского государственного университета. - 2008. - № 3. - С. 62-70.
    6. Артюхов А.Е. Высокоэффективные вихревые аппараты в малотоннажных производствах гранулированных продуктов / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинский / / Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии: сб. научных трудов XX Международной научно-технической конференции. - Минск, 2008. - С. 272-277.
    7. А.Е. Артюхов, В.М. Маренок, В.И. Склабинський. Исследование условий формирования вихревого псевдосжиженным слоя в малогабаритных массообменных аппаратах / / "Вестник СумДУ", № 3 '2007. - С. 10-17.
    8. Патент № 29950 Украина, МПК (2006) В01J2/16. Устройство для гранулирования жидкого материала / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинський, А.С Стеценко; заявитель и патентообладатель Сумской государственный университет. - № u200512066; заявл. 15.12.2005; напечатан 11.02.2008, Бюл. № 3.
    9. Патент № 82754 Украина, МПК (2006) В01J2/16. Способ гранулирования жидкого материала и устройство для его осуществления / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинський; заявитель и патентообладатель Сумской государственный университет - № а200608137; заявл. 20.07.2006; напечатан 12.05.2008, Бюл. № 9.
    10. Патент Украины. Заявка № а200812720 от 30.10.2008р, МПК (2006) B 01 J 2 / 16. Спо ¬ сіб получения гранул пористой структуры и устройство для его осуществления / Артюхов А.Е., Склабинський В.И., Жеба К.В.
    11. Лыков М.В. Распылительные сушилки. Основы теории и расчета / М. В. Лыков, Б.И. Леончик - М.: Машиностроение, 1966. - 332 с.
    12. Сажин Б.С. Типовые сушилки со взвешенным слоем материала / Б.С. Сажин, Е.А. Чувпило - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1975. - 71 с.
    13. Артюхов А.Е. Промышленное внедрение аппаратов вихревого типа для получения гранулированных продуктов / А.Е. Артюхов, В.И. Склабинський / / Научные работы ОНАПТ. - 2008. - Выпуск 32. - С. 16-21.
    14. А. Е. Артюхов, В.И. Склабинський. Разработка методики инженерного расчета вихревых грануляторов / / Вопросы химии и химической технологии. - № 5,2007 - С.209-211.
    15. Склабинський В.И. Влияние гидродинамического режима обработки на прочность гранул пористой аммиачной селитры (ПАС) / В.И. Склабинський, А.Е. Артюхов, В.М. Маренок / / Сборник научных трудов. - Херсон: ЧП Вишемирський В.С., 2007. - С. 83-85.


    Узнать ещё о грануляторах,
    читать статью: Новейшее грануляционное оборудование. Вихревой гранулятор с вибрационным распылением расплава





    Авторы материала:Артюхов А.Е., к-т техн.наук
     Склабинський В.И., д-р техн. наук, профессор


    При полной и/или частичной публикации наших материалов на Вашем сайте или в печатном издании в обязательном порядке должна присутствовать гиперссылка на автора статьи и сайт компании «ПК Энергомаш»    www.energo-mash.com
     

    Пневмокамерные насосы   |   Компрессоры   |   Насосы   |   Генераторы   |   Редукторы   |   Муфты Контакты

    2007 - 2013 © PK Energomash Ltd

    ▲ ВВЕРХ