Кинетика и моделирование процессов сушки полупродуктов органических красителей, осложненных термической деструкцией целевого вещества

Кинетика и моделирование процессов сушки полупродуктов органических красителей, осложненных термической деструкцией целевого вещества

Автор: Брянкин, Константин Вячеславович

Шифр специальности: 05.17.08

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2011

Место защиты: Тамбов

Количество страниц: 531 с. ил.

Артикул: 5085161

Автор: Брянкин, Константин Вячеславович

Стоимость: 250 руб.

Кинетика и моделирование процессов сушки полупродуктов органических красителей, осложненных термической деструкцией целевого вещества  Кинетика и моделирование процессов сушки полупродуктов органических красителей, осложненных термической деструкцией целевого вещества 

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ ПОЛУПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ
1.1 Анализ полупродуктов органических красителей, как объектов сушки.
1.1.1 Характеристика основных видов выпускных форм
полупродуктов органических красителей
1.1.2 Анализ существующих классификаций ПОК.
1.1.3 Факторы, влияющие на стабильность концентрации
целевого вещества в продукте при термическом воздействии
1.2 Традиционные и перспективные процессы и оборудование для сушки ПОК
1.2.1 Подходы к выбору сушильных аппаратов для продуктов органического синтеза
1.2.2 Полочные сушилки
1.2.3 Вальцовые сушилки.
1.2.4 Барабанные сушилки
1.2.5 Роторные сушилки
1.2.6 Распылительные сушилки.5
1.2.7 Ленточные сушилки.
1.2.8 Сушилки псевдоожиженного слоя.
1.2.9 Пневматические и аэрофонтанные сушилки
1.2. Сушилки с вихревым потоком
1.2Л 1 Комбинированные сушилки.
1.2. Опыт промышленной эксплуатации сушильного
оборудования для обезвоживания ПОК.
1.3 Традиционные и перспективные инженерные и научнотеоретические методы исследования критических состояний органических веществ
1.3.1 Методы термического анализа.
1.3.1.1 Термогравиметрия.
1.3.1.2 Термодилатометрия
1.3.1.3 Дифференциальный термический анализ
1.3.1.4 Дифференциальносканирующая калориметрия
1.3.1.5 Метод лазерного импульса.
1.3.1.6 Синхронные и сопряженные методы термического анализа
1.3.1.7 Выбор метода термического анализа ПОК
1.3.2 Определение реакционной способности органических молекул
1.4 Выводы. Постановка задач исследований.
2 ОЦЕНКА ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ
ПОЛУПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА.
2.1 Оценка влияния химического состава ПОК на их
термическую устойчивость
2.1.1 Общая характеристика выделенных для исследования ПОК из группы производных пиразолона.
2.1.2 Характеристика выделенных для исследования ПОК производных нафталина
2.1.3 Характеристика выделенных для исследования ПОК производных бензола
2.1.4 Характеристика выделенных для исследования ПОК арилидов.
2.1.5 Характеристика выделенных для исследования ПОК производных стильбена
2.1.6 Характеристика выделенных для исследования ПОК производных антрахинона
2.2 Методы повышения термической устойчивости полупродуктов и красителей
2.3 Оценка термической устойчивости ПОК с использованием метода дериватографии
2.3.1 Описание экспериментальной установки
2.3.2 Оценка термической устойчивости производных
пиразолона
2.3.3 Оценка термической устойчивости производных
нафталина.
2.3.4 Оценка термической устойчивости некоторых производных стильбена, антрахинона и класса арилидов
2.4 Выводы по результатам проведения исследований
термической устойчивости полупродуктов органических красителей с точки зрения химического строения и теплофизических свойств материала.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
СУШКИ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ
ПОЛУПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ.
3.1 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК под разряжением.
3.2 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК в тонком слое на поверхности инертных тел.
3.3 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК в виброаэрокипящем слое.
3.4 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК в капле.
3.4.1 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК в распылительной сушилке.
3.4.2 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК распылением, осложненного порообразованием
на примере белофора КД2.
3.5 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК в режиме пневмотранспорта на примере производных нафталина Гамма и Икислоты.
3.6 Экспериментальные исследования процесса сушки ПОК на вальцеленточной сушилке.
3.7 Экспериментальное исследование кинетики
термодеструктивных процессов, сопровождающих процесс сушки.
3.7.1 Исследование кинетических характеристик процесса термодеструкции ПОК производных нафталина.
3.7.2 Исследование кинетических характеристик процесса термодеструкции ПОК производных пиразолона
3.7.3 Исследование кинетических характеристик процесса термодеструкции ПОК ряда производных анилина
3.7.4 Исследование кинетических характеристик процесса термодеструкции ПОК класса арилидов ацетоуксусной кислоты.
3.7.5 Исследование кинетических характеристик процесса термодеструкции ПОК производных стильбена.
3.8 Выводы по результатам экспериментальных исследований кинетики процессов сушки и термодеструкции ПОК
4 РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛУПРОДУКТОВ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ ПО ТЕРМИЧЕСКОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ
4.1 Определение классификационных признаков
4.2 Формирование классификации ПОК по термоустойчивости
4.3 Выбор аппаратурного оформления стадии сушки ПОК с учетом их термоустойчивости
4.4 Выводы по формированию классификации ПОК по признаку термической устойчивости и выдаче практических
рекомендаций по выбору сушильного оборудования
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССА СУШКИ,
ОСЛОЖНЕННОГО ТЕРМОДЕСТРУКЦИЕЙ.
5.1 Постановка задачи моделирования
5.2 Допущения, принятые при составлении математического описания процесса сушки, осложненного термодеструкцией,
в виброаэрокипящем слое.
5.3 Критерии сохранности целевого вещества в высушиваемом материале
5.4 Описание неоднородности физических свойств высушиваемого материала
5.5 Описание процесса деструкции целевого вещества при термическом воздействии
5.6 Описание динамики движения твердого материала
5.7 Кинетика удаления влаги при сушке дисперсного материала.
5.8 Материальный баланс процесса сушки термолабильных материалов
5.8.1 Материальный баланс по влаге дисперсного материала
5.8.2 Материальный баланс по влаге сушильного агента
5.9 Тепловой баланс процесса сушки термолабильных материалов
5.9.1 Тепловой баланс по дисперсному материалу
5.9.2 Тепловой баланс сушильного агента.
5. Определение раничньх условий для уравнений теплового и материального балансов процесса сушки дисперсного материала.
5. Расчет влагосодержания материала на выходе из аппарата
5. Расчет количества целевого вещества, подвергшегося термо деструкции
5. Выводы к главе 5.
6 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СУШКИ,
ОСЛОЖНЕННОГО ТЕРМОДЕСТРУКЦИЕЙ.
6.1 Определение энергии гидратации ПОК.
6.2 Определение кинетических характеристик процесса сушки
6.3 Определение кинетических характеристик процесса
термической деструкции целевого вещества высушиваемого материала.
6.4 Выводы к главе 6.
7 РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
ПРОЦЕССА СУШКИ ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОСЛОЖНЕННОГО ТЕРМИЧЕСКИМ РАЗЛОЖЕНИЕМ ЦЕЛЕВОГО ВЕЩЕСТВА.
7.1 Составление численной схемы расчета математической модели процесса сушки термолабильных материалов.
7.2 Проверка адекватности математического описания процесса сушки термолабильных материалов.
7.3 Исследование процесса сушки термолабильных материалов
с использованием математической модели
7.4 Методика оценки выхода по целевому веществу термолабильных продуктов после термообработки сушки
7.5 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТ ОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Существуют ВГС и непрерывного действия, в которых материал перемещается от загрузочного отверстия к разгрузочному, расположенному на противоположном конце сушилки. Разновидностью гребковой сушилки является центробежнощеточная сушилка 4. В ней гребки заменены специальными скребками щетками, перемешивающими материал и распределяющими его в виде достаточно тонкого слоя по поверхности нагрева. За счет этого интенсивность процесса сушки существенно увеличивается. Для удаления воды и органических растворителей методом сушки из сыпучих взрыво и пожароопасных продуктов применяется роторная вакуумная биконическая сушилка рис. Рисунок 1. Сушилка может быть применена только для тех продуктов, которые в процессе сушки приобретают сыпучие свойства и не образуют плотной корки на поверхности корпуса, приводящей к заклиниванию ротора. Конструкция сушилки обеспечивает интенсивное перемешивание материала и практически полное удаление продукта при выгрузке. Биконическая сушилка аппарат периодического действия, состоит из следующих узлов биконического разъемного корпуса с паровой рубашкой, обогреваемого ротора, сухопарника с люком загрузки, выгрузного люка, привода, рамы и системы автоматического управления. Рабочая среда в сушилке вредная, взрывоопасная в рубашках и роторе нейтральная пар или вода. Совмещенный процесс сушки и смешения термочувствительных материалов фирма ix предлагает реализовать в вертикальной роторной вакуумной сушилке рис. Обогрев в ней осуществляется при помощи рубашки 5, в которую из встроенного парогенератора 7 подается пар. Выгрузка сухого продукта производится через нижний штуцер 6. Для интенсификации процесса сушки в нижней части конического днища установлен вентилятор 4. Существует модификация данной сушилки с плоским днищем 5. Конструкция сушилки позволяет реализовать процесс обезвоживания сыпучих, пастообразных материалов, а также их суспензий и растворов. Технологии сушки объединили в себе многолетний опыт фирмы , работавшей с пленочными сушильными аппаратами и дисковыми сушилками, а также опыт фирмы , работавшей с лопастными и конвекционными сушилками 6. Данная технология реализована в вертикальной пленочной сушилке для косвенного теплообмена, которая работает с тонкими слоями продукта, находящимися под интенсивным механическим воздействием рис. Рисунок 1. Рисунок 1. Вертикальный пленочный сушильный аппарат рис. Маятниковые элементы наносят поступающий сырой материал тонким слоем на греющую стенку. Толщина слоя определяется зазором между внешней кромкой маятникового элемента и греющей стенкой. Перед лопастью ротора образуется волна с сильным завихрением. После прохождения продукта через зазор он попадает в более спокойную пленочную зону. Из пленочного слоя постоянно происходит испарение летучего компонента компонентов. Как правило, толщина слоя составляет несколько миллиметров. Маятниковые элементы не касаются греющей стенки, но предотвращают образование корки. Процесс сушки в вертикальном пленочном сушильном аппарате обычно разделяется на зону нагрева, зону псевдоожиженного слоя и порошковую зону. В зоне нагрева продукт нагревается до точки кипения жидкой фазы. Жидкость начинает испаряться, а твердые вещества отделяются. В последующей порошковой зоне продукт освобождается от остаточной влажности и сушится. Длина зоны для каждого продукта зависит существенным образом от количества загружаемого материала. При увеличении объемов загрузки увеличиваются и зона нагрева и зона псевдоожиженного слоя вследствие более высокого расхода тепла. В следствие этого неизбежно уменьшается порошковая зона, и возрастает остаточная влажность. Пары противотоком к продукту поднимаются снизу вверх, после чего конденсируются в конденсаторе. Сыпучий продукт выгружается из сушилки через соответствующие шлюзы. Вертикальные пленочные сушилки в стандартном варианте производятся с площадью нагрева до м2. Нагрев может осуществляться паром, горячей водой, термальным маслом или электроэнергией. Процесс сушки в пленочной сушилке характеризуется высокой интенсивностью так как сушка происходит в тонком слое.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.193, запросов: 242