Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата

Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата

Автор: Могилевский, Федор Евгеньевич

Количество страниц: 135 с. ил.

Артикул: 4316265

Автор: Могилевский, Федор Евгеньевич

Шифр специальности: 05.17.08

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2009

Место защиты: Москва

Стоимость: 250 руб.

Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата  Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата 

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ОСОБО ЧИСТОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
1.1. Необходимость концентрированной фосфорной кислоты.
1.2. Виды фосфор юй кислоты.
1.2.1. Ортофосфорная кислота
1.2.2. Пирофосфориая кислота
1.2.3. Метафосфорная кислота
1.2.4. Структура раствора фосфорной кислоты.
1.3. ТЕХОЛОГИЯ IЮЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ кислоты
1.3.1. Термический метод
1.3.2. Сернокислый метод
1.3.2.1. Дигидратный способ производства экстракционной фосфорной кислоты
1.3.2.2. Двухстадийные способы производства ЭФК
1.4. Методы очистки фосфорной кислоты.
1.5. Методы концентрирования фооюрной кислоты.
1.5.1. Аппараты контактного типа
1.5.2. Аппараты с косвенным нагревом
1.5.3. Нагрев электрическим током проводимости
1.5.4. Диэлектрический нагрев.
1.5.5. Сравнение методов концентрирования.
1.6. ОСТАНОВКЛ ЗАДАЧ ИССПЕДОВЛ ИЯ.
1. б. I. Причины внесения загрязнений в процессе выпаривания
1.6.2. Анатз альтернативных методов энергоподвода.
1.6.3. Выбор частоты электромагнитного излучения
1.6.4. Проблемы при проектировании СВЧ нагревательного оборудования.
1.6.4.1. Экономичность использования СВЧ энергии.
1.6.4.2. Безопасность технологического оборудования
1.6.5. Выводы.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПАРИВАШЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ .
2.1. Особенности применения СВЧ нагрева для выпаривания кислот.
2.1.1. Известные технологические разработки3
2.2. Разработка экспериментальной установки и исследование процесса ВЫПАРИВАНИЯ
2.2.1.1. Особенности нагрева полем сверхвысокой частоты.3
2.2.1.2. Проблемы использования высокочастотного нагрева
2.2.2. Выбор источника электромагнитного поля
2.2.3. Расчет рабочей камеры.
2.2.3.1. Существующие типы нареватслен, использующих энергию ноля сверхвысокой частоты
2.2.3.2. Выбор подходящего типа рабочей камеры
2.2.4. Расчет экспериментальной установки
2.2.4.1. Расчет геомегрии волноводной части.
2.2.4.2. Расчет резонатора
2.2.4.3. Обеспечение безопасности установки.
2.2.5. Конструкция лабораторной установки и методика проведения эксперимента
2.2.6. Процесс выпаривания и полученные результаты.
2.2.7. Анализ результатов экспериментального исследования
2.3. Технология выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ
2.3.1. Технологические режимы процесса выпаривания фосфорной кислоты
энергией поля СВЧ
2.3.1.1. Периодический процесс
2.3.1.2. Непрерывный процесс
2.3.2. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОД РАСЧЕТА ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ЭНЕРГИЮ ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
3.1. Проблемы, возникающие при проектировании СВЧ оборудования и способы их
РЕШЕНИЯ.
3.1.1. Неравномерный нагрев объекта и методы борьбы с ним
3.1.1.1. Перемешивание электромагнитного поля.
3.1.1.2. Выравнивание волновой структуры электромагнитного поля.
3.1.2. Согласование источника и нагреваемого тела.
3.1.3. Способы решения
3.1.3.1. Экспериментальный метод.
3.1.3.2. Математическое моделирование
3.1.3.3. Численное моделирование.
3.1.3.4. Метод конечных элементов
3.1.4. Сравнение методов согласования источника и объекта.
3.2. Расчт параметров рабочей камеры выпарного аппарата
3.2.1. Расчт электромагнитного и теплового полей.
3.2.2. Требования к методам расчета.
3.2.3. Лучевой метод
3.2.3.1. Обоснование необходимости создания нового метода расчета
3.2.3.2. Описание лучевого метода
3.2.3.3. Создание прораммь для расчега электромагнитных полей
3.2.4. Примеры решения задач по определению электромагнитного поля
3.2.4.1. Частоты отличные от резонансной.
3.2.4.2. Волновод двойной ширины.
3.2.4.3. Волновод двойной высоты.
3.2.4.4. Электромагнитное поле в волноводе с поглотителем
3.2.4.5. Температу рное поле в волноводе с поглотителем
3.2.4.6. Расчет конструкции экспериментальной установки
3.2.4.7. Поток энергии электромагнитного поля в промышленной установке.
3.2.4.8. Сравнение методов численного моделирования электромагнитного нагрева .
3.2.5. Использование вычислительной техники при расчете СВЧ установок.
3.2.6. Алгоритм оптимизации системы с использованием вычислительной техники
I ЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ВЫПАРНОГО АППАРАТА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОРТОФОСФОРНО КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ПОЛЯ
СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
4.1. Основ ье элементы конструкции аппарата
4.1.1. Геометрия сосуда с кислотой и рабочей камеры.
4.1.2. Выбор источника СВЧ поля
4.1.2.1. Сосредоточенный источник.
4.1.2.2. Распределенный источник
4.1.2.3. Выбор структуры источника СВЧ энергии
4.1.3. Режим работы аппарата.
4.2. Рабочая камера аппарата непрерывного действия
4.3. Рабочая камера аппарата периодического действия
4.3.1. Заданные параметры аппарата.
4.3.2. Расчет требуемой мощности.
4.3.2.1. Балансные соотношения для процесса упаривания фосфорной кислоты
4.3.2.2. Теплофизические характеристики фосфорной кислоты, полученные из экспериментальных исследований
4.3.2.3. Исходные данные для расчета промышленного ашарага.
4.3.2.4. Расчет энергоемкости фаз процесса выпаривания
4.3.3. Расчет оптимальной геометрии аппарата.
4.3.3.1. Получение удельных энергетических характеристик
4.3.3.2. Интерполяция экспериментальных результатов.
4.3.3.3. Расчет фактора потерь
4.3.3.4. Расчет размеров рабочей камеры.
4.3.4. Конструкция и принцип работы промышленного варианта
выпарного аппарата.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1О РАБОТЕ.
ПУБЛИКАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Она является основным и важнейшим сырьем, а также, промежуточным продуктом в производствах разнообразных фосфорсодержащих минеральных удобрений, некоторых пищевых продуктов, химических реактивов, полимеров, моющих средств, фармацевтических препаратов, в производстве продуктов органического синтеза и безалкогольных напитков, заменителей дрожжей в биотехнологической промышленности. Фосфорная кислота широко применяется з зуболечебных цементах, поскольку естественные зубы состоят в основном из фосфата кальция. На сегодняшний день практически всю кислоту производят экстракционным методом. Но для ряда областей, таких как производство фосфатов натрия, особенно триполифосфата натрия, кормовых добавок, пищевой промышленности, биотехники и медицины требуется концентрированная ФК массы Р и больше, не содержащая примесей. Поэтому требуется глубокая очистка полученного продукта и последующий процесс концентрирования . Р2О5 пиро, Триполи и тетраполифосфорные кислоты. Из них в природе и технике наиболее важна фосфорная кислота конденсированные полимерные фосфорные кислоты, в том числе полифосфорные Нп2Рп1 с линейным строением фосфатаниона, а также мет а фосфорные . НРОз с циклическим строением фосфатаниона и ультрафосорные кислоты с разветвленной сетчатой структурой менее важны. Это белое твердое вещество, которое может быть получено и в стеклообразном состоянии. В газообразном состоянии молекулы оксида фосфора 5 имеют состав РРю. Твердый Р5 имеет несколько модификаций. Одна из форм оксида фосфора 5 имеет молекулярную структуру с молекулами Р4О в узлах решетки. По внешнему виду эта модификация напоминает лед. Она обладает небольшой плотностью, легко испаряется и хорошо растворяется в воде. Р2О5 сильнейший дегидратирующий реагент. По интенсивности осушающего действия он намного превосходит такие поглотители влаги, как С0С2, 1аОН, и др. РгО НгО 2НР дальнейшая гидратация которой последовательно приводит к пирофосфорной и ортофосфорной кислотам 2НР НгО Н4Р2О7 и Н4Р2О7 НгО 2Н3РО4. Это бесцветные, легкоплавкие, расплывающиеся на воздухе кристаллы, смешивающиеся с зодой в любых соотношениях, и плавящиеся при , С. В твердой кислоте и концентрированных растворах действуют межмолекулярные водородные связи. Поэтому концентрированные растворы Н3РО4 отличаются высокой вязкостью. В водной среде ортофосфорная кислота кислота средней силы. При нагревании до С часть воды удаляется, и ортофосфорная кислота переходит в пирофосфоркую Н4Р2О7. При 4 С удаляется еще некоторое количество воды, и вся кислота превращается в стекловидную метафосфорную кислоту ПР. Пирофосфорная кислота Н4Р2О7 образуется при нагревании ортофосфорной кислоты до температуры выше 0 С. При этом отщепляется вода 2НъРОа Н НЛР1 . При добавлении воды она легко переходит опять в ортофосфорную кислоту. Метафосфорная кислота представляет собой прозрачную стекловидную массу, которая плавится при С и сублимирует при белом калении, не разлагаясь. При высоких температурах метафосфорная кислота является наиболее устойчивой из всех кислородных кислот фосфора, но при растворении з воде или при стоянии на воздухе она переходит вновь в ортофосфорную кислоту. В растворе фосфорной кислоты с содержанием фосфорного ангидрида Р2О5 более , при дальнейшем его нагревании, начинают протекать процессы молекулярной перестройки структуры раствора, т. При этом некоторая часть кислоты переходит из структуры ортофосфорной кислоты з пиро, Триполи, тетраполи и более сложные кислоты. При этом прирост массовых долей образовавшихся новых кислот соответствует данным, приведенным в Таблица 1 Л. Приведенные в ней результаты не сопровождены данными об энергозатратах на соответствующие молекулярные преобразования. Это усложняет как аналитическое исследование свойств упариваемой кислоты, так и определение массовых долей различных кислот в процессе выпаривания. По этой причине анализ концентрации метафосфорной кислоты в получаемом в результате СВЧ упаривания веществе проводился в фирме РЕАТЭКС. Р2О5 вес. В Таблица 1 показана зависимость содержания различных фосфорных кислот в растворе от концентрации фосфорного ангидрида. Графически эта зависимость показана на Рис.

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: 0.218, запросов: 242