Кинетика сушки и микрогранулирования продуктов тонкого органического синтеза при наличии химических превращений : На примере оптических отбеливателей

• Автор: Утробин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 260 с. : ил

Содержание
I
Введение
1 Современное состояние теории и техники получения грянули рованных продуктов тонкого органического синтеза

1.1 Технология и аппаратурное оформление получения микрогранули рованных продуктов

1.1.1 Технология гранулирования продуктов из тонко дисперсных суспензий и растворов

1.1.2 Технология получения гранул с пористой структурой

1.1.3 Процессы распиливания суспензий и растворов с целью полу

чения микрогранулированных продуктов

1.2 Технология и аппаратурное оформление получения микрогранули рованных выпускных форм оптически отбеливающих веществ

1.2.1 Оптические свойства и сравнительный анализ технологий по лучения отбеливателей

1.2.2 Структурные формы оптических отбеливателей
1.2.3 Виды пенообразователей. Выбор пенообразователей для полу чения микрогранулированного оптического отбеливателя
1.2.4 Механизм и кинетика формирования гранул пористой структу
ры при сушке с химическими превращениями разложения порофора
1.2.5 Основные теплофизические и механические характеристики пористых материалов
1.2.6 Колористические свойства пигментов и факторы, влияющие на получение сухих оптических отбеливающих веществ белого цвета
1.2.7 Условия получения термостабильных суспензий
1.3 Кинетика и особенности технологии распылительной сушки при получении микрогранулированных выпускных форм продуктов из тонкодисперсных суспензий
1.3.1 Характеристика оптически отбеливающих веществ как объектов сушки
1.3.2 Тепло массоперенос при распылительной сушке
1.3.3 Гидродинамика распылительных аппаратов
1.3.4 Анализ подходов к расчету процесса распылительной сушки
1.3.5 Пути интенсификации процессов сушки различных жидких материалов в распылительных аппаратах
Выводы к главе 1 и постановка задачи исследований 2 Разработка математического описания процесса получения микрогранулированных оптических отбеливателей в распылительных сушилках
2.1 Особенности разработки методики расчета процесса получения микрогранулированного оптического отбеливателя в распылительной сушилке
2.2 Постановка задачи разработки математического описания процесса сушки белофора с добавкой порофора на распылительной сушилке
2.3 Допущения, принятые при составлении математического описания процесса сушки белофора на распылительной сушилке из суспензии с добавкой порофора
2.4 Математическое описание химических процессов газовыделения за счет разложения вещества порофора химического газообразователя, процессов пенообразования и пеноразрушения
2.5 Математическое описание движения частиц распыленного материала и сушильного агента в распылительной сушилке
2.6 Математическое описание кинетики процесса сушки белофора КД2 с добавкой химического газообразователя в распылительной сушилке
2.7 Материальные балансы по частице сушимого материала и по сушильному агенту
2.8 Уравнения теплового баланса для частиц материала и для газовой фазы
Выводы к главе 2 и постановка задачи экспериментальных исследо ваний
3 Экспериментальные исследования технологических процессов получения микрогранулированных оптических отбеливателей
3.1 Экспериментальная отработка технологии получения белофора бело го цвета
3.1.1 Экспериментальное определение условий технологических ре
жимов процесса получения белофора в р модификации
3.1.2 Подбор состава и количества добавок для получения микрогра 3 нулированной формы белофора белого цвета
3.2 Исследование закономерностей формирования внутренней пористой 0 структуры
3.2.1 Исследование процесса гидролитического разложения порофора 0 в водной среде
3.2.2 Экспериментальное изучение процессов пенообразования и пе 0 норазрушения суспензии белофора в модельных условиях
3.3 Экспериментальное определение теплофизических и физико
химических характеристик суспензии белофора, необходимых для идентификации математического описания
3.3.1 Определение вязкости, плотности и поверхностного натяжения 5 суспензии белофора КД
3.3.2 Определение концентрации растворенного вещества 2 белофора КД
3.3.3 Определение тепло физических характеристик суспензии
белофора КД 2 с добавлением порофора
3.4 Исследование кинетики процесса сушки суспензии белофора с добав 4 кой порофора в модельных условиях
3.4.1 Описание экспериментальных установок
3.4.2 Описание методики исследований
3.4.3 Характеристики образцов, используемых при исследовании ки 2 нетики процесса сушки
3.4.4 Анализ полученных результатов, определение констант скоро 4 сти удаления влаги из белофоров в процессе сушки суспензии с добавлением порофора
Выводы к главе 3 и постановка задачи идентификации математиче 5 ского описания
4 Инженерная методика расчета процесса получения микрограну 8 лированного белофора сушкой в аппаратах распылительного типа
4.1 Разработка алгоритма инженерного расчета процесса получения мик 8 рогранулированного белофора на распылительной сушилке на основе предложенного математического описания
4.2 Экспериментальное изучение процесса получения микрогранулиро 9 ванного белофора на малогабаритной распылительной сушилке и проверка адекватности предложенного математического описания реальному процессу в лабораторных условиях
4.3 Проверка адекватности предложенного математического описания 5 реальному прбцессу на промышленной распылительной сушилке
2

Выводы к главе
5 Сравнительный анализ и выбор технологии получения продуктов тонкого органического синтеза в микрогранулированном виде. Промышленные рекомендации
5.1 Анализ результатов по получению белофоров повышенного качества и прмышленные рекомендации
5.2 Перспективность и преимущества получения полупродуктов и красителей в микрогранулированных выпускных формах на международном рынке
Основные выводы
Список использованной литературы


К достоинствам этого способа следует отнести возможность распыливания высоковязких и загрязненных жидкостей и суспензий и возможность широкого регулирования производительности распылителя без существенного изменения дисперсности. Основные недостатки дороговизна распылителей, значительная энергоемкость до кВт на 1 т жидкости. При пневматическом распыливании диспергирование является следствием динамического взаимодействия потока распыливаемой жидкости с потоком распиливающего газа, который выходит из канала с достаточно большой скоростью 0 мс. К достоинствам пневматического способа распыливания относится малая, по сравнению с гидравлическим, зависимость качества распыливания от расхода жидкости, надежность в эксплуатации, возможность распыливания высоковязких жидкостей. Основные недостатки повышенный расход энергии на распыливание кВт на 1 т жидкости, необходимость в распыливающем агенте и в связанном с ним оборудовании, возможность значительного эрозионного износа форсунок при распыливании суспензий. При электрическом распыливании струю пленку жидкости подают в область сильного электрического поля. Основные недостатки необходимость в громоздком и дорогостоящем оборудовании, высокая энергоемкость, а также незначительная производительность и сложность в обслуживании. Однако, несмотря на свою экономичность, методы ультразвукового диспергирования растворов при распылительной сушке на настоящий момент не находят промышленного применения изза значительной громоздкости и дороговизны оборудования, малой производительности, а также по причине недостаточной изученности и отсутствию какихлибо рекомендаций по применению. Метод пульсационного распыления может сочетаться с любыми рассмотренными выше. Вместе с тем этот способ распыления жидкости практически еще не изучен. С учетом свойств суспензий оптических отбеливателей высокая вязкость, специальных требований по однородности дисперсного состава, наличия возможности автоматизации сушильной установки для получения микрогранулированнЬй выпускной формы оптических отбеливателей с пористой структурой, а также по условию минимально возможных энергозатрат на распыление суспензий белофоров наиболее приемлемым является метод диспергирования исходной суспензии при помощи центробежных дисковых распылителей. Как показано в работах 4,6, центробежные дисковые распылители успешно могут применяться при сушке на распылительных сушилках различных продуктов анилинокрасочной промышленности суспензии высокодисперсных пигментов, растворов красителей и др. В анилинокрасочной промышленности 6,, где приходится иметь дело с сушкой суспензий различных концентраций и вязкостей, применение центробежного распыления является единственно возможным, так как при применении механического или пневматического распыления приводит к постепенному забиванию форсунок и не обеспечивает однородной дисперсности получаемого продукта. Между тем, получение порошка однородной дисперсности является одним из основных требований, предъявляемых к производству оптических отбеливателей. Определение диапазона окружных скоростей дисков, при котором обеспечивается наибольшая равномерность дисперсности распыла. Зависимости, связывающие средний диаметр капель при распылении со свойствами распыляемой жидкости, с конструктивными параметрами диска и частотой вращения. Из литературы , известно, что при малых окружных скоростях дисков меньше мс получается резко выраженный неоднородный распыл. По мере увеличения скорости вращения неоднородность распыла уменьшается. Начиная с окружной скорости мс разложения на фракции мелких и грубых капель не происходит. Практически распыление растворов и суспензий дисками различных конструкций производится при окружных скоростях в интервале 0 мс в зависимости от свойств раствора и температурного режима сушки. Средний диаметр капель распыла, как характеристика общей дисперсности зависит от окружной скорости диска, производительности по раствору. В работах , приводится достаточно полный обзор по эмпирическим и полуэмпирическим зависимостям для определения среднего диаметра капель при дисковом способе распыления. Псм смоченный периметр диска, м. Форма факела распыла 4 и диаметр его имеют определяющее значение при выборе диаметра сушилки.