Исследование и разработка методов и оборудования для интенсификации процесса концентрирования обработанных щелоков

• Автор: Вавилов, Геннадий Валентинович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 148 с. : ил

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Состояние вопроса и постановка задач исследования

1.1. Экономия воды и энергии в отделке текстильных материалов.

1.1.1. Повторное использование теплоты, охлаждающей воды и

сточных вод.

1.1.2 Экономия воды и энергии с использованием физических

методов.

1.2. Системы рекуперации теплоты сточных вод отделочного

оборудования

1.2.1. Объединенные комплексные системы

1.2.2. вокальные системы.
1.3. Оборудование и особенности процесса выпаривания
материальных растворов в текстильном производстве.
1.3.1. Основные характеристики процесса выпаривания водных
растворов.
1.3.2. Классификация выпарных аппаратов
1.4. Диализ способов интенсификации процесса конвективного
теплообмена в тепло массообменных
аппаратах.
1.4.1. Пассивные методы.
1.4.2. Активные методы интенсификации процесса теплообмена
1.5. Постановка цели и задач исследований
2. Синтез и компьютерный анализ математической модели ПРОЦЕССА принудительного движения материального
РАСТВОРА ПО ГРЕЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИСПАРИТЕЛЯ
2.1. Теоретические предпосылки и определение приоритетных
направлений в разработке методики синтеза выпарного устройства
2.1.1. Анализ методов синтеза испарительных устройств .
2.2. Гидродинамика безотрывной и равномерной подачи
жидкости на стенку испарителя.
2.3. Характеристика движения потока, вращающегося
относительно неподвижной оси
2.4. Динамическое вращение жидкости вокруг оси.
2.5. Винтовое движение жидкости
2.6. Дифференциальное уравнение относительного безвихревого
движения жидкости.
Кинематика материальной частицы, движущейся по конусной
поверхности под действием центробежной силы
Динамика элементарного объема жидкости, движущейся по
вращающейся конусной поверхности.
Компьютерное исследование математической модели процесса движения жидкости переменной вязкости в
поле действия центробежных сил.
Экспериментальное исследование конвективного
ТЕПЛООБМЕНА В УСЛОВИЯХ АКТИВНОЙ
ГИДРОДИНАМИКИ
Методика проведения исследований и обработки
экспериментальных данных.
Аналитическое исследование процесса конвективного
теплообмена в условиях вращения поверхности
теплопередачи
Взаимосвязь коэффициента теплоотдачи и физических параметров, характеризующих процесс конвективной
теплоотдачи
Разработка масштабного перехода от физической модели к
промышленному образцу
Исследование теплоотдачи от вращающегося конического
теплообменника к турбулентному потоку жидкости.
Определение режима движения жидкости по конической
поверхности вращения .
Синтез уравнения подобия для расчета коэффициента теплоотдачи
Разработка методики расчета и производственная
ПРОВЕРКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА ВЫПАРНОГО
АППАРАТА ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
Разработка конструкции выпарного
аппарата.
Разработка конструкции выпарного аппарата
Производственная апробация выпарного аппарата
центробежного типа.
Результаты производственных испытаний экспериментального образца центробежного выпарного аппарата.
Общие выводы и предложения
Литература


Проводимые мероприятия по охране окружающей среды также приводят к удорожанию водоснабжения -необходимо учитывать затраты на канализацию (сброс) загрязненных вод пропорционально количеству воды и степени ее загрязнения или строить (вводить в действие) установки для очистки сточных вод. Расход энергии и расход воды в отделке текстильных материалов тесно взаимосвязаны — чем выше удельный расход воды, тем выше удельный расход энергии. Поэтому мероприятия по уменьшению расхода воды проиводят к экономии энергии. В производственных расходах красильноотделочных цехов доля стоимости энергии составляет %, воды -5%, заработной платы -%, химических веществ и красителей — %, оборудования - %. В ближайшем будущем доля стоимости энергии и воды будет возрастать, причем все острее будет ощущаться их дефицит. Таким образом, становится все актуальнее проблема снижения расходов воды и энергии, и, следовательно, внедрения усовершенствованных технологий, оборудования, а также техники энергосбережения в отделочном производстве. Использование теплоты отработанных жидких технологических сред оказалось затруднительным в связи с низкой температурой сточных вод, что обуславливало использование рекуперативных теплообменников с большими габаритами и необходимостью аккумулирования регенерированной тепловой энергии в виде большого количества теплой воды, потребляемой далее на технологические нужды. Кроме того, степень повторного использования теплоты сточных вод с помощью обычных рекуперативных теплообменников очень невысока, т. Вода, используемая для охлаждения красильных аппаратов, не содержит загрязняющих веществ. Поэтому ее не следует выбрасывать. То же самое относится к малозагрязненным горячим промывным ваннам. Однако для сбора этой воды необходимо промывное оборудование оснастить дополнительными выводными штуцерами, проложить дополнительную канализационную линию и установить дополнительную емкость для сбора воды. На действующих текстильных предприятиях выполнить эти требования сложно ввиду необходимости перепланировки производственных площадей и перестановки оборудования. Особые затруднения с использованием теплоты сточных вод представляет их загрязненность химическими реагентами технологических растворов, представляющими собой агрессивные в химическом отношении среды. Данное обстоятельство диктует необходимость их очистки, что приводит к снижению их теплового потенциала. Фирмой Scholl (Швейцария) [] создана установка, на которой путем окисления озоном и флокуляции сточные воды красильного производства очищают до такого состояния, при котором их можно использовать для приготовления красильной ванны. Очистку сточных вод после расшлихтовки проводят С целью регенерации, дорогостоящей шлихты и уменьшения загрязнения сточных вод []. В последнее время создано оборудование для крашения текстильных материалов при малом модуле ванны [8]. Преимущества низкомодульного. При использовании ванн с малым модулем сокращается время наполнения аппарата водой, нагревания и слива ванны. Однако, уменьшение модуля ванны сопряжено с рядом трудностей технологического характера: возникает проблем. Эти проблемы могут быть частично решены путем разработки нового ассортимента текстильно-вспомогательных веществ. Однако уменьшение расхода воды и теплоты на весь процесс крашения находится в непрямой* зависимости от изменения модуля ванны. Так • например,-при переходе от модуля ванны :1 к модулю 5:1 при крашении хлопчатобумажного полотна активными красителями потребление воды снижается ке в 4, а в 2,5 раза [8]. Повторное использование теплоты красильных ванн осуществить на действующем предприятии довольно сложно, поскольку суть данного процесса заключается в необходимости прокладки дополнительных трубопроводов и в установке специальных резервуаров. При этом горячую красильную ванну сбрасывают из красильных аппаратов в теплоизолированный накопитель, прокачивают насосом через фильтр и теплообменник и выводят в бассейн для сточных вод. Чистую воду прокачивают насосом через теплообменник и в подогретом виде аккумулйрукгг в теплоизолированном резервуаре, откуда подают при необходимости в красильные аппараты.