Определение закономерностей обезвоживания в вакууме и разработка структуры автоматизированного оборудования

• Автор: Веселова, Екатерина Львовна
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление

Введение
Глава 1. Анализ методов и оборудования, использующихся для сушки органических веществ
1.1. Методы сушки. Преимущества и недостатки
1.2. Предпосылки создания технологии низкотемпературного
обезвоживания в вакууме
1.3. Цель и задачи работы
1.4. Заключение
Г лава 2. Физико-математическая модель процесса низкотемпературного обезвоживания в вакууме (НОВ)
2.1. Кинетика и динамика НОВ
2.2. Физические основы технологии НОВ
2.3. Заключение
Глава 3. Экспериментальные исследования физико-химических особенностей НОВ
3.1. Цель и задачи исследования
3.2. Экспериментальное оборудование и методика исследования
3.3. Выбор технологических режимов
3.4. Исследование показателей качества
3.4.1. Исследование состава выхлопных газов в процессе НОВ
3.4.2. Исследование конденсата, полученного в процессе обезвоживания
куриного помета
3.4.3. Исследование состава куриного помета после вакуумного
обезвоживания
3.5. Исследование областей возможного применения технологии НОВ
3.8. Заключение
Г лава 4. Оборудование НОВ для органических веществ большой влажности
4.1. Методика расчета основных конструктивных параметров
оборудования НОВ
4.2. Автоматизация оборудования НОВ
4.3. Структура установки НОВ для переработки птичьего помета
на удобрение
4.4. Конструкция установки НОВ для переработки птичьего помета и
перспективы -ее совершенствования
4.5. Заключение
Глава 5. Практическая целесообразность технологии и оборудования НОВ
5.1. Универсальность технологии НОВ
5.2. Эффективность технологии НОВ
5.3. Технико-экономическое обоснование реализации проекта,
основанного на технологии НОВ
5.4. Заключение
Общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Процессы обезвоживания органических веществ большой первоначальной влажности (до 98%) характерны для целого ряда отраслей. Отрасли, использующие в производстве большие объемы воды, получают отходы с влагосодержанием до 98%. В электронной промышленности это отходы “мокрой” технологии, процессов производства печатных плат, фотолитографии и т. д. Подобные отходы есть в отраслях химической, медицинской и других промышленностях. Особенно остро стоит проблема обезвоживания ( до стандартной влажности 14%) для производств с годовыми объемами продукции в миллионы тонн, например, пищевая, комбикормовая промышленности и, особенно, при переработке различных отходов, шламов сточных вод.
Осложнившаяся экологическая ситуация во всем мире требует более пристального внимания к процессам переработки и утилизации отходов, в том числе птичьего, свиного, коровьего помета, которые зачастую просто сбрасываются в окружающее пространство.
Общее количество-осадков сточных вод только по России к 2000 г. составит от 120 до 140 млн. тонн в год [52, 54, 76]. Количество отходов сельского хозяйства (помет птиц, свиней, крупного рогатого скота) - в 1,5 раза больше. Вокруг Москвы, в некоторых случаях практически в черте города, располагаются 32 птицефабрики с суточным выходом птичьего помета от 100 Т/ сутки. Сегодня эти отходы, как правило, не перерабатываются, а по мере накопления в помещениях для содержания животных и птицы вывозятся на поля, где и складируются на долгие годы. Вешние воды, осенняя распутица и просто дожди смывают их в ближайшие водоемы, заражая воду болезнетворными микроорганизмами. Эти воды, в конечном итоге, попадают в мировой океан, заражая флору и фауну. А ближайшие водоемы - это источники пресной воды, которую мы потребляем. Поэтому по вопросам экологии эта проблема выходит на международный уровень.
Проблема переработки птичьего помета для России имеет большое значение, т.к. только здесь были организованы гигантские фермы с суточным выходом помета у птицеферм - до 300 т/ сутки, а в свинофермах - до 2000 т/сутки. Особенно остро стоит проблема для ферм, находящихся в черте города [34]. Для птицеводческих и животноводческих хозяйств, “вросших” в населенные пункты, основными условиями приемлемости технологий переработки помета являются:

сти при давлении и температуре проведения про-
цесса, учитывающий в том числе и перенос тепла паром, Вт/мхград;
(VТ)гр -температурный градиент при рабочих температуре и давлении внутри обрабатываемого материала на границе с нагретой поверхностью, град/м;
с - теплоемкость обрабатываемого материала
при рабочих температуре и давлении, Дж/ кгхград;
р0 - плотность сухого вещества, кг/м3;
11, - отношение объема тела к его поверхности, м;
Т - температура, град;
т - время, с;
г - удельная теплота парообразования, Дж/кг;
] - интенсивность испарения, кг/м2с;
Ьс - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 хград;
Т„ - температура поверхности, град;
Т0 - температура среды, град;
11га - коэффициент массообмена, м/с;
Рп - давление пара у поверхности материала, Па;
Р0 - парциальное давление, Па;
Р0 - атмосферное давление, Па;
Р - общее давление парогазовой смеси, Па.
Теперь, зная какие потоки тепла сопровождают процесс НОВ, нужно определить массопоток пара, выделяющийся при обезвоживании.
Массообмен - процесс переноса некоторой компоненты смеси из области с высокой концентрации этой компоненты в область с меньшей концентрацией. Существует конвективный и диффузионный массообмен.
Диффузионный (молекулярный) массообмен происходит, главным образом, в результате молекулярного движения.
Конвективный массообмен включает перенос компоненты вследствие движения всей массы испаряемого исходного продукта.