Кинетические особенности физической активации цеолитов в процессе газодинамического диспергирования

Приведены результаты исследований физической активации естественных цеолитов — совмещенного процесса помола и сушки в газодинамическом дезинтеграторе. Разработана математическая модель процесса, основанного на допущении, что сушка благодаря совмещению с измельчением реализуется только в первом периоде (сушка с поверхности частиц). Разработана технологическая схема промышленного производства цеолитовой продукции производимой в широком ассортименте с использованием газодинамического дезинтегратора. adidas pas cher Природные цеолиты [Na(SiO2AlO6) . H2O] — неорганические катионообменники (радикалы — группа атомов, являющихся частью молекулы или образующая ион, способные замещать друг друга. К органическим катионообменникам относятся: природный торф, лигнин, казеин или синтетические фенолоформальдегидные и стирольные смолы. Лигнин — природный полимер, формирующий клеточные стенки растений. Играет роль инкрустирующего (украшающего, врезаемого в поверхность) вещества, скрепляющего волокна. Содержание лигнина в тканях растений зависит от их вида и степени одревеснения. В наибольшем количестве найден в древесине хвойных и лиственных пород. Для того, чтобы вещества могли вступать в реакцию друг с другом они должны быть активированы, т. е. приведены в реакционноспособное состояние. Энергия, необходимая для этого. называется энергией активации. Естественные цеолиты благодаря своим уникальным адсорбционным свойствам и сравнительно невысокой цене находят широкое применение в разнообразных областях промышленности [1,2]. Однако, довольно часто применению их в конкретной технологии предшествуют операции подготовки, включающие процессы классификации с выделением узких классов продукта и его активацию, которая может быть физической (сушение), химической (обработка растворами химических реагентов) или комбинированной. Энергосберегающая технология физической активации цеолитов реализуется в процессе их совместного измельчения и сушки, которые могут быть реализованы в различных технологических агрегатах, среди которых наиболее предпочтительными считаются мельницы самоизмельчения «Аэрофол», [3, 4] струйные мельницы и т. п. Кинетические аспекты указанных технологий рассмотрены ниже (в этом сообщении). Совместный процесс измельчения и сушки, реализуемые в одном аппарате, можно условно рассматривать как процесс идеального вытеснения (рис.1), необходимым условием реализации которого есть соблюдение условий неравенства: τ изм ≥ τсуш ( 1), где τ изм -время измельчения, соответствующеевремени пребывания материала в мельнице, до достижения его частицами требуемой крупности, с; τсуш — время сушки (с), необходимое для достижения заданного конечного влагосодержания материала (Wк). Большие скорости вращения барабана мельницы «Аэрофол», также каки скорости перемещения частиц в потоке газа, предопределяют взвешенное состояние основной массы материала, который измельчается. Поэтому принимается, что условия сушки отвечают условиям свободного обтекания частичек цеолита потоком сушильного агента. Совмещение процесса сушки и измельчения обусловливает беспрерывное раскрытие новых поверхностей, поэтому принимаем предположения о реализации процесса сушки только в первом периоде, то есть удаления влаги только из поверхности частичек. Принимаем также предположение о шарообразной форме измельчаемых частичек цеолита, сохраняемой на протяжении всего процесса измельчения. Такое состояние характерно для частичек материала, измельчаемых в мельницах самоизмельчения [5], а также отвечает практике анализа дисперсных сред, которые получаются в процессах дробления, измельчения или осаждения. Nike Air Max 91 При таких условиях количество частичек цеолита, которые находятся в мельнице в любой момент времени (N) и их суммарную поверхность (F) можно рассчитать из выражений: N = (2) F = Npd-2 = (3) где Gц — производительность мельницы, кг/с; rц — плотность цеолита, кг/м3; d — средний диаметр частички,м. Для дальнейшего анализа процесса необходимо установить закономерность изменения фракционного состава материала в мельнице в зависимости от времени его пребывания в аппарате. Такая зависимость устанавливалась экспериментально для процесса измельчения цеолитовой продукции на лабораторной установке с мельницей самоизмельчения «Аэрофол». Данные исследований, которые характеризуют фракционный состав материала в мельнице, которая работает в периодическом режиме, в разные периоды измельчения представлены на рис. 2. Для упрощения задачи заменяем анализ полей гистограмм распределения частичек цеолита анализом средних диаметров частичек этих полей. Данные расчетов средних диаметров частичек с помощью программы «Ехсеl-97» приведен на рис. 3 в виде зависимости: d=f(t), где t — время измельчения, с; Для аппроксимации зависимости =f(t), используем выражение, которые называют основным уравнением кинетики измельченя (t) = 0 exp(- at), (4) где 0 — начальный средний радиус частички, м; a — кинетический коэффициент измельчения, 1/с. chaussure nike pas cher Результаты аппроксимации приведены на рис. air max 90 homme 3. Для оценки значимости аппроксимации с помощью программы «Ехсеl-97» рассчитывали множественный коэффициент детерминации R3, значение которого составило 0,9977. Значимость этого коэффициента проверялась по F -критерию Фишера, расчетное значение которого (25593) значительно больше табличного для уровня значимости 1% (29,457 [6]). А это свидетельствует, что предложенная аппроксимация статистически значима. Эффективность сушки цеолитов в условиях реализации процесса совместного измельчения и сушки оценивали путем сравнения экспериментальных данных сушки цеолитов в «кипящем» слое, полученных на экспериментальной установке, с расчетными данными. Для расчета принимались идентичные режимные параметры, начальные параметры, а также одинаковый средний диаметр частичек цеолита, который сушился (в случае сушки в «кипящем» слое на протяжении процесса сушки он не изменялся). Данные сравнения, приведенные на рис. nike air presto nike air max 2018 4, дают возможность утверждать о более высокой эффективность процесса совместной сушки и измельчения. Для такого способа реализации процесса в связи с отсутствием второго периода сушки кинетическая зависимость прямолинейна. Таким образом, в результате проведенного анализа кинетики физической активации цеолитов в мельнице самоизмельчения «Аэрофол» разработана математическая модель, которая дает возможность рассчитывать минимальное время сушки для обеспечения конечного влагосодержания Wкв цеолите. В свою очередь время измельчения, на протяжении которого достигается средний диаметр частички цеолита к, рассчитывается из уравнения (4), преобразованного к виду: τ изм = Таким образом, на основе проведенных исследований установлено, что совмещение измельчения и сушки цеолитового сырья в одном аппарате является эффективным средством, которое дает возможность значительно интенсифицировать сушку. Появляется возможность реализовать сушку только в первом периоде. Разработанный математический аппарат дает возможность проводить расчет процесса. На основе данных исследований разработана технологическая схема производства цеолитовой продукции, которая приведена на рис. 5. Сырье из карьера размером до 750 мм самосвалами транспортируется в дробильный цех, где разгружается в приемочный бункер 1. С помощью пластинчатого питателя 2 исходный цеолит подается в щековую дробилку 4. Руда. ugg soldes после дробилки с средним диаметром меньшее 300 мм ленточным конвейером 5 подается в бункер 21, откуда поступает в загрузочную камеру 6 мельницы «Аэрофол» 8. Для приготовления сушильного агента в камере сгорания 7 сжигают природный газ. Измельченный продукт выносится газовоздушным потоком в сепаратор, где происходит разделение его на классы +1 мм и 1- 0 мм. Класс + 1 мм с помощью тарелочного питателя 17 поступает на двухситовый грохот. Полученные на грохоте классы направляются в соответствующие бункера, откуда готовая продукция упаковывается на упаковочных аппаратах 25 и поступает потребителям, класс + 5 мм элеватором 19 возвращается на дополнительное измельчение. Газовоздушная смесь с частицами крупностью 1-0 мм разделяется в циклонах 10 первой стадии. В них выделяется цеолит с крупностью частиц класса +0,1 мм. Дале продукт подают на первую контрольную классификацию в воздушно-циркуляционный сепаратор 20. Продукты + 1мм и -1 мм поступают в бункер готовой продукции 23. В сепаратор 22 поступает осадженная пыль из циклонов второй стадии 11 класса +0,03мм. ugg promo После сепарации готовый продукт классов 1-0,06 мм и -0,06 мм поступают в соответствующие бункера 23. На третьей стадии электрофильтр выделяет пыль класса — 40 мкм, получение пыли класса -0,05 мм возможно также в сепараторе 22. Для этого продукта предусмотрен соответствующий бункер с упаковочными машинами 24. basket nike tn Воздух после электрофільтру содержит не большее 3-5 мг/м3 пыли, что отвечает действующим санитарным нормам. Таким образом, предложенная технология дает возможность получать такие продукты как цеолитовая мука с крупностью частиц 1-0,063 мм (1-0,04 гг); классов: 5-2 мм; 2-1 мм; 0,063-0 мм; 0,040-0 мм, отвечающим требованиям потребителя). Этот спектр грануломерического состава способен удовлетворить потребности в цеолитах многих областей сельского хозяйства, промышленности, медичины. В случае необходимости эти продукты могут быть модифицированы. Для этого схема может быть дополнена необходимыми узлами. Рис. 1. Расчетная схема совместного измельчения и сушки в мельнице самоизмельчения «Аэрофол» (£, — затрата сушильного агента, н-м3/с; х$ — влагосодержание сушильного агента, кг пары/кг сухого газа; Сц — производительность мельницы относительно сухого цеолита, кн/с; \Уп, Ик — начальный и конечный во-логовміст цеолита. %; </п, </к — начальный и конечный средний диаметр частичек цеолита. Рис. 2. Распределение частиц цеолита во фракциях для разной продолжительности времени. ugg bottes Рис. 3. Зависимость среднего диаметра частичек цеолита, которые мелются в мельнице «Аерофол», от продолжительности мелення. Рис. 4. adidas superstar Сравнение экспериментальной кинетической кривой сушки цеолитов в «кипящем» слое с расчетными данными совместного измельчения и сушки цеолитов. Wн= 18,63%. / — экспериментальные данные сушения в «кипящем» пласте; 2 — расчетные данные. Рис. 5. Технологическая схема производства цеолітової продукции с использованием процесса совместного измельчения и сушки цеолитов в мельнице самоизмельчения «Аерофол»: 1 — приемочный бункер, 2, 26 — пластинчатый питатель, 3 — бункер, 4 — щоковая дробилка, 5 — ленточный конвейер, 6 — загрузочная камера, 7 — печка, 8 — мельница «Аэрофол», 9 — гравитационный сепаратор, 10 — бункер, 11 — батарейные циклоны, 12 — заслонка, 13 — электрофильтр, 14 — шибер, 15 — дымосос, 16 — труба, 17 — тарельчатый питатель, 18 — грохот вибрационный, 19 — элеватор, 21 — бункер, 20, 22 — воздушно-циркуляционный сепаратор, 23, 24 — бункера готового продукта, 25 — упаковочный аппарат. Литература

  1. Борисенко Т. Н. и др. Оптимизацич применения цеолита в производстве пивного сусла// Природные цеолитты в социальной сфере и охране окружыющей среды. Новосибирск:ВАСХНИЛ. Сиб. отделение.1990.С. 43-46.
  2. Использование цеолитов в синтезе полимерных композиций ….//Сообщения Республ. научно-практической конфер. «Исползование природных цеолитов Сокирныцького месторождения в народном хозяйстве». air max bw Виноградово: НИИТЭХИМ. 1991. С.56-57.
  3. Зозуля И.И., Ткачов В.В. и др. Измельчение природных цеолитов на мельницах сухого самоизмельчения типа «Аэрофол» // Химическая промышленность. 1991. № 6 С.13-17.
  4. Вайда М.С., Ларин В.А., Ткачов В.В. и др. Комплексная переработка цеолитового сырья // Химическ. пром-сть. 1992.

Добавить комментарий