ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы определения кинетических констант процесЗакономерности распределения по размерам гранул в безрецикловых процессах из "Обезвоживание растворов в кипящем слое" Коэффициент пропорциональности К в уравнении (62) может быть выбран произвольно и является, следовательно, известной заранее величиной, постоянной как в стационарном, так и в нестационарном процессах. [c.38] С точки зрения физических условий неравенство (70) означает, что количество твердого материала, подаваемого в слой с раствором и рециклом, должно быть достаточно, чтобы обеспечить рост всех частиц подаваемого рецикла N за порог сеперации а. [c.40] Таким образом, в итоге математического анализа стационарного процесса грануляции с селективной выгрузкой получены все необходимые для расчета характеристики процесса, а также определены условия существования стационарного состояния системы. [c.41] Рассмотрим теперь задачу получения готового продукта однородного гранулометрического состава, считая для упрощения, что в подаваемом рецикле нет частиц с размером, превышающим порог сепарации [ф(х)=0 для х а]. [c.41] Следовательно, для поддержания постоянного объема слоя в аппарате в этом случае необходимо увеличивать, кратность перегонки слоя через сепаратор К. [c.42] В предыдущем разделе было получено условие [неравенство (70) ], которое должно выполняться, если процесс обезвоживания растворов в аппарате с сепарирующей выгрузкой находится в стационарном состоянии. При этом встает вопрос, из какого начального состояния аппарат может выйти в стационарный режим работы, а также как поведет себя система, если неравенство (70) не будет выполнено. Эта задача классификации решений в зависимости от начальных условий и от значений внешних параметров не требует детального исследования процесса для всех моментов времени. Достаточно изучить асимптотическое поведение системы при - оо. [c.42] Суммируя полученные результаты, можно считать, что поведение системы при больших временах не зависит от начального состояния и определяется только.значением внешних параметров. Если значения этих параметров таковы, что выполняется неравенство (91), то l t) при t oo стремится к стационарному значению A, определяемому уравнением (71). При этом р х, - р (х) [см. формулу (65)]. [c.46] В предыдущей главе на основании простейшей модели, предполагавшей аналогию обезвоживания и грану ляции из растворов с кристаллизацией на затравке (т. е, наличие потока центров кристаллизации — рецикла — и потока выгружаемых гранул) и пропорциональность массовой скорости роста гранул их поверхности, была предложена математическая модель процесса, позволившая оценить его временную устойчивость и рассчитать динамику изменения гранулометрического состава. [c.47] Степень адекватности модели, а следовательно, и положенных в ее основу допущений, может быть, как обычно, проверена двояко — на основе интегральных характеристик, т. е. соответствия поведения гранулометрического состава слоя в реальном объекте, рассчитанному из математического описания, либо на основе анализа элементарных актов роста, которые подтвердят или опровергнут допущения о поверхностном росте в отсутствие внутренних источников гранулообразования. [c.47] Помимо этой исследовательской цели, важно установить пределы расчетной применимости результатов, описанных в гл. I, поскольку известен целый ряд процессов, например обезвоживания и грануляций (особенно в низкотемпературном режиме) либо чистой грануляции, а также коксования нефтяных остатков, нанесения покрытий на гранулы в технологии ядерногр горючего и т. д., которые действительно проводятся с вводом потока внешнего рецикла. [c.47] В данной главе на основе анализа литературных данных, а также исходя из исследований авторов рассмотрены основные закономерности кинетики роста гранул и некоторые особенности наблюдаемых кривых распределения по размерам, позволяющие сделать выводы о механизме безрецикловых процессов. [c.48] Экспериментальные подтверждения применимости выражения (105) для расчета скорости роста гранул при обезвоживании растворов в кипящем слое и применявшиеся для этой цели методики приведены ниже. [c.52] Важнейшим фактором, определяющим кинетику роста гранул, является, как уже отмечалось, характер взаимодействия между каплями раствора и частицами. [c.52] Впервые задача о таком взаимодействии ставилась в работе Я. Циборовского и А. Селецкого [40], изучавших процессы тепло- и массообмена при подаче воды в горячий кипящий слой. Слой диаметром 70 мм и высот той 100 мм, образованный керамическими зернами размерами 0,71 0,55 и 0,35 мм и песком 0,45 мм, продували воздухом при температуре 91 —162° С и орошали водой с подачей от 14 до 300 кг/(м -ч). Установлена предельная интенсивность орошения водой, определяемая агломерацией частиц и прекращением псевдоожижения. Аналогичные, но более детальные исследования проводили А. П. Баскаков и О. К. Витт [14, с. 20], а также Ванечек с сотр. [12, 41]. [c.52] Расчет по формуле (106) показал, что 60—70% тепла на испарение поступает, от нагретых гранул. [c.53] С целью получения более подробной информации о механизме роста гранулы авторы книги провели экспериментальное исследование взаимодействия одиночной нагретой гранулы с каплей. [c.53] Щербахой были поставлены специальные опыты. Для опытов использовали электропечь МА-Г/6Р с малым объемом нагреваемого пространства и регулируемым обогревом, позволяющим в широких пределах изменять температуру нагрева гранулы непрерывное измерение температуры гранулы осуществлялось с помощью медьконстантановой термопары, спай которой был введен в гранулу. Погрешность измерения температуры не превышала 2-3%. [c.56] Описываемый качественный анализ относился к испарению растекающейся капли воды. В этом случае очень затруднена визуализация пленки, ибо течет бесцветная жидкость, испаряющаяся без следа. Для того чтобы опыт был нагляднее и более соответствовал реальным процессам обезвоживания, целесообразно испарять раствор соли. Поэтому на лабораторной установке изучали закономерности процесса испарения капель 30%-ного раствора 2п504 на нагретой до различной температуры поверхности гранулы твердого сульфата цинка при изменяющемся соотношении размеров капли и гранулы. Исследование вели при температурах, применяемых на установках кипящего слоя при обезвоживании растворов цинкового купороса. [c.57] При проведении экспериментов использовали гранулы 2п504, полученные в реальном процессе на пилотной установке. В соответствии с интервалами размеров сит были выбраны три размера гранул диаметром 6 4 и 2,5 мм. Диаметр подаваемых капель раствора во всех опытах составлял 2,3 мм. Таким образом, хотя по условиям эксперимента не удавалось использовать гранулы диаметром меньше 2 мм, а также получать стабильные капли меньше 2,3 мм, соотношение капли и гранулы варьировалось от 1 1 до 1 3. Это позволило экстраполировать полученные закономерности и для более мелких размеров частиц и капель. Температуру гранул изменяли в опытах от 120 до 350° С, капли раствора 2п504 концентрацией 30% (по массе) подавали при комнатной температуре. [c.57] Типичный ход температурных кривых процессов испарения капель раствора на грануле диаметром 4 мм при различной первоначальной температуре гранул показан на рис. 9. [c.57] Вернуться к основной статье