автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Интенсификация техники химико-технологической обработки каппилярно-пористых тел на основе системного подхода

Харкшськнй держзшпш голпгга tsi'îitmi уашереггет

_ Па щ^с&л pvicomicy

РГБ ОД

г а н з

■snp :

Ярш Вадим Олскеигошп

■»- • • • • ••

11ггсчг«ф1!спцш техшки хюнко-технолотжп обробки катлярно-иоркстих iLi isa ociiobí системного годходу

05.17.08 - Гфоцееи ¡i arrapa ru xLwruoi технолог«

Автореферат дисертацй it. здобутшя паукового ступени кандидата „texnUmux наук

XлрKin - 1994

(Писсртахдаь и ру1;опас

.Робота ыконапа в УкраШськону державному хшхко-технодогходсиу угазсрскготх

Цзуковий кеохкшк доетор технхчз гс иаук.професор

ЗадорськиМ Вхльям Михайлович

. 0$1ц1Г»ц опомен'-'и:

1. Доктор величиях наук, поофесор Ткач Грлгорхй Анатолхйович

2, Кандидат техпхшах наук, доцая? Шчола Олег Иванович.. Прэихдка оргашзацгг. Науково-виробшхче об"сднания

"УкрЩ/Ш" м.Днхиродзержкнськ

Захист в1дбудеться: " ¿£ "-"У» '/¿-/,3 _ 1995 р. ка

заехдани! спецгш^эованр! вчеио* ради К 066.39.03 в Харк1вськоьу пол:техничному ушьареитетх /310002,м.Хармв,2, НСП, Бул.фрунэе,21/ 1

3 дисертац1ею момна ознайомтюя у б!бл1отоцх Харкхвського полхтемЦчного ушвеисигегу.

о ' .

Автореферат поз1слани(: " ¿¿_ " > и ¿¡Н Ч_ 1994 р.

Вчеяш секретер

спеи/ал* зоьако!! ьченоУ ради . ыименко Г.я»

ЗАГ.ит ХДРА1СГ5Р/.0Т:-Я^ РХОХП

Л.:тупгыП|СТЬ!_г-Р:1о,л'. Г' -Ч'вги мЬ^поиого чгсообагну ьчтко зпстосовуютьсл з прошслоис .'1 1 маоть поляне знгпгега»: в 11тй технолог!I тому, 'цо вони е осио--ки>.м для визкачних стадШ Сягатьох -.мробнаитв I з пи^чнгй м:рх рглкваать на якхап тс .. йисплуатоц1й]« характеристики г-ироЛшчо* лродукцгг.

Серрд них особисте Mic.ua асАаз м^фазкий перекос маек пористих матерхялях. ПаГ'бхяъч поеглрену.м процгесм масоперсаогу з капхлярпо-пориг.тих т/лох с пср<?.и!ионня рхддан П1д впливом кс;?л-лярних сил, т.б. кап^лярне насичувпння.

о

Капхлярно нясичувгчня е волЛйвшо» с?ад1ею Загзтьох вироб-ництв. Однак, не; излячтеь на ьеликий обсяг эроблен/.х дослхдтзкь, пей ггеоцес вивчечо 'зе далеко недостатньо х його мо-.кливостх зикорис-товуютЬся неповнхетю, а практика до оетаннього часу опиралась на явно застарШ предста.лення про механхзм та кгнеткку насичувакня пористих матер1алгв, засноваких на викорисанях у якостг кодслх пористого тхла су купно ст! парг?лольт?х проххднях кап1ляр1в, ш.о ив врачовувало ревпмюч добудсви ¡сапхяярно-пористах матзрхалхв /КИЛ/ й приводило до у.?руднеиия хнтснсирхкецх? й немокл<вост1 управления процесом.

У зв"язку з щм технолсг1'члв й апарат^гче оформления сих

процесх» такс, :.ю нона час,- негаг?зно впливяпть на еяологхчну

обстановку у иоху. «о зазедх, мхотх, регхонх. Це нов"язгно з г-и*,

що, г.о-перяе: викорчетоззнх у Сгегатьох вшадках при пхдгичзкких

томперэгурах насичувалыгх рхдип Дакг як: .сам'*йгговуг1лький пек,

креозот, кам"я;(свугхлым г\гола, розч^'н смол та хрешпйоргангки

та хн./, кантро.*еши й -сскотви; то-другэ: технологию недоел- .

с

гаеме noo6xir.Hr; заповяекня капхырхв за един цикл, ¡до зСхлызус ягльяхеть '••¡клдхп, трудомхсткхсть уа аиадливхетъ вкробюотва^

по-грете, гс/луочх умов»! працх сприкють вяиикненнв _:падкоь;'х хвороб у обслугозусчого персоналу.

Таким чином, актуальными е дослхдження, направлен?: на роз-робку прккцкяосо нових технхчних рхсень по реалхзацИ процесхв насхчуьаккя капхлярно-пористих маюрга^хв, дээволяючих 'пзко ¿йтлиги 1ктонскзк1сть та еколог1чнхсть хснуючих технологхЬ.

Метол цхет роботи е удоеконалеиш течя1ки Ьтрегнування

капхяяр'но-пористих тхл на основ! вккорксташш термоконд* ацхй -

них ефсктгв нз мпсрархвнх капхлпргв, обумовлеш.х конден дею

, в

перегрхто* паря, эаповэдоачо* :;ори до моменту контакту Ь.л з рх~ дкноа. Для дося?нення поставлено^ мети вирхпувались наступи! зав-дання:

- на основI системного пхдходу провести системний аналхз ¡снуших продесхв х апаратхв тмпретування КПМ;

- розробити та дослхдиги шмхи гпдвиздння 1нтонсивностх хХм1чно* та екологхчно)! техники, сходячи з аналхзу лш1туючих

■ стадхй аа з"явлень;

- результата доелгджень викориетати при розробц! дослхдно-проми словах установок /ДНУ/ Хмпрегнування ЮК;

- ызначити мошшвг перслек1'квнх направления пхдвищення ефек-тиеност1 промислового реакц1йного та масообмхнного сбла;;нення.

Методи доелхджень. Теоретичною та методолог!чнов основою дослхдкень послужили резробкн в!тчизняних та зарубташх вчених • в гелузх тепломасообмхнуАксельруда Г.А., Альттауллера М.А., Мухльонова 1.П., Рудобашта С.П. та хн. Застосгваномасовий метод вналкзу.

Наукова новизна .3 використаннг.м методолог!г системного пхд -ходу проведено оналхз гтроцес1в насичування кпгплярно-пористих матер1алхв. Систематизов^н1 вхдои! нрийсми пп^ис'лфхкацн у залехнгст! вхд лхмхтуючкх птгдIр. -., номхченх шиглльш перспективна

иляхцптдлищопи-.iii'ï'4iahi4<ocri щтпсу. Poapví.w.'C ярк'.-ъ'юъо ко*

«тй 3')ci(í прогопетия íipaUCCtB лапюуштг,, nacm«tns;;b' к.ч - "lúni дгфуч. fitioro нпшщпу ТУ*7 r>tjwmi y гтгллр^к тор;'.оконалим:ийк;;:д протесом. Ро»|Х1'5лша mn v. ;*"¡n мт-■.тч.'-./^сг!^"^.';':' пр:>-

цссу иясичув«ння t бпок-схсми ï ' p(-3j;r;ni.i,t'í. xíhctov •

лх особл!,постх теркоиотаенссц! ifeioï тохнолсгг* няг.«пуг,й:»»к. Одержан! porree iftni гплстаост: ^ограчувку часу поаюгг нзсу.'-'зйпнп xoiiiÄiipia и а елчу вал v;:;'; роячкне i tsi.y. vur.upccvp: ît отучена з.-'мгщеннгг по?гтрп у «гцйлщгк на юге; (i г ту :<:р>. Сд^тин^ регро-cíühí оплрлг.ност i рог:часу -:и!л îr.c-jrcr / гч-оово'. ф»зя

в структурi КПД m neporpiry nspy. Cro\,t,-:hí pcrp'îcii jii oqjictj'ocï'ï « розрпхуичу «inbKOCTi mHCCC-KOÏ рЯЧЗПИГЛ ГрЛ ИЧС.РЗТ'Чми волоки«c-тих мчторгалхв.

Ппэктй'ВЮ »¿пктегь. Рпгуяьтзтй досл?к*:сп% ..■■■'Гтосоое.н! при «WUJOÍRÍ on^mypKc-Tcxionoriworo оГюрмлг'-п-п ля nocíïя кат i лтрптор " cîifn кп?.-:,-лктивн/.ч р<з-

чорпн п НПО ПШ н.Спню-ПагсгК'рг 3 срепд-с. >н.: :ч>т.««я . елогжис-тчх м;г''::ргу;Пн ?• у ::■■)" . Poapo''^;iHÍ

t<vxhí4hí рг'-гнл пригнят! д.. >ггк п. .tí-t.w.

Дпса^пууя ро*о?п. Jchomú v ■ц-г. '¡т'л рсоотп ,г:/?дста2- • л<зн! на мгкчг^гоиному ^сг.'по.чу:',;,' л.'жч клмпл.г:- кого '.-'ор-дс-тшнА руди" у сскц1Г Tin:'-;:.": ■ч.-.урггл" •'•.*.Симлг~'. 1бтербург/, noBï--HoíwchÍ й обчЬ>кагчя£ '•' УДХТ.У.

1 Го ,\к;'гм;>"с г-'!ч го"<"!'1И ст ;/;„■•.■ ■} ; уfi/n к :;д! : Í ЯОИТИРЖ» pi? ?Н1!Я 3 рчтпду п"""

ZI'ILi^iQ'll;- bC/í 3 зетупу, 4

поздхлГв, л:г'л",';р!;нг. г»"'.-: чистить 83 ;г;йме-

нувэпн i ДЧРТГЛ т-> tîn< алсл;-:-:^" сгочсс; ;ia X3ô с?гт!к-

Kgx i й1стг.'-. *T'vpi-r:Oi' -. very, fî'fi'h tilt i T-ltertUv.

ь

осношиЛ з;.аст рсеоти

^

«ему Т'ОЗрШ. приведено лIтературний огляд х аш>к1з з

позицгй системного подходу хенуючлх те:«-. ^юг1чних процеегв на-скиування й в1до;лих прийоцхв 1х штенсиф1кацП. Запропонованх П-1ЧНЦЯПОЕО нов! шляхи реаяхзацх* процес1в наегч^вання на осяов1 кхлькхстног оц1нки р1вня 1ерарх12 й визначення фактору 1нтенсив-ностх. Лнаяхз показав, що поряд з традщ{йними шляхами чи-щешш гнтенкявноотх прцесу, аасновзним на дхфуз1й!?зму п;. ;ципу руку ртдинк у кап1лкрах, в якостх ведучо! тенденцП вид1.'.:;зтьсн використоння тер.'.окондечеацхйного процесу на мхкрорхв1а кашля-рхц у сполучйннх о десорбхцею 1нертчо1 газовой фаои. Однак у лЬ'сратур! нодостатньо уваги приделаться принцигтовому идргз-ненню термсконделсацхлного яасебу наенчуванмя вгд дкфузхШшх, а сама рхоним ихдяхом 1 стпдхпм промкання пронес!в. У зв"яз1у з чкм, практкчн! розрахункк не давали точник результат!в по ьизначению загальног довготршулоетх процесу А окромих його стадхй, к1лышсй внесено! речовини, глибини й рхвиокарюстх н роапо-дх/ення у структур! пористого мптергалу.

Другим роздхл их отить теоретична доглхдкення термокснденса-. цхйного способу несичування кап г лярнс-гго р.чешг штерхалхв. Шд час проведешндослгдкенвдапропонованиИ процас насичування буп роэби-тий на наступи! основн1 стад!!;

Дифузхя пари /газу/,у пори /КПМ/

Приймаемо модель одномхрноТ дифузП газу у пору КПМ

Рис.1. Модель кешлярно-порисгог) *атер!алу.

с - о, о, )

х - 0, ¿л?- 0; С 3 )

.* - 2 £ , {00 • (4)

Укова ( 2 ) означав, то почить заповноватися порожня порг5,<. умови( 3,4) - 1цо дифузхя пожнасться з даох боххв. П:д £ разуметь пи.довхину т!ла [, , помнс^ену на кое,$1ц1ент зпизисгсс-

т! пор К : п '

£ - А-1. ' (о)

У результат виргшення крайовсго зявдакня ( I ) - (4 ) з ви-

користанням методу роэподхлу перомхнних при допсмозх перетзорен-

ня Лапласа одержан-: залевдпсть для визяачення часу дифузП газу

у пори при одкомхрнгК ди'£улГХ: . \

1-1* ■ Се)

с 0,9025 Д "

Для облхку рпд I усу пор при утрудноному рединг руху доцхльно використаннл ефективного коефгцхвята дифуз!'.'- Дэ=/^* Д ) •

Гр«»лчах Я Ti04'»i «cosí умск<

/

при

1ГМ

при

Охолоджзння тгла

1

Í

\х

Bixíjxho зргвняння mosco бути представлена: •

Рис.2, модель насичувзного

dt~ Я J* ' ^ ' пористого матер1алу. и ^ ил

Початков: й граничив умови для зр1в !'.яня (9) ыокнэ представит у виглчдх: •

при t - О, Т=Т?; ( 8)

прк х = О, ТЛу, (9)

при х г£, Т-Т.

¿ - fio )

Гапроводтупчи вхдмжнх-ггь ыхж псчзтковога t кгкпевого температурами Tg-Tj-IV nepen.ie3i.ro умови (10 ) - С12) у випяд!: о

при при при

Ь - О,

х = О,

Т=0;

г=т0; т=т„;

(11)

(12) (13)

У такому вигледх заедания нхчим не вхдрхзняоться в?д вир1-шено! ранте для дифузг!. Тому можна зразу нагшсяти piиeкня:

ь -

е>

р

0.9025

Охолоджекня газу у порах.

(14)

Рис.3. Модель Д1лянки капхляру КШ.

Екхдне рхвняннг у 1дил1н).. ^йн1й сисгеы1 координат при осьоНй симетр11 завдгння таке:

дт ■ х д(гт)

дЬ ' дг*

Иочатковг та грашчн! умози можна эаписати так:

•(15)

при ь = 0, т=т2; (16)

при г = 0, /Т/< 00 ; (17)

при г = я , т=тх . (18)

У результат тршетя ирайово* эадачх (15) -(18) • одержано золелкхсть для визквчеиня часу охолодження газу у уКапхлярах:

I « 0,23

• ар

ае

(19)

Заповнення р1динок> пер. Для назначения часуА'.заповненкя капхлярхв р1 диною викорис-

г

товувався закон Пуазейля: ' •

Ж___Ряк

¿Ь 8 ^

Для Р,В. маемо заяежнхеть

PJ~ Рг ♦ Ро,- Р. - Р„.

(20)

(21)

Так не 3. * P, « A , r,j

O ?

- - . j. 0o -

í. y

Таким чине.": чче afíic .¡семя Kc:ii;;npiti :-л»гночазтьел ;»яступ-ною залеч:чгстк:

L (Р.-Я) С ;

ОстаточниЯ час няслчування влзиачаеться сумов часхв заиа-них формулами ( C>),(l4),(19),(23). 3* -kíotoctí (б),(14),(IQjcTpu-мзнх вперше i не мають анБяхтнччл>с аналог*:?. Ззлеянгсть (24 } вмпедена на основ! закону Пуазейля, отримэна, наприклэд Аксель-РУДОМ.

У .треуьсиу" воздхлх приводен! результат« дослхдкень кхнетики процесу замещения 1нертно1 газово! фази у капхлярно-1юр'лст1й структур! матар1алхв на перэгр!ту пару.

г

Залетнхсть «асу ровного заихцення хнертно* газово! фази L вхд температуря дифундуючого газу Tri, витрати газу Gp i дхаметру пор ¿/л дом!д«узалась по ruw.y повного факторного експеримзнту тлпу 23. При переведекнх ка натуральих значзкня фзкторхв одержана регоесхйна залежхсть для розрэхуику часу попного замгшення тертноГ газовой фази Т

t * 2M7,0Ä-Trf°<8I7£n " (24) '

адекватно опигуюча ек.спег тменталы« роэ>.. ¿тагл у 1ктервал1

вар'Чрування параметр!в: • " '

о п -4 -4 '> ,

Тп = 105 - 140 С, ß„ = 1,03-10 - 2,43-10 м /с,

Дк - 5-I0""6 - 140-10"'м

На рис.4 приведен! зах^тасстх ступени замещения хнертно? газовых фази ^ .зизнэченоУ:

--

В1Д часу у пр'л влр"1рувпнн! факторов зггдно плану екепе

рк:-1?!1ту. 1нтерзалй ьзр'Чрувашш факторов вкзначалися, виходячи з ДЗГ11.Х попереднхх ехсперимонтхв.

ЛМ-Х1—'12^—А' г^, Вплив темпоратури

1ари на кхнетику терме— ковденсацгйиого насичу-вачня тит шу показано

г-

на рис.5.

з ': "

Залэжшсть г, ...унд-ноТ витрати пари, вгдне-сеного до об"ему пор, йд чаг;у повного замещения повхтря у капхля-рах КПМ приведена на рис.б.

Перевхрка схгднос-тх роз'.к.хунковпх та експерименталышх величин на дифузП пари у

ГГ. С*

. ¿5 ■ Ю

Рис.4. Кхнетнка замхщеннл певхгря

у порах на пару. 0-1. 0-2, Д- 3, ''7-4, ©-5, О-6, 7, V- 8 .

1+8 померк експериментгв.

пори матерголу дозволгла визначиги ковфхцхелт згхдностх:

К,

ср.

= 1,83

(25)

то дас Ыожлив1сть практичного використання як теоретичних, так I емпхричних залежностей, #

Процес насичування пор'КПМ в, умовах конденсацх? перегрхтих водлних пар1в е другчм етаком термоконденсацхйно! технолог!! насичування, рключаичи до себе наступи! стадх!:

- схолодзгення мл торга лу;

- охолодта. ш I когдеисацхк газу /пари/;

- зсповкення рхдкною пор кстср4алу.

Довготрииалхсгь пивного насичення визна'чаетьсм; як сума с!в складамчих стад!й про где су.

/Я

Зг,ле*н1сть часу повного насичення капхляргв насичувальнога рхдкною в^ сгппаишошення повхтря-пара,

визначеного часом t витри-

<5

чапня зразкэ, у паровому по-

'¿о "Уг'С52 тсцг 1 температури паропо-Рис.5. Валив температуря пари вЬр(ШоГ суиЫ Тп . Дссл1д_

на иЬштипу термоконденсац!«- ^^ проводилися для рЬшх

ного насичупання пористого титану вод но.

А - I - 105°С; V- 2 - И0°С; □ - 3 -120°С;

Р - 4 -130°С; Но 5 -140°С; О - 6 -150°С; <4;- 7 -160°С.

вид:в капхлярно-пористих ма-•герхалхв /пористий тхтан, порястий^фторопласт, носхг патэлгзатору /. .

На рис.7,8,9 приведен! залгтаостх змхни мэси зразку

1-5-7 - номера експеримент1в.

\пг ,%/ вхд чзсу уТ"' при вар"1руванн1 фахторхв згХдно плану сперимэнту.

П1сля перев1рки вхдтворявання й визначення р1вня зп-»чност! ли випначеих коефиизнти регрзсП та одержанг наступиI р1в-. ння:

пористий тхтан

7

4,0337-10 • Та

-1,65

пористий фторопласт То - 1,318-Ю7 •

/V *

нос.^й катдлхзэторуг

^ 7

¿, = 1,066-10

Тп

■1,42

/ й

Тп-0,875. !

-0,372 • 0,34? -0,33

(27) (2в;

SO /03

Рис.6. Залекнтсть зитрати пари в:днесенох до об"ему пор, хлд часу поеного замещения повхтр;; у капхлг.рах КШ.

О - Ci, =5 -I0"6r.» д - dn =140 • 10-6и' при Тп=Г05иС □ - CÍn * Ь-10"6ы при Тп=140°С V - ci„ = I40-I0"6M.

ti

's

ß

3

/

(Â

л/ м 'a-i

--i>—~ka—"1

/í / Л

Ml

Щ

!У

/Г

лгп, % : 46

50 27

tô Q

~0 ~£i) Д- I. О-?-. О"3- V -4 í,2,3,4 - номери експзриментхв. Рис.7. Мнотикг тормоковденса-nifíHoro нпеичупання титану кодою.

При otcTaBJienai loo-

рахункових величин часу

повного наси«ення юр

Tcpiojiy К ркспоримонталь-

них одержана задовхпьна

еххднхеть регультатхп, цо

дае можли«ь:ть практичногч i

зр.стосування оперта ; за-

э

леэшостей -j розраху. ,/х Н£ сичувального обладнеиня при терчоконденсацхйному насичуиагнх.

\ttJr. /ОТ

У"

f{J go ЗР 40 Sü Ófl fñ О-I. V -2, О-З, Д-4 1,2.3,4 - номера експерииен-на

рис.б. kíhothj;ü tüp:.:ok0h,a0j;-с нпекчупошя фтора-

'ПЯЛ'",' -Г.ДОкт.

Л/П>/ ! 40

5П

£о /о

/£> ¿¡[7

4 О 00

Ф-

Рис.9. Кгнетиха термокоиденеацгйного насичувагня носхя катализатора ДЙ^рО / содою.

} V - I, П- 2, Л- 3, О- 4 1,2,3,4 - кокер;-; експер!»:еят1я.

У четвертое/ рчздШ рооглгу^я'ься перспектива використания розреблеио! тй[ .щ.чсвденсзц^ио!' технолог!" для изеичухииш капхлярко-порчетк х ш?ер1ал1в рЬно! природа!. Проведет» доед!;;-жечня по штенз^фгкацП продав» наемчуьаннд дересига.

Заеданиям дс: о.'& досяхдтатя було зб1льыг1-:и:1 глибжи. нас.;-чування пру! зберзяяшх норм поглкнавня антисептика деревиною, установления для способу о^етеного погликакия.

Досяхдткен:!?! проведглгея по Ткхсрецьяому доел сшо.чу ппало-насичувалыгсму за-лодх.

Одгржанз наступив результата: заболонь согносих лхссмата-рхшпв наелчена поггистю I по отолемхЯ пропилами ядров!й дереви-нх до 10 км, глибкиа насичувйннл'ялинкошх, шхтояих, лиетяних лхсо.мтер'галхз по ааболонх до 10 мм, я по огояенхй пропилами ядрогпй деревин! до 7 мм. Загл ю порля'П.иэт антисептика ЗОкг/м0,

Результата досдхджень показали, що проведения пронесу наси-чувэкня дерешши по троп^нованому способу о бум о плав нзйб!лш глибоке й рхиномхр;'/:; нронизиння антисептику у структуру Я н4сие-вг Д5'{лчти ими з коеф1ц1ентои збхльшення глибипи нвеичувнпнд

при деякому з^еняснхи г/л трат и актисеитика /з роз{ ";уи-ку и; I м3/ й скорочепн! часу витри.чаннгс л^.оматорхалхв шг тискам антисептика на Ь02, цхдсу.'асть п1рол1зу дсревинн внасл1-док проведения процесу при бхльц низькик темп«. »турах мирен«-' ту, а такс« до онзчного зменшення кхлькостх кар! в антисегтнка при вивантаясенн!- й осткгаши насичених л:соматер!ал1в.на вхдкри- иг т!й мхецевостх, що й буде з"яалятися фактором п1двш;ещи <зколог!ч-ност1 виробнкитвз й полхпиання умов гсрац! обслуговуючого персоналу.

Проведен! дослхдкення з хнтенсиф1кац!1 процесу насичуванчк носПв катал1затор!в розчшаш со л! каталхтично активних речовин /КАР/.

На основ! скспериментальних дослхдкень була роэроблена гнучка технояогхчка схема установки насичування носх!в каталх-зотор1в, проекта м1цн!сть яко* создав 60,4 т/рхк насичуваних блочно-сотових носПв. метод виробництва перходичний.

Технолог1чна схема установки представлена на рис.10.

Посл!довн!сть операций прл Н'слтоуванн! Hcr.it в каталхзатор1в виглядае таким чином:

- загрузка нас/.чузального апар&ту 3 касетою з кос!ями;

- прогрхз носхгв повх-грям, пхдхгрхтим у калор1ферх II. Очистка нсвхтря В1Д забруднень здхйснюеться у адсорбер! 7;

- обробка нос1Гв перегрхгою парою, перегрхвавмою у паро-черогрхгттелх 6;

- насичування нос!1в иасичувальним роэчином.якчй псдаеться з апарату щмготувзння насичувального роэчину 1,циркул»ючим по

иаступихй схем!: по досягнехш верхнього рхвня у насучуБальному апаратг 3 розчин поступае у нутч-фхльтр 4, далх у зб1рник насичувального рсзчину 5, вхдкхля поршневим насосом 1г. подаеться у епарат приготовления розчину I.

fell

ФМ

Í V

о

ьч »

О <£

Алгоритм розраяунку ароцесу тогаюковден«щШно«о шсичуюк'и лор; стих глатср1йл1г

X i

Ркс.П

Визначенн.т основних параметр!в процесу проводилось на осно-эт розробльного алгоритму розряхунку провесу термоконденсацхй-хого насичування пористих матер1алхв /рис.II/.

Споохб термо :онденсз'ц1йного насичування волокштхв суспен-латексу апфобгрувався на прикладг насичування соосхтки »арок ПСХ,"Азов-58-П", а також склотканини марки Э-180.

Заеданиям даного дослгдяення 5уло одержання смпхричнпх за-гежностей, дозполяючих точно розраховувати халыасть наносим:I зечовнни у залежностх в!д основиих параметров процесу: Х^ - тем-юрэтурэ паря, .V, - час пароЕоГ обробки'г Х^ - час насичування.

Шелл переварки вгдтворювання, визначення коефхцхентхв рег-зес^ й оцгнки ?х значностг були одеряанг лшхйнх р1вняння рег-)есП для рхзних видхв склос1тки 1 склотканини:

Склос1тка "Азов-58-П" ' = -0,51104+7.26 Ю"3 Хг^,54 Ю"4 Х2+1,33 Ю"3}^ 29

Склоста "ПСХ"

' = -0,128+3,65 Ю"3Х1+г,373 10-3Х2+1,623 Ю~3Х3 30

Склотканина "Е-180" = -0,258+4,466 Ю"3Х1+7,143 Ю"3Х2-2,£85 Ю^Х, 31

0держан1 р1влякня адекватно описують результата окггпери-енту, умова адекнатностх перевгрялася по кр1терхю Фхшера э овхрною хмов1рн1стю Р =0,95",

Задов1льна сходим!сть р озрахунков.чх величин й одерианих ' кспериментальних даних свмлать ■ за коректнхсть одержаних . хвнянь регресх! й моюшвост1 Гх практичного застосування.

Принципова ,технологхчна схема пропоновано! технологи на-ичуваиня представлена на рис.12.

1С

Рис. 12.Принципова техно.- гхч-

на схема пролоноьано! л">нх!

насичування: т - барабан з

насичувальн-* 'матер1алом;

2 - касичув*, ьна камера; 3 -

нагрхвник; 4 - емкхстъ э

насичувальним розчином; 5 -

валки; 6 - холодильник; 7 -

в хдг.икн1 валки; 8 - сушил ьна камера; 9 - (ярабаи э готовив

продуктом; 10 - Л1н1я подачх

пари; II - лхшя стравлюв<нн!

ПОВХТрЯ. 1

Яослхдовнхсть операцхй у даному вяпадку наступна:

- через люк у камер! 2 на барабан I встановлгеться насичу-вальний матерхал;

- камера 2 герметлзуеться П прогрхвсоться;

- при Е1дкритому вентилх на л1нп II через парову лхнхю 10 у камеру 2 поступав перегр1та пара з температур » 1Ю-120°С;

- закриваються вентилх на лЫхях 10 х II;

- Емянаеться нагрХвнии 3 4 холодильник 6;

- вмиклготься приводи на валках 1,5,7,9;

- подчеться обхгрхв на сушильну камеру 8;

- п1сля завершения циклу втдмикаеться нагрхвник 3, сгравлюеться пара через л1н!ю II, вхдкриваеться люк кзмери 2 I процео повторюеться.

Герметичность у камер! 2 при рус1 склотканини утворкхзться за рахуяок гхдрозаг вору, утвореногс м.хж камерою 2 I омкхстю 4 при заповненнх останньо! насичувальним складом. Висота запов-нення к- /рис.12/ визначае рГвень надмхрного тис к; у камерх 2.

Б.шористашш пропоновано! технологично! схеми припускав збхльшеннг швндкост! процесу у 1,6-2,0 рази при можливосгх зб!льшоння кХлькосг1 наносимой речовини па 60-80^.

Пр->ведене техн1ко-економЬше обпунтування дозволило рекоменчувати розробку до спровадженш.

0СН0Ш1 ШСУОШ

1. 3 позицх! системного подходу проведено аналхз хснуючих процесхв насичування кап-лярно-порнстих матерхалхв. Системаг,изо-вак1 в1домх прийоки хнтенсифхкацх? у залетлостх вхд л1м1туючо!

стадIУ Й намхчлл найбхлыл перопекгиши гляхи пхдвтцення 1нтенсив-ностт процесу.

2. Розробл люпричципоро копий сп ост б проведения процес!в . ( насичуванШ', заиюваиий ггп смхнх дифуз!Иного принципу руху р1ди-

ни у кшплярах термоконденсац1йним процесом.

3. Розроблена ма-ема'.'ична модель термоконденсацЫного про-

цесу насичувйння х блок-схема II рсалхэацх!, використана для !

визначення довготривалос« окрсмих стадхй х всього процесу уцх- ' ! аому. Проведена дискримхнацхя розроСлено! математично! моделх ' | процесу, що дозволило узгсщити розрахункаах й експеримектальнх ;

ве шчини I р^комендувати одержан! зплежностх для прзктичного застссуваншг. |

4. Доелхдженх кхнетичнх особливостх термоконденсацхйно! ! гетнохзгН насичування. Огркман! регресгйя: галежностх часу | товного насичення к па I л яр ¡.а насичувального рхдиноп вхд температуря пари 1 ступени зам!и;ення пов!тря у кашлярах на пару, ви- '; значено! ч^со'-'ларово! обробки нэсичувального материалу. Отрима- ! и регресхйш залекчостх часу зямхцення хнертно! газово! фази } > структур! КПМ на перегрхту • пару.

5. Експеримснтально дослхдяена й пхдтвердчена перспектип- : гёзть використаннп териоконденсгщхйно! технолог!! насичування, яка '

ÏO '

дозволяя глюсита зодану кхлъкхсть рхдчн'л на задан;/ гякбину при pii».-.cwip:iOMy розпадЪшннх остШть-Л у структур! порпстог :■ матсрхллу. Отриман! perpociîta*. замtuioctí розраху: чу кглькссгх поглхнонэ! сечовини при насичуванп! волокнисто: «» 'cpiasin.

6. Розроблеяа методика i алгоритм ро?рахун:с\ термокондснса-цхйного яроцссу пасичування.

7. Результата досл!дяень лоидэден! в основу розробки апяра-турно-технелогхчкого оформления проиесу насячутнин nocíÏи кп~ таяхзатсрхи, о тахож рхзних волокниста»: гатерхэлхв /склосхтка, склотканика/.

8. Зиконано тсхнхко-економхчне обгрунтовання вгхлення ново! технолог:" на прикладi наекчування волокнистых мчтер1алхь /склосхтка, склотканина/.

УМ0ЭД1 ПОЗ'ШТШ

tú - концентрация пар", /газу/,?-;Í - час,с: У - присто-

рова координата; Z - харпктерний pos:.iip -Лло,м; fi - ltfic^ini-

Ут

gut дифузп ,м '/с; (£ - коефхцтент Tcnnonroniiuiocri,---'—;

r.r-, 'í'ÍT

Со - тс-плоемН1сть при пост i Иному таску. —; Р - галь-йсть,

_ кг- п •■>

Кг/î.f ; Уф. , Рг_ ,Ра,Рк. - ТИСК, ВХДПОЕХДНЗ, pj'XOB'.lR, гхдростяткч-ний, г'тмосфсрнкП». язпыярмП.По; P« - парцхальний тиок пари,Па;

.у- - ефективний радд-.'с пор.м; Г - полярно координата ; /72л- , , '77* - рлдпсвтпнс початковч, г.оточнп ii KÍHi'-звз мэон КП1..,кг; Vacf-- об"ел nor, ыа; - об"ем рх-ггору.ь:3; Vv - ofi'et КПМ,и3; ■ £. ~ Hopi'.cTîc.4»,f'3/i:3; Л - концс-нтр-'цхя нагг/'упалъ-НОГС Г»03ЧИ!Гу, г/л V la - ЧНС HapOBOÏ OÓpOw',1, с; I „рс*А - час прогрхву,с; 'Та г. - «ас охол.дкення матертплу/ - час охолсдаення г.чау,с; itл - яг лорнгннк пор,с; Te&t ~ ляглль ни Л час нэскчува.гшис.

ZI

основк.й SMicT роботи вдогошш у нлсг/лних Г1лш:;л[1тя;(

1. Задорский В.',!., Яриз В.А. Экологизация ц интенсификация процессов пропитки капиллярно-пористых тел//Экотехнологии и ресурсосбережение /1994, № 4.

2. Задорский В.М., Яриз В.А., Петренко Ю.В., Eropos G.B. Способ обработки древесины. Решение с выдаче патента от 29.10.92 по заявке !f> 5027236/05.

3, Технологическое иапларатурное оформление процессов прог.итки капилл/:рно-пористшс материалов /Задорский В..М., Яриз В.А.// Деп. d ГИТБ Украины № 383-УК-94 от 22.02.94.

4, Интенсивность процессо^пропитки капиллярно-пористых тел и их интенсификация /Задорский В.П., Яриз В.А.// Дэп. в ГИТБ

У крага :ы № 384-У1С-94 от 22.02.94.

б. Задорский В.М., Яриз В.А. Интенсификация процесса пропитки пористых материалов //Тез. докл. I меядунар. симпозиума "Проблемы комплексного использования руд"/ С.Петербург, 1994.

* * v

ч

{

REZLYS ;

'Uc-lz V. A. Teehnik Intensification of Chemical Technol og'cal Tr<«3tr«>nt of Capillaryporous Eodis on the Basis of Sjsloa; Abroach.Dissertation is nominated for scientific ciofcree of cc-'idicfet* or technical sclncor- on speciality oci. iv.Oc-. prczissMS arn"! apparatuses of chemical tichrwJ^gv. Khrkov polltechnic institute. Kharkov. 1994.

4 Slentific works and 1 patent of R.F. are t. ¿fended the containing theoretical investigations of processes impregnation porous materials dif- ferent natur? also results of experimental investigations perspective impregnation process bas^d on the use of ter;«ocondensatlve effects on the nicroleve?. of capillaries Established that use tenuoccndensation technology alios to introduce giv&n -quantity of liquid In given dap with uniform distribution of one In structure of porous material. Reults of investigations are - supposed to base principle of apparaturs technological design of processes of impregnation cau-lllysls car-lores and different fibrous materials ( glassnet. , gls-ssoloth). Results of car-rid out investí- gatIon are passed for Introduction on Berdyansk plant "Steklovolokno".

Аннотация

яриз В.А. Интенсификация техники хишко-технологической обработки капиллярно-пористых тел на основе системного подхода. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по с ;еш-альности 05. 17 . 08 - процессы и агпарнты химической технологии. Харьковский политехнический институт. Харьков. 1994г.'

Защищается 4 научных работы и 1 положительное решение о выдаче патента Р.Ф., которые содержат теоретические исследования процес-совлропитки пористых материалов различной природы, а также результаты экспериментальных исследований перспективного процесса пропитки, основанного на использовании термоконденсационных зффэктов - на макроуровне. капилляров. Установлено, что ксиользогание термо-конден ацноннок технологии позволяет вносить заданное количество жидкости на заданную глубину при равномерном распределен га последней в структуре пористого материала. Результату исследований положены в основу аппаратурно-технологического оформления процессов пропитки носителей катализаторов, а также различных волокнистых материалов, Результаты 1.уоводенных исследований приняты к внедрена» на Бердянском заводе ••стекловолокно". .

Кличор.1 слова : насичування. 1ктес1ф1кащя. кашляр. теглоконден-еац'йний ефект.