автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разработка технологии выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты и методики расчета выпарного аппарата

На правах рукописи

Могилевский Фёдор Евгеньевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПАРИВАНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ВЫПАРНОГО АППАРАТА

05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

003465220

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный университет инженерной экологии

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Шаталов Александр Леонидович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кавецкий Георгий Дмитриевич

доктор технических наук, профессор Холпанов Леонид Петрович

Ведущая организация

ОАО «РЕАТЕКС», г. Москва

Защита состоится 16 апреля 2009г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д.212.145.01 в Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, г. Москва, улица Старая Басманная, дом 21/4, аудитория имени Л.А. Кастандова (Л-207).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУИЭ.

Автореферат разослан 16 марта 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

Трифонов С.А.

Общая характеристика работы Актуальпость работы

Фосфорная кислота широко используется в различных областях промышленности: в производстве пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, безалкогольных напитков (как заменитель лимонной кислоты), биотехнологической промышленности (заменитель дрожжей). Для перечисленных и некоторых других задач требуется концентрированная фосфорная кислота (75 % Р20} и выше) не содержащая примесей, т.е. класса ХЧ или ЧДА.

Фосфорная кислота, выпускаемая промышленностью (получаемая экстракционным способом), после очистки от примесей имеет низкую концентрацию и для дальнейшего применения должна быть концентрирована до 75 % РэСЬ и выше. Традиционно концентрирование фосфорной кислоты производят выпариванием в аппаратах с кондуктивньш энергоподводом (через греющую стенку), либо с помощью топочных газов. Редко используют нагрев электрическим током с применением электродов. Перечисленные методы давно известны и хорошо изучены. Общим их недостатком является, сравнительно, невысокий коэффициент теплопередачи (значительно меньший, чем возможен при СВЧ нагреве), а так же, прямой контакт упариваемой кислоты с греющей стенкой теплообменника приводит к загрязнению кислоты.

В настоящей работе применен бесконтактный метод энергоподвода — подвод энергии осуществляется посредством электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ). Электромагнитное поле проникает в нагреваемую среду и в ней поглощаясь, нагревает её. При этом контакт кислоты осуществляется с кислотостойкой стенкой (кварц, радиопрозрачная керамика).

Темой работы является создание новой высокопроизводительной энергосберегающей технологии выпаривания ортофосфорной кислоты, а так же оборудования, на котором эта технология реализуется.

Объект исследования

Исследуется процесс выпаривания фосфорной кислоты до метафосфор-ной. Нагрев осуществляется энергией электромагнитного поля СВЧ. Оцениваются возможности такого процесса и его эффективность. Определяются параметры фосфорной кислоты, как объекта СВЧ нагрева, т.е. находятся электрофизические характеристики раствора фосфорной кислоты, в частности вычисляется величина фактора диэлектрических потерь и зависимость его от температуры и концентрации, что необходимо для разработки технологии выпаривания и конструкции выпарного аппарата.

Исследуется метод расчета распределения электромагнитного поля в рабочих объемах СВЧ нагревательных устройств. Применен лучевой метод определения структуры поля.

Цель работы

Основной целью работы является интенсификация процесса выпаривания чистой фосфорной кислоты до метафосфорной, концентрация которой доводится 75 % и выше по содержанию Р205.

Задачи работы

Первой задачей работы является экспериментальное исследование процесса выпаривания ортофосфорной кислоты с СВЧ нагревом, и получение данных, которые позволят судить о возможности такого процесса и степени его эффективности. Для разработки технологии выпаривания необходимо получить параметры процесса выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля и оптимальные для него технологические режимы. Кроме этого, необходимо разработать метод расчета рабочего объема выпарного аппарата и определить конструктивные параметры промышленного аппарата и его конструкцию.

Методы исследования

Разработка технологии процесса выпаривания при СВЧ нагреве и определение параметров этого процесса проводились экспериментально на специально построенной для этого экспериментальной установке.

Расчет структуры электромагнитного поля в рабочей камере и расчет конструкции выпарного аппарата на основе полученных расчетных данных проведены методами математического моделирования. Для расчета поля создана специальная программа расчета.

Кроме того, проводилась компьютерная обработка результатов экспериментальных исследований и расчет, на их основе, физических величин, определяющих процесс нагрева энергией электромагнитного поля СВЧ.

Научная новизна

1. Экспериментально доказана эффективность применения СВЧ энергии для концентрирования особо чистой экстракционной фосфорной кислоты методом ее выпаривания до концентрации метафосфорной.

2. Получены технологические параметры такого процесса. При экспериментальном исследовании процесса нагрева и выпаривания определены электрофизические характеристики раствора фосфорной кислоты в СВЧ диапазоне (диэлектрическая проницаемость и фактор потерь на частоте 2,45 ГГц) и получены режимные параметры промышленного процесса выпаривания ЭФК.

3. Усовершенствован метод расчета структуры электрического поля в объеме взаимодействия электромагнитного поля с нагреваемой средой. На основе представления СВЧ поля набором лучей, разработан численный метод определения структуры поля в рабочих объемах выпарных аппаратов. Создана компьютерная программа для расчета электромагнитного поля в заданной геометрии рабочего объема и поля тепловыделения в на-

греваемой среде, размещенной в рабочем объеме выпарного аппарата. Предложенный ранее, лучевой метод расчета волновой структуры электромагнитного поля, в этой работе впервые усовершенствован до трехмерной реализации и применен для расчета инженерных конструкций.

Практическая значимость

1. Разработан процесс выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля СВЧ, пригодный для использования в промышленности.

2. Предложен компьютерный метод расчета рабочих объемов аппаратов, применяющих энергию поля СВЧ.

3. Разработан инженерный метод расчета технологических режимов процесса выпаривания фосфорной кислоты и конструктивных характеристик промышленного выпарного аппарата.

4. Предаожены конструкции промышленного аппарата для выпаривания фосфорной кислоты электромагнитным полем СВЧ.

5. Предложенный метод выпаривания может быть использован при обработке широкого класса других агрессивных, химически чистых жидких сред.

Научные публикации

По теме диссертации опубликовано 4 работы. Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и приложения общим объемом 135 страниц. Работа изложена на 126 страницах основного текста и содержит 48 рисунков. Список литературы состоит из 35 наименований.

Общее содержание работы

Введение

В процессе получения чистой фосфорной кислоты обычно требуется, уже очищенную кислоту концентрировать до 75 % Р7О5 и более высоких концентраций. Концентрирование проводят методом выпаривания. Те методы выпаривания, которые используются традиционно, т.е. основанные на кондуктивном (контактном) энергоподводе, обладают невысокими значениями коэффициентов теплопередачи, а так же, в той или иной мере, загрязняют кислоту. Поэтому актуальной является разработка технологии выпаривания с более интенсивным энергоподводом для нагрева и, одновременно, принципиально не вносящим загрязнений в упариваемую кислоту. Таким способом энергоподвода и является нагрев энергией электромагнитного поля, в частности, СВЧ диапазона.

В первой главе рассмотрены современные методы получения фосфорной кислоты. Представлен критический обзор методов концентрирования фосфорной кислоты до метафосфорной кислоты упариванием.

Получение чистых фосфорных кислот отличается такими особенностями:

• Высокая стоимость получения кислоты классов Ч и ЧДА термическим методом приводит к сокращению производства кислоты данным методом и использование более дешевого экстракционного;

• Фосфорная кислота, полученная экстракционным способом, требует глубокой очистки. В результате, полученная кислота обладает заданной чистотой, но имеет низкую концентрацию и нуждается в концентрировании, в частности выпариванием.

• Существующие методы выпаривания, основанные на контактном энергоподводе, вносят загрязнения в кислоту, что снижает возможности по ее использованию в пищевой промышленности и медицине. Загрязнение упариваемой кислоты происходит в результате её контакта

с металлическими стенками теплообменников. Снизить загрязнение возможно при использовании такого материала, как кварцевое стекло. Однако оно обладает малой теплопроводностью и не пригодно для построения аппаратов большой производительности. При этом, кварцевое стекло является материалом, практически прозрачным для электромагнитных волн, поэтому, снижение загрязнения кислоты и одновременно, значительное повышение передачи энергии для кипения, возможно при использовании энергии электромагнитного поля. Из всего спектра электромагнитных колебаний наиболее приемлемым для целей нагревания является СВЧ диапазон. В качестве источников электромагнитного излучения выбран диапазон частот 2,45±0,05 ГГц, в котором работают наиболее распространенные источники (магнетроны).

Отмечен ряд специальных проблем, возникающих при проектировании любого СВЧ аппарата: сложность расчета рабочих объемов, в которых происходит взаимодействие поля с нагреваемой средой; согласование источника излучения и нагреваемого объекта, уменьшение неравномерности поля тепловыделения в нагреваемой среде, электромагнитная безопасность технологического оборудования.

Опираясь на проведенный анализ возможностей реализации такой технологии в работе поставлены следующие задачи исследования: провести экспериментальное исследование, и убедится в возможности и эффективности предлагаемого процесса выпаривания; определить технологические режимы процесса выпаривания и оценить возможности ее промышленной реализации; разработать метод расчета аппарата и с его помощью лучевой модели, усовершенствовать программу расчета на основе лучевой модели до трехмерной реализации; на основе расчетов конструкции выпарного аппарата спроектировать промышленный аппарат для выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию процесса выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ и определению технологических параметров такого процесса. Разработка проведена на специально разработанной экспериментальной установке.

Возможность использования электромагнитного поля для нагрева какого-либо вещества зависит от его электрофизических характеристик. В литературе не удалось обнаружить сведений о таких свойствах фосфорной кислоты в диапазоне СВЧ. По этой причине, перед началом разработки необходимо было убедиться в возможности и эффективности процесса нагревания и кипения при СВЧ энергоподводе. С этой целью была спроектирована и построена экспериментальная установка, ка которой были определены кинетика нагрева и кипения, а по этим результатам, была определены электрофизические характеристики фосфорной кислоты при температурах и концентрациях, характерных для процессе выпаривания ее до метафосфорной.

Экспериментальная установка показана на Рис. ].

1 - Сосуд из стекла пирекс с раствором ортофосфорной кислоты; 2 - Рама корпуса СВЧ нагревателя; 3 - Волновод с магнетроном воздушного охлаждения; 4 - Блок питания магнетрона; 5 - Индикаторы степени согласования нагрузки с магнетроном; 6 - Патрубок подачи холодного сжатого воздуха для охлаждения кварцевого сосуда; 7 - Металлический / / / / "•-• \ кожух с раструбом; 8 - Регу-

Ху 1/ й/ II лировочное устройство со-

гласования; 9 - Кварцевый

,, , „ сосуд сбора конденсата

1'ис. 1. Экспериментальная установка для исследо- -

, , „ с патруоком для вакуумиро-

вания птюцесса выпаривания ортофосфорной ки- г

^г,., " вания;

слоты энергией поля СВЧ

Работает установка следующим образом: раствор кислоты заливают в сосуд 1, герметично закрывают его и вакуумным трактом соединяют через холодильник с сосудом для сбора конденсата. Вакуумироваиие сосуда 9 производилось струйным насосом. Затем включают магнетрон. Электромагнитное пеле распространяется по волноводу 3 до цилиндрического резонатора 7 с сосудом I. Электромагнитное поле поглощается в растворе, и он нагревает-ся до кипения. Пары попадают в холодильник и конденсируются в сосуде 9. Выходная мощность магнетрона составляет 0,6 кВт, при потребляемой мощности из электросети - 1 кВт. Первые же опыты показали высокую скорость нагрева и испарения кислоты в таком процессе. Производительность по метафосфорной кислоте достигала 2,1 кг/час.

Варьированием подводимой мощности и других параметров СВЧ энергоподвода, были определены технологические режимы процесса выпаривания. Определены физические параметры процесса и электрофизические характеристики фосфорной кислоты при различных концентрациях.

В эксперименте использовалась ортофосфорная кислота с содержанием 91,3% Н3Р04, что соответствует 71,5% содержания Р205 по массе. Получена кислота с содержанием Н3Р04, соответствующим 88,5 % содержания Р205 по массе.

Кинетика изменения температуры раствора на этой установке показана на Рис. 2. Видно, что сначала происходит рост температуры от 20 до 325 °С, затем процесс идёт нагревания без изменения температуры, а затем температура вновь начинает расти. Мета-фосфорная кислота требуемого состава получается в конце второго этапа, поэтому более подробно исследовался ход процесс на первом и втором этапах. Исследование этой кривой показывает, что технологический процесс получения метафосфорной кислоты может быть разбит на три этапа:

1. Нагрев до температуры 152 °С без заметного кипения и значительного парообразования;

2. Смешанный процесс. Кипение с парообразованием и повышение температуры до 325 °С;

3. Преобразование кислоты в метафосфорную без заметного парообразования и без повышения температуры.

Для каждого из этапов получено время его протекания и количество пара, которое при этом образуется.

Исходя из полученных данных, был сделан вывод о том, что процесс выпаривания может быть реализован как в непрерывном варианте, так и в периодическом. Для периодического процесса требуется аппарат, вмещающий в себя сразу весь объем фосфорной кислоты, которую необходимо обработать за один цикл. Для непрерывного процесса целесообразно разделить весь процесс на два этапа. На первом производить нагрев и упаривание до начала преобразования кислоты, а на втором, собственно, преобразование кислоты. Такое деление обусловлено интенсивностью парообразования на каждом из этапов.

500 -1 йОО -

г} « » • »

У зоо- - в

г,' "

о.

>- т

га 2со-о. Ч) сг

1оо-о- *

0 10 20 30 40 50

Время нагревания, мин

Рис. 2. Кинетика изменения температуры ФК в процессе выпаривания в экспериментальной установке.

Производительность исследованного в эксперименте процесса составляла 2-2,1 кг/час по метафосфорной кислоте. Такой же производительностью обладает производственный процесс на основе кондуктивного нагревания при мощности электрического нагревателя 2 кВт. Это свидетельствует о том, что энергоемкость выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ ниже, чем при использовании традиционного способа нагрева в 1,6 - 1,8 раза. Такое повышение достигается за счет большей скорости доставки энергии к кислоте. Полученные результаты показывают, что процесс выпаривания фосфорной кислоты с СВЧ энергоподводом является более эффективным по сравнению с кондуктивным нагреванием, а, следовательно, целесообразным является разработка промышленного оборудования для его реализации.

Третья глава посвящена разработке метода расчета выпарного аппарата для концентрирования фосфорной кислоты. Нагрев с использованием энергии СВЧ поля отличается по своей природе от методов, основанных на теплопередаче через греющую стенку. Электромагнитное поле проникает в обрабатываемую среду через границу раздела и распространяется в ней со скоростью света, поглощаясь по мере распространения. Нагрев электромагнитным полем - это нагрев с внутренним источником тепловой энергии, и уравнение теплопроводности для него имеет вид

Т.е. изменение тепловой энергии среды в единице объема происходит за счет двух процессов: теплопереноса (первое слагаемое в правой части) и внутреннего тепловыделения (второе слагаемое) в правой части. Интенсивность тепловыделения зависит от диэлектрических свойств среды, частоты электромагнитной волны и напряженности электрической составляющей поля в среде. Поскольку частота определена заранее выбором источника, то для расчета поля необходимо знать фактор диэлектрических потерь среды е"г и квадрат средней по времени напряженности электрического поля в сре-

из экспериментальных данных по кинетике нагрева кислоты. Подробнее это описано в главе 4.

Аналитический расчет распределения электромагнитног о поля по объему нагреваемой среды и подводящих волноводных конструкций предполагает решение системы уравнений электродинамики (уравнений Максвелла) с заданными граничными условиями. Граничные условия определяются геометрией объема взаимодействия поля с нагреваемой средой.

Однако в подобной постановке аналитически могут быть получены решения только для довольно ограниченного числа простых случаев. Например, для тел простейшей геометрии (например, шара или бесконечного ци-

(1)

Значаще фактора потерь для фосфорной кислоты определялся

линдра, бесконечной плоскости, бесконечного полупространства). Для реальных условий подобную задачу свести к простейшей не удается.

Поэтому в работе расчет структуры поля и ее оптимизация производились с использованием численного метода.

Метод конечных элементов, использующийся в большинстве современных универсальных расчетных программных комплексах (например, АШУЗ), имеет ряд недостатков. Готовые системы дороги и требуют высокопроизводительных компьютеров, а их применение имеет такой уровень сложности, который может составить самостоятельную научно-техническую задачу. По этой причине, для расчета рабочей камеры использован лучевой метод расчета электромагнитного поля и поля тепловыделения. В основе его лежит следующее модельное представление: электромагнитное поле представляется набором лучей, исходящих из места расположения источника (антенна магнетрона), и ведущих себя на каждой границе раздела сред так же, как луч на границе раздела в геометрической оптике. Рабочий объем разбивается на множество малых объемных элементов, в каждом из которых проходящие лучи оставляют след в виде вектора напряженности с определенной фазой Ш + (р0, накопленной ходом луча до этого элемента. На завершающем этапе в каждом элементе разбиения для каждого прошедшего через ячейку луча вычисляется результирующая напряженность по следующей формуле:

5о5т[й)(Тгаи-/)+Н-Ё,. (2)

где Е0 - амплитуда электромагнитных колебаний; <р - начальной фаза колебаний вектора напряженности в середине пути луча по ячейке; со - частота колебаний; Ттах - время, до которого осуществляется счет;- момент времени в середине пути луча по ячейке (момент, для фазы <р); Е,- - вектор напряженности луча в середине пути луча по ячейке.

Суммирование по всем ячейкам разбиения дает общую картину поля в заданном объеме. После получения средней напряженности в каждом элементе разбиения вычислялось количество тепловой энергии, выделяемой в этом элементе по соотношению (1). Таким образом, получали картина поля тепловыделения во всем рабочем объеме и в объеме, заполненном нагреваемой средой.

Если на пути луча встречается граница раздела: стенка рабочей камеры или нагреваемого объема, то производится моделирование процесса отражения-преломления. Направление отраженного и преломленного лучей определяется соотношениями (3) полученных на основе общих формул Френеля:

- П |_| - _

= 2тгг V сояаг - V, vп =-\п\

П |_|

ГТ V СОЭ« 4«

/

п н

к сова , .

Iя! Л

Хт-

(3)

у'

где Я - нормаль к поверхности в точке падения луча, а - угол падения, цх г -коэффициенты магнитной проницаемости первой и второй среды; £Х1 - ко-

эффициенты диэлектрической проницаемости первой и второй среды, V - вектор падения, - вектор отражения, Vп - вектор пре-

20 (И-

ломления.

Точность получаемых результатов определяется соотношением между количеством заданных моде- Рис- 3. Распределение поля в волноводе, полу-лирующих лучей и разме- ченное решением уравнений Максвелла ром ячеек, на которые разбивается рассматриваемый объем. При увеличении количества лучей или увеличении размера ячеек картина распределения электромагнитной энергии и поля тепловыделения выравниваются. В силу небольшой сложности вычислений, проводимых в каждой ячейке, увеличение количества заданных лучей не приводит к резкому увеличению времени счета.

На базе такого метода (его рабочее название - лучевой) была построена компьютерная программа для расчета поля тепловыделения внутри рабочих камер СВЧ выпарных аппаратов, с помощью которой производился расчет.

164x90x45 мм с источни- й "'

ком, отстоящим на чет- | « 1

верть длины волноводной I I . .¿-¿^ чЙ^дД^ЗШИв

1 юм 1 - Вт

волны от торцевой стенки. | ~ .жг - ™ г

Для пустого резонатора 20 * -ЩЩШ;

таких размеров получено ^Г""--»—_ /

аналитическое решение на °'",йво«в.

частоте 2,45 ГГц, графиче- 160

ское выражение которого

показано на рис 3 При Поле электрической напряженности внутри

частоте генератора равной волновода в сечении ХУ в первой половине периода 2,45 ГГц в резонаторе установиться первая мода собственных колебаний. Расчет лучевым методом дает решение, показанное на рис. 4. На нем продемонстрировано электромагнитное поле в волноводе в момент 1/4 периода. Эти результаты совпадают как с аналитическим решением уравнения (рис. 3),

так и с решением, полученным в результате моделирования этой же геометрии в системе А^УЗ, результаты которого показаны на рис. 5.

Лучевым методом были проведены расчеты для пустого волновода на различных частотах и для разных геометрий, отличных от резонансных. Расчеты показывают, что предложенный метод адекватно отображает процесс распространения электромагнитного поля в волноводе, как при изменении его размеров, так и при варьировании частоты.

Верность результатов

Рис. 5. Электрическое поле в одномодо-вом волноводе. Частота колебаний -2,45 ГГц. Высота волновода меньше чет-расчета верти длины волноводной волны.

Рис. 6. Схематически пока-

ским поглотителем внутри

электромагнитного поля в пустом волноводе лучевым методом даёт уверенность в том, что этот метод может быть применён для расчёта объемов содержащих поглощающие включения, когда аналитически решить задачу невозможно.

Были проведены расчеты электромагнитного и теплового поля в волноводе, внутрь которого был помещено цилиндрическое тело со свой-

,г, п А зан волновод с цилиндриче-

ствами кислоты (Рис. 6). Отрезок волновода взят 1

таких же размеров, что и в предыдущей модели. Для этой конструкции аналитического решения не существует. Численно же промоделировать такую задачу предложенным методом довольно просто. В сечении плоскостью ХУ поле тепловыделения, полученное в результате работы программы, имеет вид, показанный на Рис. 7. Картина, показанная на этом графике, хорошо согласуется с результатами экспериментальной проверки поля температуры в специально поставленных опытах с сыпучей средой (применяли силикагель, для устранения погрешностей, связанных с конвекцией в жидкости). Видно, что ближняя к излучателю поверхность нагревается сильнее, чем дальняя. Максимум нагрева смещен относительно центра в сторону источника излучения. Для меньших диаметров

Рис. 7. Поле тепловыделения в плоскости ХУ внутри волновода с цилиндрическим поглотителем

Рис. 8. Поле тепловыделения в сечении плоскостью Х7

трубки максимум тепловыделения смещается к оси цилиндра. Аналогичные результаты были получены на опытной установке в кислоте.

Поле тепловыделения показано на Рис. 8. Здесь выделено сечение волновода, в котором показаны поле тепловыделения по плоскости Х2, проходящей через ось цилиндра с кислотой и через источник СВЧ поля. Все поле тепловыделения сосредоточено внутри трубки.

Все тепловыделение сосредоточено в той части сосуда, которая попадает внутрь волно-водной части установки. То есть нагрев верхней части сосуда происходит в основном за счет кондуктивного нагрева в процессе кипения кислоты. Для данного диаметра сосуда с кислотой глобального максимума тепловыделения нет. Локальные максимумы присутствуют на оси сосуда и у ближней к источнику стенки. По высоте количество выделяемого тепла остается практически постоянным.

Экспериментальная проверка правильности расчетов была проведена измерением температуры в различных точках объема кислоты, при повороте с определенным шагом рабочего сосуда вокруг собственной оси. При таком повороте геометрия волноводного пространства, нагреваемая часть кислоты и их свойства не изменялись, но изменялось положение термопары по азимуту в кислоте. Такая проверка возможна при достаточно большой вязкости выпариваемой кислоты (для исключения выравнивания температуры термоконвекцией). В конце описанного в главе 2 процесса, после остывания раствора до комнатной температуры, он затвердевал, и проверка становилась возможной. Измерения, проведенные до полного застывания метафосфорной кислоты, показали качественное соответствие расчетных и измеренных значений температуры, т.е. распределение температуры было таким, как показано рис. 7, а величина температуры в каждой точке отличалась довольно существенно. Это количественное отличие связано с неизвестностью фактора диэлектрических потерь для метафосфорной кислоты. Для определения оптимальной конструкции СВЧ нагревателя достигнутого соответствия достаточно. Для определения же электрофизических свойств нагреваемой среды необходимо проводить специальные измерения температуры.

Электромагнитная безопасность. Для определения уровня излучения СВЧ поля, выходящего из экспериментальной установки в окружающее пространство, и выбора необходимых мер по обеспечению ее безопасности, необходимо оценить поток электромагнитной энергии, проходящий через поверхности рабочего объема не закрытые металлом, т.е. открытые части установки. При создании аппаратов с количеством магнетронов больше одного, поток электромагнитной энергии должен быть учтен при выборе места поло-

жения магнетронов, с целью минимизации их взаимного влияния своими полями.

Алгоритм выбора геометрии рабочей камеры показан на Рис. 9. Для его реализации инженеру необходимо подготовить набор моделей с различной геометрией, проанализировать электромагнитное поле в каждой их них и выбрать оптимальный вариант. Эти модели строятся в CAD программе, например, Autodesk AutoCAD, которая на данный момент является наиболее распространенной, и пользоваться ею умеют большое количество инженеров. По этим моделям производится расчет электромагнитного поля в каждой и проводится сравнительный анализ структур поля. Исходя из этого критерия, инженер выбирает наиболее подходящий вариант геометрии рабочего объема. Может быть проведено несколько подобных итераций для разных вариантов в районе наиболее приемлемой с точки зрения инженера геометрии.

Создание в системе AutoCAD варианта объемной модели геометрии рабочей камеры

Расчет поля тепловыделения с помощью лучевого метода

юлученное поле обеспечивает ^равномерный и шгген-^ ^сивный нагрев^ чрбъекта?.

Нет

Переходим к проектированию аппарата

Четвертая глава

В этой главе излагается методика расчета периодического аппарата промышлен- рпс д Алгоритм разработки ра-ного назначения для выпаривания фосфор- бочей камеры ной кислоты энергией СВЧ. Расчет аппарата

непрерывного действия в принципе возможен, но по причине ограниченности вычислительных ресурсов до конечного варианта конструкции не доводился.

При разработке исходили из необходимости создания аппарата производительностью 3 кг/час по метафосфорной кислоте, плотностью 2,1 г/см".

Для расчета аппарата в первую очередь определяется необходимая энергоемкость процесса. Для этого записаны уравнения материального и энергетического баланса. Уравнение материального баланса

Мофк = МмфК + Мтр (4)

где Мофк ~ масса исходной фосфорной кислоты; ММФК - масса полученной метафосфорной кислоты; Мпар - масса пара, образующегося в процессе выпаривания.

Энергия, поступающая в аппарат с электромагнитным полем (£>свч), тратится на нагрев исходной кислоты ((2тр), испарение воды ((2шр) и на процесс преобразования кислоты из ортофосфорной в метафосфорную ((¿фП)- Кроме эгого часть тепловой энергии уходит через стенки аппарата в виде тепловых потерь (0„от<,рь). Поэтому уравнение энергетического баланса имеет вид

£}шгр + 0.пар + ЯфП + 0.потерь ~ ЯсВЧ

Основным параметром среды, определяющим интенсивность тепловыделения под воздействием электромагнитного поля в нагреваемой среде, является фактор диэлектрических потерь е" . Фактор потерь зависит от температуры среды, поэтому в процессе нагрева меняется. Этапы нагрева и кипения в аппарате периодического действия протекают одновременно, поэтому не могут быть разделены однозначно при анализе. Среднее значение фактора потерь на этом этапе обозначим б\ , и уравнение энергетического баланса для этого этапа имеет следующий вид:

ср--у г-— = 0,5£0£,ы(Ь > (Ь)

дХ е/( > '

На этапе преобразования ортофосфорной кислоты в метафосфорную среднее значение фактора потерь обозначим е"2 , и уравнение энергетического баланса представляется:

= (7)

Расход тепловой энергии в растворе определяется левой частью уравнений. Функции, описывающие изменения физических свойств кислоты (с, р, г, к) были получены из справочной литературы, а изменения физических параметров (Г, тн 0, тНР0^) на основании усредненных данных экспериментального исследования. Правая часть содержит члены, описывающие источник тепловой энергии внутри нагреваемой среды. Перераспределение тепловой энергии под действием градиента температуры, т.е. путем теплопроводности, не учитывается, поскольку объемный нагрев обладает высокой однородностью в выбранной геометрии. Фактор потеть с" зависит от свойств нагреваемой среды и может меняться в процессе выпаривания, а квадрат

средней напряженности поля определяется мощностью источников

поля и распределением поля по всему объему его распространения. Очевидно, что расчет энергоемкости аппарата не может быть выполнен независимо от определения геометрии аппарата и распределения электромагнитного поля в ней. На основании экспериментальных данных из (6) и (7) были получены величины фактора потерь е" и лля фосфорной кислоты. На этапе нагрева и кипения е" = 17,5, а на этапе молекулярной перестройки — 15,7.

Рассмотрены различные варианты геометрии рабочей камеры, различные типы источников электромагнитного поля и режимов работы аппарата.

На рис. 10 показана наиболее простая в исполнении геометрия рабочего объема выпарного аппарата. Внутри аппарата располагается сосуд из радиопрозрачного материала (кварц, радиопрозрачная керамика), в котором находиться выпариваемая жидкость. С технологической и экономической точки зрения удобно, чтобы сосуд имел форму трубы. Это позволяет максимально

эффективно использовать объемное тепловыделение. Кроме соображений технологической простоты на этот выбор влияет тот факт, что в цилиндрическом волноводе, на низшем типе колебаний, электромагнитное поле максимально вдоль оси. Форму самой рабочей камеры, с точки зрения простоты изготовления, тоже выбираем цилиндрической с круглым сечением.

Рис. 10. Модель рабочего объема выпарного аппарата

Наиболее удобным для данного аппарата типом источника СВЧ поля является не сосредоточенный источник (один магнетрон большой мощности), а распределенный источник (несколько магнетронов малой мощности, распределенных с определенным шагом по длине цилиндрического волновода аппарата) на основе магнетронов мощности < 1 кВт. Использование одного магнетрона большой мощности (сосредоточенный источник) дороже в несколько раз в сравнении с предлагаемым.

Общий вид рабочего объема аппарата с распределенным энергоподводом показан на Рис. 10. Аппарат может быть спроектирован как для непрерывного, так и для периодического процесса. В случае непрерывного варианта, необходимо спроектировать несколько рабочих камер, в каждой из которых должны протекать различные этапы процесса выпаривания. В работе был проведен расчет варианта, когда весь процесс протекает в одном объеме.

На основании расчета набора моделей рабочей камеры с различными диаметрами сосуда для кислоты выбираем диаметр рабочей камеры =

0,1 м, а диаметр сосуда Ксосуаа — 0,08 м. Исходя из требуемой производительности аппарата, например 3 кг/час по метафосфорной кислоте (следовательно, 29,7 кг ортофосфорной кислоты перерабатываются в 24 кг метафосфорной кислоты за 8-ми часовую смену) и физических параметров кислоты был определен минимальный объем сосуда, вмещающий 17,2 литра исходной кислоты. Длина трубы не должна превышать 0,86 м. Длина одной секции аппарата (секция это часть трубы корпуса, содержащая один магнетрон) определялась из соображений безопасности для персонала, обслуживающего выпарной аппарат в процессе работы и минимизации взаимного влияния магнетронов, распределенных по длине аппарата. Расчет показывает, что на расстоянии 60 мм вдоль рабочего объема от места расположения одного

2

1 - Металлический корпус аппарата;

2 - Сосуд из термостойкого стекла, содержащий упариваемую кислоту,

3 - Патрубок выхода паров воды и подачи исходного раствора;

4 - Антенны источников СВЧ поля;

5 - Сливной патрубок;

магнетрона поток электромагнитного поля уменьшается в 10 раз. Поле при этом уже не опасно для обслуживающего персонала и, тем более, не оказывает влияния на соседние магнетроны. Поэтому расстояние между осями волноводов, а также расстояние от последнего волновода, до конца рабочей части выбираем равным 60 мм.

Далее, на основании электрофизических характеристик, полученных в главе 4, рассчитана энергоемкость каждого этапа выпаривания. Суммарная энергоемкость процесса составляет 321,7 МДж, что при рабочей смене в 8 часов, дает полную мощность аппарата 11,17 кВт СВЧ энергии. При использовании магнетронов мощностью 1 кВт, потребуется 12 таких источников.

Технический вариант конструкции выпарного аппарата периодического действия показан на Рис, 11.

1 - корпус аппарата;

2 — фланцевое уплотнение торцов корпуса;

3 - волновод;

4 - магнетрон (п = 12)

5 - патрубок подачи

Рис. 11. Конструкция промышленного выпарного аппарата

Аппарат работает следующим образом. Исходная фосфорная кислота заливается в аппарат через патрубок подачи. После заполнения аппарата включаются все магнетроны, СВЧ поле которых поглощается в кислоте, в результате чего начинается процесс нагрева и выпаривания. Образующиеся в процессе пары отводятся через патрубок, расположенный рядом с патрубком подачи. По завершении процесса выпаривания полученная кислота должна быть выведена из аппарата до ее остывания ниже температуры Т = 100 -ь 120 °С. В противном случае возрастание вязкости метафосфорной кислоты затруднит ее слив. После слива метафосфорной кислоты аппарат готов к выпариванию новой порции.

Основные результаты и выводы по работе

1. Исследован процесс получения чистой (ХЧ и ЧДА) фосфорной кислоты высокой концентрации Р^О; путем выпаривания энергией электромагнитного поля СВЧ диапазона.

2. Экспериментально найдено, что процесс выпаривания фосфорной кислоты до метафосфорной при СВЧ энергоподводе возможен и происходит при меньших удельных энергозатратах (энергоемкость процесса ниже в 1,6 - 1,8 раза) и с более высокой скоростью (в 1,2 раза), чем при кон-дуктивном энергоподводе.

3. В экспериментальном исследовании процесса нагрева и выпаривания определены электрофизические характеристики раствора фосфорной кислоты в СВЧ диапазоне. Разработана промышленный процесс и технология выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ, получены технологические и режимные параметры такого процесса. Разработан инженерный метод расчета технологических режимов процесса выпаривания фосфорной кислоты и конструктивных характеристик промышленного выпарного аппарата.

4. Разработан численный метод расчета рабочих объемов выпарных аппаратов, использующих энергию поля СВЧ. На его основе создан компьютерный метод расчета электромагнитного поля и ноля тепловыделения в рабочем объеме промышленного аппарата и в нагреваемой среде. С использованием данного метода произведен расчет и оптимизация конструкции промышленного выпарного аппарата по выпариванию фосфор-нон кислоты до метафосфорной. Данный метод может быть также использован для расчета широкого класса аппаратов, использующих энергию электромагнитного поля СВЧ.

5. Предложена конструкция периодически действующего выпарного аппарата для выпаривания химически чистой фосфорной кислоты энергией поля СВЧ.

Публикации по теме работы

1. Могилевский Ф.Е., Шаталов АЛ. К расчету и конструированию аппарата выпаривания фосфорной кислоты энергией поля сверхвысокой частоты // Журнал Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006, №8. С. 10-12.

2. Шаталов А.Л., Могилевский Ф.Е. Интенсификация выпаривания фосфорной кислоты полем СВЧ и метод расчета аппарата // Журяат Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005, №9. С. 7-10.

3. Могилевский Ф.Е. Описание принципов работы программы ТчГем/Яау расчета структуры электромагнитного поля СВЧ. Студенческая научная конференция факультета АИТ. Сборник тезисов докладов аспирантов, магистрантов и студентов. - М.: МГУИЭ, 2004. С. 52-53.

4. Могилевский Ф.Е., Шаталов А-Л. Метод расчета электромагнитного поля, используемого для нагрева потока жидкости. В кн. Инженерная защита окружающей среды. Сб. докладов 5 Международной конференции/Под ред. Баранова Д.А., Николайкиной Н.Е. - М.: МГУИЭ, 2003. с. 133-136.

Подписано в печать 16.03.09 Объем 1,16усл.п.л: Усл.кр.-отт. 1,16. Уч.-изд. л. 1 Тираж 100 экз. Лицензия Минпечати Российской Федерации

Серия ИД № 06302 от 19 ноября 2001 г. 107066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ОСОБО ЧИСТОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ.

1.1. Необходимость концентрированной фосфорной кислоты.

1.2. Виды фосфорной кислоты.

1.2.1. Ортофосфорная кислота.

1.2.2. Пырофосфорная кислота.

1.2.3. Метафосфорная кислота.

1.2.4. Структура раствора фосфорной кислоты.И

1.3. Технология получения фосфорной кислоты.

1.3.1. Термический метод.

1.3.2. Сернокислый метод.

1.3.2.1. Дигидратный способ производства экстракционной фосфорной кислоты.

1.3.2.2. Двухстадийные способы производства ЭФК.

1.4. Методы очистки фосфорной кислоты.

1.5. Методы концентрирования фосфорной кислоты.

1.5.1. Аппараты контактного типа.

1.5.2. Аппараты с косвенным нагревом.

1.5.3. Нагрев электрическим током проводимости.

1.5.4. Диэлектрический нагрев.

1.5.5. Сравнение методов концентрирования.

1.6. Постановка задач исследования.

1. б. 1. Причины внесения загрязнений в процессе выпаривания.

1. б. 2. Анализ альтернативных методов энергоподвода.

1.6.3. Выбор частоты электромагнитного излучения.

1.6.4. Проблемы при проектировании СВЧнагревательного оборудования.

1.6.4.1. Экономичность использования СВЧ энергии.

1.6.4.2. Безопасность технологического оборудования.

1.6.5. Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВЫПАРИВАНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ.

2.1. Особенности применения СВЧ нагрева для выпаривания кислот.

2.1.1. Известные технологические разработки.

2.2. Разработка экспериментальной установки и исследование процесса выпаривания.

2.2.1.1. Особенности нагрева полем сверхвысокой частоты.

2.2.1.2. Проблемы использования высокочастотного нагрева.

2.2.2. Выбор источника электромагнитного поля.

2.2.3. Расчет рабочей камеры.

2.2.3.1. Существующие типы нагревателей, использующих энергию поля сверхвысокой частоты.

2.2.3.2. Выбор подходящего типа рабочей камеры.

2.2.4. Расчет экспериментальной установки.

2.2.4.1. Расчет геометрии волноводной части.

2.2.4.2. Расчет резонатора.

2.2.4.3. Обеспечение безопасности установки.

2.2.5. Конструкция лабораторной установки и методика проведения эксперимента.

2.2.6. Процесс выпаривания и полученные результаты.

2.2.7. Анализ результатов экспериментального исследования.

2.3. Технология выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ.

2.3.1. Технологические режимы процесса выпаривания фосфорной кислоты энергией поля СВЧ.

2.3.1.1. Периодический процесс.

2.3.1.2. Непрерывный процесс.

2.3.2. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОД РАСЧЕТА ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ЭНЕРГИЮ ПОЛЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ.:.

3.1. Проблемы, возникающие при проектировании СВЧ оборудования и способы их решения.

3.1.1. Неравномерный нагрев объекта и методы борьбы с ним.

3.1.1.1. Перемешивание электромагнитного поля.

3.1.1.2. Выравнивание волновой структуры электромагнитного поля.

3.1.2. Согласование источника и нагреваемого тела.

3.1.3. Способы решения.

3.1.3.1. Экспериментальный метод.

3.1.3.2. Математическое моделирование.

3.1.3.3. Численное моделирование.

3.1.3.4. Метод конечных элементов.

3.1.4. Сравнение методов согласования источника и объекта.

3.2. Расчёт параметров рабочей камеры выпарного аппарата.

3.2.1. Расчёт электромагнитного и теплового полей.

3.2.2. Требования к методам расчета.

3.2.3. «Лучевой» метод.

3.2.3.1. Обоснование необходимости создания нового метода расчета.

3.2.3.2. Описание «лучевого» метода.

3.2.3.3. Создание программы для расчета электромагнитных полей.

3.2.4. Примеры решения задач по определению электромагнитного поля.

3.2.4.1. Частоты отличные от резонансной.

3.2.4.2. Волновод двойной ширины.

3.2.4.3. Волновод двойной высоты.

3.2.4.4. Электромагнитное поле в волноводе с поглотителем.

3.2.4.5. Температурное поле в волноводе с поглотителем.

3.2.4.6. Расчет конструкции экспериментальной установки.

3.2.4.7. Поток энергии электромагнитного поля в промышленной установке.

3.2.4.8. Сравнение методов численного моделирования электромагнитного нагрева

3.2.5. Использование вычислительной техники при расчете СВЧустановок.

3.2. б. Алгоритм оптимизации системы с использованием вычислительной техники.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ВЫПАРНОГО АППАРАТА ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ЭНЕРГИЕЙ ПОЛЯ

СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ.

4.1. Основные элементы конструкции аппарата.

4.1.1. Геометрия сосуда с кислотой и рабочей камеры.

4.1.2. Выбор источника СВЧ поля.

4.1.2.1. Сосредоточенный источник.

4.1.2.2. Распределенный источник.

4.1.2.3. Выбор структуры источника СВЧ энергии.

4.1.3. Режим работы аппарата.

4.2. Рабочая камера аппарата непрерывного действия.

4.3. Рабочая камера аппарата периодического действия.

4.3.1. Заданные параметры аппарата.

4.3.2. Расчет требуемой мощности.

4.3.2.1. Балансные соотношения для процесса упаривания фосфорной кислоты.

4.3.2.2. Теплофизические характеристики фосфорной кислоты, полученные из экспериментальных исследований.

4.3.2.3. Исходные данные для расчета промышленного аппарата.

4.3.2.4. Расчет энергоемкости фаз процесса выпаривания.

4.3.3. Расчет оптимальной геометрии аппарата.

4.3.3.1. Получение удельных энергетических характеристик.

4.3.3.2. Интерполяция экспериментальных результатов.

4.3.3.3. Расчет фактора потерь.

4.3.3.4. Расчет размеров рабочей камеры.

4.3.4. Конструкция и принцип работы промышленного варианта выпарного аппарата.

В работе исследована возможность интенсификации процесса выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля (ЭМП) сверхвысокой частоты (СВЧ). Интенсификация тепломассообменных процессов является актуальной научно-технической задачей, поскольку позволяет повышать производительность труда и снижать энергозатраты.

В производстве особо чистой фосфорной кислоты её концентрирование методом выпаривания занимает важное место. Для нужд промышленности после очистки от примесей фосфорную кислоту необходимо выпарить. Существующие методы выпаривания, основанные на кондуктивном способе энергоподвода, имеют небольшую скорость, ограниченную теплопроводностью кислоты, и, кроме того, вносят загрязнения стенок того сосуда, в котором производится выпаривание.

Эти проблемы могут быть решены, если поменять способ энергоподвода на бесконтактный (излучением электромагнитного поля СВЧ) . Такой метод энергоподвода имеет большую скорость, поскольку не связан с теплопроводностью среды и не вносит загрязнений. Но проектирование аппаратов, использующих данный вид энергоподвода, связан с рядом трудностей. Основной является отсутствие общепринятых методик расчета.

Глава 1. Методы производства особо чистой фосфорной кислоты высокой концентрации

Основные результаты и выводы по работе

Исследован процесс получения чистой (ХЧ и ЧДА) фосфорной кислоты высокой концентрации Р2О5 путем выпаривания энергией электромагнитного поля СВЧ диапазона.

Общин вид выпарного аппарата с источниками СВЧ энергии: I - трубчатый корпус; 2 - фланцевое уплотнение торцов; 3 - волновод; 4 - магнетрон {н = 12)

Экспериментально найдено, что процесс выпаривания фосфорной кислоты до метафосфорной при СВЧ энергоподводе возможен и происходит при меньших удельных энергозатратах (энергоемкость процесса ниже в 1,6 - 1,8 раза) и с более высокой скоростью (в 1,2 раза), чем при кондуктивном энергоподводе. Следовательно, предлагаемый процесс обладает практической целесообразностью. В экспериментальном исследовании процесса нагрева и выпаривания определены электрофизические характеристики раствора фосфорной кислоты в СВЧ диапазоне.

Разработаны промышленный процесс и технология выпаривания ор-тофосфорной кислоты до метафосфорной с использованием энергии электромагнитного поля СВЧ. Получены технологические и режимные параметры такого процесса.

Разработан инженерный метод расчета технологических режимов процесса выпаривания фосфорной кислоты и конструктивных характеристик промышленного выпарного аппарата.

Разработан численный метод расчета рабочих объемов выпарных аппаратов, использующих энергию поля СВЧ. Кратко описана компьютерная программа, реализующая данный метод, с помощью которой может быть проведено конструирование рабочих объемов для СВЧ нагревания различных сред, в том числе и выпарного аппарата, реализующего исследованный в данной работе процесс. С использованием данной программы был произведен расчет и оптимизация промышленной установки по выпариванию ортофосфорной кислоты до метафосфорной энергией электромагнитного поля СВЧ. Данный метод может быть также использован для расчета широкого класса аппаратов, использующих энергию электромагнитного поля СВЧ.

Предложена конструкция периодически действующего выпарного аппарата для выпаривания химически чистой фосфорной кислоты энергией поля СВЧ.

Научная новизна работы состоит в создании расчетного метода для рабочих камер аппаратов, использующих СВЧ энергию для нагрева. Также впервые было проведено исследование процесса выпаривания фосфорной кислоты энергией электромагнитного поля СВЧ.

Публикации

1. Могилевский Ф.Е., Шаталов A.JI. Метод расчета электромагнитного поля, используемого для нагрева потока жидкости. В кн. Инженерная защита окружающей среды. Сб. докладов 5 Международной конференции/Под ред. Баранова Д.А., Николайкиной Н.Е. - М.: МГУИЭ, 2003. с. 133-136.

2. Могилевский Ф.Е. Описание принципов работы программы NewRay расчета структуры электромагнитного поля СВЧ. Студенческая научная конференция факультета АИТ. Сборник тезисов докладов аспирантов, магистрантов и студентов. - М.: МГУИЭ, 2004. С. 52-53.

3. Шаталов A.JI., Могилевский Ф.Е. Интенсификация выпаривания фосфорной кислоты полем СВЧ и метод расчета аппарата // Журнал Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005, №9. С. 7-10.

4. Могилевский Ф.Е., Шаталов А.Л. К расчету и конструированию аппарата выпаривания фосфорной кислоты энергией поля сверхвысокой частоты // Журнал Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006, №8. С. 10-12.

1. Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1998. - 408 с.

2. Бутенко Ю.В. Разработка новых способов получения фосфористой кислоты с использованием методов математического моделирования : Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1998. - 16 с.

3. Ваггаман В. Фосфорная кислота, фосфаты и фосфорные удобрения. -М. , 1957, 724 с.

4. Везер Ван Джон Р. Фосфор и его соединения.В 2-х т. / Шерешевский А.И. (пер. с англ. и под ред.); Т. 1. М.: Изд. иностр.лит.,1962. 687 с.

5. Зотов Е.Б. Производство экстракционной фосфорной кислоты с применением струйной техники : Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1992. - 16 с.

6. Исследование в области химии и технологии фосфора и фосфоросодержащих продуктов. Сб. научн. тр. / Под ред. Кириллова В. М., Фоминой Е. А. -Л.: ЛенНИИГипрохим, 1982. 111 с.

7. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. A. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. М.: Эдиториал УРСС, 2003. -272 с.

8. Кесоян Г.А. Технология и применение пищевых фосфатов. — М.: Экономика, 2007. — 360 с.

9. Коновалова C.J1. Производство экстракционной фосфорной кислоты. Библиогр. указ. (1966-1977 гг.) JI.: Ленниигипрохим, 1982. -176 с.

10. Ю.Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. -Д.: Химия, 1981

11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. — М.: Наука, 1982. — Т. VIII. Электродинамика сплошных сред. — 624 с.

12. Лебедев B.C. Интенсификация тепломассопереноса в производствах ЭФК и СФК с использованием низкочастотных колебаний : Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1994. - 16 с.

13. Макарьин К.И. Разработка рациональной схемы концентрирования фосфорной кислоты : Дис. . канд. техн. наук. М. , 1946

14. Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека. М.: Сов. радио, 1974.- 352 с.

15. Миронов В.Е. Получение высококонцентрированной фосфорной кислоты в промышленных условиях : Дис. . канд. техн. наук. М., 2001. -124 с.

16. Нифантьев Э.Е. Химия фосфоросодержащих соединений. М.: МГУ, 1971. - 352 с.

17. Перри Д.Г. Справочник инженера-химика / Пер. с .англ, под ред. Н.М. Жаворонкова и П.Г. Романков. Л.: Химия, 1969

18. Плановский А.Н., Николаев П.Н. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1987. - 540 с.

19. Постников Н.Н. Термическая фосфорная кислота. М.: Химия, 1970.- 304 с.

20. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот (пер. с англ.). -М.: Энергия, 1968. 312 с.

21. Рашева Д.А. Очистка экстракционной фосфорной кислоты от некоторых примесей : Дис. . канд. техн. наук. М., 1994. - 169 с.

22. Савищева О.М. и др. Исследование процесса термической дегидратации ортофосфорной кислоты // Исследования в области химии и технологии фосфора и его соединений: Сб. науч. тр. / КазНИИГипро-фосфор. М.: НИИТЭХИМ, 1986. - С. 52-57

23. Сапунов Г.С. Ремонт микроволновых печей. М.: Солон, 1998. -272 с.

24. СВЧ-энергетика / под ред. Окресса Э. М.: Мир, 1971. - 272 с.

25. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: МИР, 1979. - 392 с.

26. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: МИР, 1977. - 349 с.

27. Трухан В.Г., Саликов П.М., Какуркин Н.П. Результаты модернизации вакуум-выпарных установок для производства экстракционной фосфорной кислоты // Журнал Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2007, №5. С. 3-6.

28. Фейнман Р., Хиббс А. Квантовая механика и интегралы по траекториям. М.: Мир, 1968. - 384 с.

29. Филимонов В.Т. Методы получения ортофосфорной кислоты высокой удельной активности на основе радионуклидов 32Р и 33Р: Обзор по отеч. и зарубеж. источникам 1948-1992 гг / Филимонов В.Т., Кузнецова Н.В. Димитровград, - 1994.

30. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука. - 1990. - 271 с.

31. Шаталов А.Л. Интенсификация тепломассообменных процессов электромагнитным полем сверхвысокой частоты : Дис. . д-ра техн. наук. М., 1999

32. Шаталов А.Л., Воронин С.Ю., Кардашев Г.А. Способ расчета структуры полей в волноводах. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-12: Сб. трудов Международ, науч. конф. В 5-ти т. Т.4. Новгород, гос. ун-т. Великий Новгород, 1999. - 172 с.

33. Шаталов А.Л. Эффективность применения энергии электромагнитного поля для нагрева диэлектрических и полупроводящих сред // Журнал Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008, №12. С. 16-18.

34. Шелофаст В., Стайнова Е., Розинский С. Программный комплекс АРМ WinMachine инструмент для проектирования современных машин, механизмов и конструкций. CADmaster, N'2, 2005 г. с. 45 - 49.