автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Совместное измельчение и сушка природных цеолитов

НАЦЮНАЛЬНИИ УН1ВЕРСИТЕТ "ЛЬВ1ВСЬКА ПОЛ1ТЕХН1КА"

С ^

№ л , г^

В'ЯЧЕСЛАВ АФАНАС16ВИЧ

УДК 546.22:546.33-36

СУМ1СНЕ ПОДР1БНЕННЯ ТА СУШ1ННЯ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛШВ

05.17.08. - процеси та обладнання xímÍ'ihoi технологи

АВТОРЕФЕРАТ дисертаци на здобутта наукового ступеня кандидата техшчних наук

Льв'ш - 2000

Дисертащао е рукопис.

Робота виконана на кафедр1 х1м1Чно'| ¡нженерп та промисловоУ еколоз Нащонального ун1вереите1у "Льв1вська поштехннса" Мшстерства освгги науки Укра'ши.

Науковий кер1вник - Доктор техшчних наук, старший науковий сп1вробггни Мальований Мирослав Степанович Нацюнальний ушверситет "Льв1вська поштехнпса", професор кафедри х1амчно1 ¡нженерп та промислово! еколоп"1

Оф'цдйш опоненти - Доктор техшчних наук, професор Б1яей Петро Васильевич

Украшський державний люотехшчний утшерситет,

завщувач кафедри технолог» деревообробки \

захисту деревини.

Кандидат техшчних наук, доцент

Куц ВЬстор Петрович

Тернопшьський державний техшчний ун1верситет ¡м. 1.Пупюя,

доцент кафедри обладнання харчових технололй Пров'щиа установа - Сумський державний ун1верситет,

кафедра прикладноУ екологи \ безпеки житгедяльносп,

Мш1стерство освгги 1 науки Украши,

м.Суми.

Захист вщбудеться " /г?» 2000 р. о 1400 на засщаш

спещашзовано1 вчено1 ради Д 35.d52.09 у Национальному ун1верскге-"Льв1вська полп-ехнжа"(79644, Льв1в - 13, пл.Св.Юра 9, корпус 9, ауд.214). 3 дисертащею можна ознайомитись у б1блютещ Haцioнaльнoгo ун1верситет "Льв^вська полггехнжа" (вул. Професорська, 1).

Автореферат розюланий » гш р.

Вчений секретар

спещал!зовано1 вчено! ради Д35.052.09, кандидат техшчних наук, доцент

Я.1.Вахула

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыасть теми. Природш цеолпи внаслщок своУх унпсальних адсо-рбцшних властивостей знаходять широке застосування в р1зних галузях народного господарства. Разом з тим, на даний момент не ¡снуе сучасноУ енерго-зберц-аючоУ технологи виробництва цеолггово'У продукци р1зноУ тонини розме-лу та власшвостей. Тому аюуальним е розроблення такоУ еколопчно чисто? технологи, яка за умови м!шмальних енергетичних затрат дозволяла би одер-жувати широкий спектр активованих цеолтв piзниx клаав з можлив1стю змши продукгивносп установки вщносно рхзних сорттв продукци в залежносп вщ змш потреб споживач1в. Це завдання вир1шусться за умови використання сум1-сного розмелу 1 сушшня цеолтв в млиш самоподр1бнення "Аерофол", реал1за-цн процесу пщ розродженням в единому повпряному технолопчному потощ, що виключае пилове забруднення навколишнього середовища, та використання сучасних метод1в сепараци. Можллв1сть змши продуктивности технолопчноУ установки щодо виходу окремих клаав цеолпговоУ продукци шляхом змши ре-жимних параметра процесу (завантаження млина матер1алом та витрата сушильного агенту) забезпечуе гнyчкicть технологи. Оргашзашя виробництва широкого спектру цеол!товоУ продукци за ефективною технолопсю забезпечуе розширення областей використання цеолтв у ршних галузях промисловосп та в сшьському господарста.

Зв'язок робота з науковими програмами, планами, темами. Дисертацшна робота виконувалась згщно з планом науково-дослщницькоУ роботи кафедри х1м!чноУ ¡нженери та промисловоУ екологи Державного ушверситету "Льв!вська полп'ехшка" з проблеми "Еколопчно чиста енергетика та ресурсозбериаюч1 технолопУ" згщно з науково-техшчною програмою Мшстерства оевгги УкраУ-ни, № держреестраци 0194 и 029586.

Мета 1 задач'1 дослшження: ¡нтенсифгкащя процеав суишння 1 подр1бнення природних цеолтв шляхом сум1щення цих процеав в одному апара-п - млиш самопощибнення "Аерофол" та в становления оптимальних режим1в роботи апарату для забезпечення одержання готового продукту заданого фракцШного складу. Для реалЬаци шеУ мети потр1бно вир1шити таю задачк

1.Дослщити кшетику розмелу цеоллу.

2Дослщити швидюсть сушшня цеолтв у "киплячому" шар1 та фшьтра-цгёному потощ сушильного агенту, що ¡мпуе процес в млнн1 "Аерофол".

3.Створити математичну модель сумюного розмелу та сушшня цеолтв.

4.Дослщити сумшний процес сушшня та розмелу на дослщно - лромисло-вш установи.

5.Дослщити вплив режимних фактор1в в млиш самопощмбнення "Аерофол" на продухгившеть установки вщносно р1зних класш продукци.

б.Скласти статистичну модель впливу режимних факторш на продуктив-Hicrb установки вщносно окремих KJiaciB.

Наукова новизна одержаних результат. В результат! дослщжень сумгсно-го подр1бнення та сушшня природних цеолтв вперше отримано та сформу-льовано таю результата:

♦ в результат! експериментальних дослщжень юнетики розмелу цеолтв в мли-Hi самопощмбнення "Аерофол" встановлено вид кшетичноТ кривоГ та значения юнетичного коефодента;

♦ встановлено основш кшетичш законом!рносп сушшня ueoniiiB у "киплячому" uiapi та у фшьтрацШному потощ сушильного агенту;

♦ встановлено, що процес сушшня цеолтв штенсифжуегься у випадку сумь щення npoueciB сушшня та розмелу, що викликано створенням нових повер-хонь та реализаци сушшня в интенсивному першому nepiozu сушшня;

♦ розроблено математичну модель сум1сного сушшня та розмелу цеолтв, доведено адекватшсть и реальному процесу та встановлено кшетичш коефвде-нти;

♦ розроблено стати стичну модель сумюного подрйнення i сушшня цеолтв на ochobi даних нап1впромислових випробувань;

♦ дослщжено процес сумЬного подр1бнення i сушшня цеолтв на натвпроми-словШ установщ та встановлено оптимальш його умови для забезпечення одержання готового продукту заданого фракцшного складу;

Практичне значения одержаних результата: Анал1з даних експериментальних та напшпромислових випробувань дозволив досягти таких практич-них результат:

О розроблено принципову технолопчну схему промислово!' установки для

одержання цеолпово'{ продукцй заданого фракцШного складу; О на основ1 теоретичних i експериментальних дослщжень розроблено вихццн

даш та техшчну документацию на проемування промислово! установки; О даш теоретичних та експериментальних дослщжень передано в проекту час-тину ВАТ "ПРХ1МПРОМ" та у ф1рму "Цеолгг" для проектування промис-лово1 установки, що пщгверджуегься вщповщними актами;

Особистий внесок здобувача. ДисертацШна робота вихонувалась пщ без-посередшм кершництвом i разом з д.т.н., завщувачем вщцшу "XiMinHa ¡нжене-piH та промислова еколопя" ВАТ "ПРХ1МПРОМ" М.С.Мальованим. Bei основш результата одержан! особисто здобувачем. Матер1али шших автор1в, ви-xopHcraHi у дисертаци, мають посилання на ллгературш джерела.

Особисто автором запропонована концепщя сумщення процесш сушшня та розмелу цеолтв в млиш самоподр1бнсння "Аерофол". Вивчеш процесш ас-

пекти сушшня цеолтв в умовах "киплячого" шару та фтырацшного потоку сушильного агенту, технололчш аспекта сумгсного пощмбнення та сушшня на дошпдно - промисловш установщ з млнном самопощмбнення "Аерофол". Роз-роблена математична модель сумкного розмелу та сушшня цеолтв та статис-тична модель що описуе сумкне сушшня та розмел в промислових умовах.

Апробашя результата робота. Матер1али дисертацп обговорювались 1 одержали позитивш вщгуки на конференшях:

1. Всесоюзнш нарада "Цеолиты России" (Свердловськ, 1989).

2. Республжанськш науково-практичнш конференцп "Использование природных цеолитов Сокирницкого месторождения в народном хозяйстве" (Виноградово, 1991).

3. Третьому украшсько - польського симпоз1ум1 "Теоретичне » експерименталь-не вивчення м1жповерхневих явищ та Ух технолопчне застосування" (Льв1в, 1998).

4. Науково-техшчшй конференщ1 "Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов" (Щелкино, 1999).

5. Другш мЬкнароднш конференцп "Проблеми економн енергГГ (Льв1в, 1999).

6. ХЫ1 Zjazd паикоу/у Ро1зк1е§о towarzystwa сЬетшгпезо 1 stowarzyszcnia inzynierow! technikow рггетуз1и сЬеткгледо (Rzeszow, 1999).

7. М1жнароднШ науково - практичшй конференцп "Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии" (Киш, 1999).

Публисаш?. Основний зм1ст робота викладено в 10 друкованих роботах. Структура та обсяг дисерташйноТ робота. Дисертацшна робота складаегь-ся з вступу, 5 роздипв, висновкш, списку використано! лгеератури та додатюв. Матер1алн дисертацшно1 робота викладено на 134 стор. машинописного текс-1у, шюстровано 44 рисунками, текст м1стить 3 таблиц!, у б1блюграфп наведено 138 лгсературних джерел, дисертащя м1стить 7 додатюв.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У першому роздал! зроблено анал1з шформацп про властивосп природних цеолтв та '¿х практичне застосування у тваринництв1, рослинництш та в про-мисловосп. Наведено даш про вщом1 технологи переробки цеолшэво'« сирови-ни, розпинуто вздому шформаццо про сушшня дисперсних матер1ал!в в потощ сушильного агенту. Освплеш теоретичш основи др1бнодисперсного подаб-нення твердих матер1алш, сформульовано цип та завдання дослщжень.

Другий роздал присвячено експериментальному дослэдженню процесу су-мкного пoдpiбнeння 1 сушшня цеолита. Розроблено фiзичнy модель процесу сум1сного розмелу та сушшня цеолтв у млиш "Аерофол", у вщповщносп з якою прийнято допущения, що для частинок цеолпу розм^ром до 5 мм сушшня

можна розглядати як прочее у "киплячому" uiapi, для частинок бшьших розмь piB процее доцшьно розгаядати як сушшня у фшьтрашйному noToqi сушильного агенту.

Для в становления кшетики розмелу у млиш самоподр1бнення "Аерофол" проводилась серш дослщжень на лабораторнш Moaeni млина шаметром 2,0 м та довжиною 0,67 м, що на 5% вод корисного об'ему заповнений ттами роз-мелу - кулями (схема установки та методика дослщжень детально описана в роздаш 3.1.). Для кожного дослщу швидисть обертання млина складала 21 об/хв, що становитъ 70% вщ критично!' швидкосп. Установка працювала в пе-рюдичному режиму маса завантаження млина складала 1400 кг.

Для апроксимаци залежносп змши середнього дааметру частинки цеолиту в

млиш в чаа d = f(j) використано вираз d(j) = dn ехр(—ССТ) який нази-

ваютъ основним ршнянням кшетики розмелу.

сМО ,м

Результат апроксимаци", наведений на рис.1. Значу-inicTb апроксимаци' пщтвер-джена ошнкою множинного коефодента детермшаци (R2 = 0.9813) F-KpHTepieM Ф1ше-ра, (25593), який перевищу-вав критичне значения для р1вня значущосгп 99% (29.457). 3 допомогою про-грами "Ехсе1-97" розрахо-вувалось значения кшетич-ного коефодента розмелу а, якесклало 1,3132 1/с.

Дослщження юнетики сушшня в "киплячому" ша-

Рис. 1. Залсжшсть ссрсднього даанстру частинок цеош-ту d вщ трнвалост1 процесу розмелу т.

pi проводили на установи!, де "киплячий" стан матер1алу досягався продуваниям теплоноси (нагрпге атмосферне повпря) знизу вверх через шар зернистого материалу, розмщеного на решггщ. Дослщження проводились для щентичних гщродинам1чних умов i трьох риних початкових вологостей матер1апу: 5,24%, 8,56% i 18,63%. Даш дослщжень евщчатъ, що тшьки для материалу з початко-вою волопстю 18,63% характерна наявшеть 1 перюду сушшня. Для матер1алу з початковою волопстю 18,63% з використанням методу Ликова визначено кое-фщ^ент швидкосп сушшня Ке для другого перюду, значения якого склало ft=0,02346 1/с.

Дослщження процесу сушшня кускових цеолтв в умовах вшьного обть кання "¿х сушильним агентом проводились на установки, в якш на спещалынй рамщ помвдався п'щготовлений зразок цеолпу певного екв1валентного шамет-ру. Процес сушшня для вах дослщжуваних розм!р1в частинок здШсгаовався за щентичних гщродиналичних умов. Даш дослщжень свщчать, що для вс1х кше-тичних крив их характерна наявшсть ! першого I другого перюдов супиння, час сушшня зростас ¡з збшьшенням середнього даметру частники.

Детально розгаянутий сумгсний процес роз мелу та сушшня, який реалЬуе-ться в млиш самопощмбнення "Аерофол". Белию швидкосп обертання барабана млина "Аерофол" зумовлюють зважений стан основноГ масн матер1алу, який подр!бнюсться. Тому для розроблення математично! модел1 прийняте допущения, що умови сушшня вщповщають умовам вшьного обтжання частинок цеол!1у потоком сушильного агенту. Сумщення процесу сушшня та розмелу зумовлюе безперервне розкритгя нових поверхонь, тому прийняте допущения про реалззащго процесу сушшня тшьки в першому период, тобто тшьки з по-верхш частинок. Прийнято також допущения про кулеподабну форму частинок цеол1ту, який пощмбнюегься, що збертасгься протягом всього процесу розмелу (положения пщтверджено даними ¡нших дослщник^в).

Математична модель сумюного розмелу та сушшня природних цеолита розроблена шляхом сумгсного р1шення р^вняння юнетики процесу сушшня

<Л¥

-Оц— = ксР(т)(хн-х) (I)

ат

»

в якому змiннa поверхня масообмшу визначаегься з допомогою встановленоТ апроксимацп (рис. I), з р^внянням матер1ального балансу сушшня

о). (2)

Юнцеве ршняння, що встановлюс зм1ну вологосп цеол1ту в час1, мае виптад

IV =

g + Wn

ехр{— [ехр(аг) -а

(3)

да 8 =

Оц

А =

бОфс Ьр^п

(4)

20

16

г *

12

0

Ефектившсть сушшня цеолтв в умовах рсагазацй процесу суш-сного розмелу та сушшня ощню-валася шляхом пор1вняння екс-периментальних даних щодо сушшня цеолтв в "киплячому" шар1 з розрахунковими даними, отриманими з допомогою формулы (3). Для розрахугасу при-ймалися ¡дентичш режимш параметра початков1 параметри та однаковий середшй диаметр час-тинок цеолпу, який сушився, (у випадку сушшня в "киплячому" шар! протягом процесу сушшня вщ не зм1гаовався). Даш порш-няння, представлеш на рис. 2, дозволяють сгверджувати про значно бшьшу ефектившсть процесу сумюного сушшня та розмелу. Для такого способу реаль зацн процесу в зв'язку з вщсутшстю другого перюцу сушшня кшетична залеж-шсть прямолшшна.

Перетворенням р^вняння (3) можна отримати вираз

111111

\УТ -18,63% 1 - Експс) ниснтялън! дан1 сушЬшя ■ "ншллмиу" шар! 2 - Р*зрахунк*в1 дан! у е1дпн1дн>гг1 з р1вттшжм (3) -

1 /

2 V /

ь

о

120

360

480

240 X, сек

Рис.2.Портняння експериментаяышх та розрахун-кових даних суппння цеолтв.

Т = —1я а

А 8 + \

(5)

який за умови можна використати для розрахунку необхщного часу

сушшня тсри, який забезпечуе заданий кшцевий вологовм1ст цеолтв.

Треттй розшл присвячено дослщженню впливу режимних фактор1в на сумю-ш розмел та сушшня природних цеолтв в млиш самоподр1бнення "Аерофол". Схема дослщно - промислово!' установки, на якш проводились дослщження, представлена на рис.3.

У вщповщносп з схемою, сировина, попередньо пщвезена до установки, грейферним краном завантажувалась в бункер I, звщки поступала на пластин-

чатий живильник 2 i дал1 через завантажувальний короб - в млин самопощмб-нення 3.3 камери згорання 4 в млин пщводились гаряч1 гази. Рух газового потоку через установку забезпечувався вентилятором 5. Винесений з млина продукт поступав в вщцентрово - прохщний сепаратор б, де пщлягав класифжацй. Крупка збиралась в окремому бункерь а др1бний продукт разом з потоком газу поступав в циклон 7, де вш в1ддшялась вщ потоку i через стр1чкову вагу 10 направлялась в бункер пневмогвинтового насосу 11 для транспортування в силос. Найбшыи др1бна частина готового продукту вловлювалась рукавннм фшьтром 8, розрщження в якому створювалось димотягом 9.

Рис 3. Схема досшдно - промнслово1 установки "Асрофол": 1 - бункер, 2 -пластинчатий живильник, 3 - млин саиопощнбнення "Асрофол", 4 - камера эгоряння, 5 - вентилятор, 6 -вщцентрово - прохщний сепаратор, 7 - циклон, 8 -рукавннй фшьтр, 9- дииотяг, 10 - стр1ч-кова вага, 11 - нневыогвиитовий насос, 12 - вологовщдшювач.

Шляхом анализу даних дослщно - промислових випробувань, тдтвердже-ними розрахунками з використанням розробленоК математично1 модел! сумю-ного розмелу та суциння природних цеолтв встановлено, що л1мпуючою ста-даоо процесу с розмел.

Дослщження щодо сумкного розмелу та сушшня цеол^тово1 сировини з ви-користанням млина "Аерофол" проводили в два етапи. Волопсть цеолиту в на першому еташ випробувань складала 8,4%-10%, на другому еташ - 17% - 18%

Було вивчено вплив швидкосп

сЛО'.м

1.7 1.5 1.3 1,1 • 0,9 0,7 ■

✓ \

л

у

/ "О" Режим 1 •О" Режим 2

/

10

20 30 40 Завантаження млина, %

50

обертання млина, коефвдента за-повнення його кулями, запального ступеня заповнення I вшрат газ1в на стутнь подр1бнення продукту. Для дослщжень швидюсть обертання млина зм1нювалась в ¡нтервал1 вщ 72,5% до 85% вщ критично'1, коефщент заповнення кулями - вщ 0,3% до 5% вщ кори-сного об'ему млина вщповщно, витрата газ ¡в зм1нювалась в межах вщ 6000 до 14000 м'/год. По-чаткова крупшсть сировини складала 0-300 мм, температура сушильного агенту на входа - 320°С. Рис. 4.3алежшсть середнього дааметру цеолшв Дослщження середнього дааме-вщ завантаження млина ( режим 1 - початкова ^ поф6тного ^^ в|д за.

волопсть В1дп0В1дас весняним, оешшм та зимо- , ..

« вантаження млина (рис.4), а та-

вим умовам експлуатаци; режим 2 - початкова _ ^ '

волопсть вщповщае штнш умовам експлуатаци). КОЖ залежН1СТЬ ДИСПерСИ р03П0Д1-

лу частинок цеолиту в готовому продукп, яка носить подабний характер показали, що як для сировини з поча-■псовою волопепо, яка вщповщае лшнм умовам експлуатаци, так 1 для сировини з початковою волопстю, яка вщповщае зимовим, осшнш та весняним умовам експлуатаци, характер залежносп подабний, хоча для кожного ¿з цих ви-падкш характерш певш вщмшносп, що унеможливлюс розробку единоУ стати-стично'1 модель

Залежносп середнього дааметру подр^бненого цеолпу та дисперсй розпош-лу частинок цеолпу в готовому продую! вщ витрати сушильного агенту для обох дослщжуваних режим!в початковоТ вологосп цеолпу мае однотипний (лшШний) характер з однаковнм кугом нахилу прямой Проте дослщжуваш ре-жими не описуються одшао прямою; для цеолтв пщвищено! вологосп значения цих величин дещо бтыш, шж для цеолтв нормально! вологосп. А це ще раз евщчить про неможшшеть розробки еданоУ стати стично'1 модел1 дня обох дослщжуваних випадюв.

Залежшсть фракцшного складу продукту вщ початковоУ вологосп представлена на рис.5. Як видно ¡з рисунку, змша початково1 воло-го<гп суггево зм1нюе характер розподшу частинок за класа-ми, значения стати стачного середнього розм1ру частинки в кшцевому продукт! для двох режим1в суггево вщр1зняеться. Це вказуе на те, що процес ви-значасться ¡ншими яюсними показниками.

В четвертому роздш розг-лянуп метода прогнозування параметрш промислового про-

Рмгар пгплк, 7 ми

Режим 2

Режим 1

Рвс.5.3алежшсть фракцшного складу продукту вщ

початково» вологоси (р.1-\Уп=9,75%, 18%)

цесу сум1сного розмелу та су-

шшня природних цеолтв в млиш "Аерофол".

3 використанням методу перевантажувальних режнм1в визначалась гранична продуктившеть млина, яка с об'ективною характеристикою ефективносп процесу розмелу, визначасгься умовами розмелу I вщображае граничш помо-льш можливосп млина для даних режимних параметрш. Дослщження цим методом пщпвердили реалыпеть управлшня гранулометричним складом готового продукту в певних межах шляхом змши таких режимних параметр1в процесу, як витрата сушильного агенту та завантаження млина.

Опираючись на даш цих дослщжень, була розроблена статистачна модель, з допомогою яко! представлясться можлив1сть визначити вихщ окремоУ фракцп меле них цеолтв в готовому продукп за умови конкретних значень змшних режимних параметр1в процесу. Ивняння поверхш вщклику мае вигляд:

А = Во+В^+ВЛ+ВиХЛ+ВцХ^+Вгда

(6).

Для обох дослщжуваних дапазошв вологосп встановлеш коефщ1снти рег-респ, значения яких вщображеш в табл.1.

Ощнка значущосп регресн доведена шляхом анал1зу значень коефщ1ента детермшацн та критерив Фишера, розрахованих з допомогою програми "ЕХСЕЬ-97" для р1внянь, яю визначають вм1ст кожно\ Ь фракцШ в готовому продукп. Це дае можлив1сть використовувати отримаш р1вняння для розра-хунк1в виходу окремих фракцШ цеолпу в розмеленому продую! у випадку реа-лшацп промислового процесу.

Таблиця I.

Результата розрахункш поверхонь вщклику_

ФракцЫ продукту Во Вх Bj Вп Вп В22

Початкова волопсть 8,4%-10%

+2 -5 мм -28,782 2,351 0 -0,05 0,152 0,003

+ 1-2 мм -30,683 4,568 0 -0,109 -0,038 0,051

+0,25-1 мм 65,649 -1,307 0 0,014 -0,237 0,045

+0,08-0,25 мм 48,701 -1,995 0 0,049 -0,072 -0,03

+0,04-0,08 мм -176,288 -14,92 70,303 0,336 -3,291 -0,081

-0,04 мм 43,523 -3,613 0 0,082 0,016 0,003

Початкова волопсть 17%- 18%

+5- 10 мм 11,511 0,539 -4,801 -0,003 0,387 -0,047

+2 - 5 мм -113,713 3,627 15,448 -0,057 -0,396 0,151

+ 1 - 2 мм -104,403 1,169 25,393 -0,046 -1,536 0,102

+0,25 - 1 мм -12,031 6,064 -0,704 -0,067 0,007 -0,264

+0,08 - 0,25 мм 15,142 1,039 -0,688 -0,011 -0,038 -0,039

-0,08 мм 302,463 -12,423 -34,432 0,186 1,572 0,393

На ochobi даних дослщно - промислових дослщжень розраховаш параметры промислово! установки, на якш плануегься використовувати млин "Аерофол" d=5,7, L= 1,85м. Результата розрахункш показують, що така установка забезпечить р1чну продуктившсть 250 ООО т.

Четвертий розшл дисертаци присвячений розробщ промислово! технолоп"1 виробництва цесиптовоУ продукци та дослщженню оптимальних режим1в робота окремих апараттв. ПроаналЬовано ¡снуюче виробництво цеолггово1 продукци на Затисянському Х1мзаводь встановлеш його недолжи. 3 використанням даних описаних вище дослщжень розроблена технолопчна схема виробництва цеолгсовоТ продукци, основним апаратом яко! е млин самоподр1бнення "Аерофол" (рис.6).

У вщповщносп з розробленою технолопчною схемою (рис.6), видобута в Kap'epi сировина з розм1ром кускш до 750 мм автосамоскидами транспортусть-ся в дробарний цех, де розвантажусться в прийомний бункер 1. За допомогою пластинчатого живильника 2 вихщний цеолп- подасгься в щокову дробарку 4. Руда доводиться до крупносп 0 - 300мм i дал! стр!чковим конвесром 5 подасгься у бункер 21,а з бункера в завантажувальну камеру 6 млина 8 "Аерофол". Для одержання необхщно!" тонини розмелу в млин додають до 3-5% вщносно об'ему барабана тша розмелу (Kyni). Для сушшня матер1алу використовують

" " Астратра

Рис.6. Технолопчна схема виробництва цеоштово1 продукцм з використанняи процесу су-шсного розмелу I сушшня цеоятв в млнш самопощнбнсння "Аерофол":! - прийомний бункер, 2,26 - пластинчатий зкивнльник, 3 - бункер, 4 - щокова дробарка, 5 - стр1чковий кон-веер, б - завантажувальна камера, 7 - шчка, 8 - нлин "Аерофол", 9 - гравгсацшнин сепаратор, 10 - бункер, 11 - батарейш цикпони, 12 - засшнка, 13 - еяектрофшьтр, 14 - шибер, 15 -днмотяг, 16 - труба, 17 - таршьчатий жнвидьник, 18 - грохот епектров1брац1Йний 19 - елева-тор, 21 - бункер, 20,22 - шштряно - циркуляц1'йяий сепаратор, 23, 24 - бункери готового продукту, 25 - апарат для затаривания.

сушильний агент, який одержують в печ1 7, що працюе на природному газ1 з температурою всередиш барабану 400 - 450°С. Подр1бнений продукт виноси-ться газоповпряним потоком в сепаратор 9, в якому вш подшясгься на класи + 1 мм 1 1-0 мм. Клас +1 мм за допомогою таршьчатого Ж1шильннка 17 подае-ться на двохеитовий електров1брацШний грохот з розм^рами ком1рок верхньо-го сита 5 мм, нижнього - 2 мм. Одержан! на грохот! класи направляються у вщ-

повщш бункери, звщки за допомогою апараттв для затарювання 25 готова продукция запаковусться i в ¡два нтажу егь ся споживачам.

Клас +5 мм елеватором 19 повертасгься на додаткове подр1бнення. Газо-повпряна сум1ш з цеолитом класу 1-0 мм проходить осадження в циклонах 10 першоГ стада, де видшяегься цеолгг класу +0,1 мм. Дал1 продукт направляегься в повпряно - циркулящйний сепаратор 20. Продукта +1 мм 1 -1 мм направляю-ться в бункери готово-! продукцп 23. В сепаратор 22 поступае осаджений пил з циклошв друго! стада 11 класу +0,03 мм. На третш стада електрофшьтр видшяс пил класу -40 мкм. Повлря пюля електрофшьтру м!стить не бшьше 3-5 мг/м3 пилу, що вщповщае саштарним нормам.

висновки

1. Розроблена eнepгoзбepiгaючa технологична схема виробнищва цеол!товоУ продукци заданого фракцшного складу, у якш запропоновано використову-вати як основний апарат млин самоподр1бнення "Аерофол", сепарация здай-снюстъся двохспупенево на гравггацшному та повпряно - циркулящйному сепаратор!.

2. На основ! анал1зу експериментально дослщжено!' кшетики розмелу цеолиту в млиш самопощлбнення "Аерофол" розраховане значения кшетичного кое-фвдента розмелу а, якесклало 1,3132 1/с.

3. Розроблена математична модель сумкного розмелу та сушшня цеолтв. На пщстав1 анал1зу модел1 з вихористанням даних експериментальних досль джень встановлено, що процес л1млусгься розмелом.

4. На дослщно - промисловш установщ з млином самопощмбнення "Аерофол" проведен! дослщження, на основ1 яких встановлено залежшсть фракцшного складу вщ режимних параметрш процесу та розраховано значения продук-гнвносп установки з млином 6 = 5,7х 1,85 м, яка склада 41,5 т/год.

5. Розроблена статистична модель сумюного розмелу та сушшня цеолтв в млиш самоподр1бнення "Аерофол" для сировини з початковою нормальною та пщвищеною вололспо, встановлено, що основними режимними параметрами, яю дозволяють регулювати фракцшний склад готового продукту, е величина витрати сушильного агенту та завангаження млина матер1алом.

6. Дослщжена сепарац1я подр1бнених цеолтв на гравпацшному та повпряно -циркулящйному сепараторах. На основ 1 анал1зу даних дослщжень для тех-нолопчно1 схеми вибрана двохступенева сепаращя Ь встановленням на другой ступеш повпряно - циркуляцШного сепаратора власно! конструкци.

7. Розроблеш вихщш даш для проектування промислово-! установки ви-робництва цеолгговоУ продукцй заданого фракщйного складу, як! передано в проектну частину ВАТ "ПРХ1МПЮМ", розрахунковий економ1чний ефект вщ впровадження розробки складае 412 ООО гривень.

Основний вмнгг дисертащйноТ робота воображено у публисащях:

1. Гумницький Я. М., Мальований М. С., Ларш В. А. Кшетичш особливосп фЬично! активацн цеолтв у млиш самопощмбнення "Аерофол" . //Х1м.промислов1сть Украши.- 1999.-№3.-С.41 -45.

2. Мирослав Мальований, В'ячеслав Ларш, Микола Саннисов, Володимнр Троцький Еколопчно чиста енергоощадна технолопя модифнсування при-родних дисперсних сорбента шляхом сумщення технолопчних проце-с1в//Вкник Державного ун1верситету "Лыгаська полггехнпса". С ер ¿я "Проблеми економп енергп".-1999.-№2.-С .284-288.

3. Мальований М.С., Ларш В А., Троцький В.1. Установка подрЮнення цеолпу з використанням млина самоподрйнення "Аерофол"Юкотехнологии и ре-сурсозбережение.- 1998.-№6.-С.54-57.

4. Мирослав Мальований, Вячеслав Ларш. Дослщження сумкного помолу та суилння природних цеолтв//Техшчш в1сп.-1998.-№1-2.-с.56-58.

5. Измельчение природных цеолитов на мельницах сухого самоизмельчения типа "Аэрофол'7 И.И.Зозуля, ВАЛарин, М.С.Малеваный и др.// Хим.промышленность.- 1991.-№б.-С.54-57.

6. Комплексная переработка цеолитового сырья/М.С.Вайда, ВАЛарин, М.С.Малеваный и др.//Хим.промышленность.- 1992.-№5.-С.25-28.

7. Мальований М.С., Саннисов МЛ., Одноргг З.С., Ларш ВА. Рацюнальш технолог» модифнсування природних дисперсних сорбенпв га застосування цих продукта в природоохоронних цшях// Труды научно-технической конференции "Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов"-Щелкино.- 1999.- С.78-80.

8. Мирослав Малеваный, Зоряна Однориг, Николай Санников, Вячеслав Ларин Совмещение процессов в технологиях модификации природных дисперсных сорбентов// Х1Л1 Zjazd паикозду Polskiego Юд-аггузСй'а chemicznego I stowarzyszenia т2угиего\у 11есЬгако\у рггешу51и сЬеписгз^о. -Иге:52£>\¥.-1999.-Р.203.

9. Енергозбер1гаюч1 технологи акгивацй природних дисперсних сорбенгпв/Ма-льований М.С., Ларш В.А., Саннисов МЛ. та ¡нш.// Тез. докл. междунар. на-учн-практ.конф. "Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии".-Киев: 1999.-С.134.

10.Гумницький Я.М., Мальований М.С., JlapiH ВА. Кшетичш особливосп фь-зично! акгивацп цеолтв у млиш самоподр1бнення "Аерофол"//Тези доповь дей 3 украшсько - польського симпоз1уму "Теоретичне i експери-ментальне вивчення м1жповерхневих явищ та ïx технолопчне застосування"-Льв1в, 1998.-С.82-83.

УМОВН1ПОЗНАЧЕННЯ де А - процентний bmîct певно1 фракцй в Maci пощлбненого цеолпу; В0, Bi, Bi, Вц, Bu, B22 - коефвденти perpeciï; dn - початковий середнШ дааметр частники, м; d(v) - середнш дааметр частники на момент часу т, м. GM - продук-тивн1стъ млина, кг/с; ¥(i) - значения сумарно'1 поверхн1 частинок на момент часу г, м2; ке - коефвдент швидкосп сушшня, 1 /с; L - витрата сушильного агенту, кг/с; Xi - завантаження млина матер1алом, %; Хг- вшрата газ1в, тисяч нм'/год;. хв, хн i х - середнш вологовм1ст сушильного агенту, вологовм1ст сушильного агенту над поверхнею частинок цеолпу, та вологовм1ст сушильного агенту в ядр1 потоку, кг пари/кг. сухого повлря . Wa , W- середнш початковий вологовмют цеолпу та середнш вологовм!ст цеолпу на момент часу t, %; а -кшетичний коефщ1ент розмелу, 1/с; рц-густина цеолпу, кг/м3.

JlapiH В A. CyvicHe подр1бнення та сушшня природних цеолтв. - Рукопис. Дисертац1я на здобутгя наукового ступеня кандидата техшчних наук за спещальшспо 05.05.13. - машини та апарати х1м!чних виробництв. -Державний университет "Львшська полгсехниса", Льв1в, 2000.

Дисертащю присвячено дослщженню сум1сного пощйбнення та сушшня природних цеолтв в млиш самопощмбнення "Аерофол". Розроблена матема-тична модель сумюного розмелу та сушшня цеолтв. На тдстав1 аналЬу модеш з використанням даних експериментальних дослщжень встановлено, що процес л1мпусться розмелом. Дослщжено аспекта сушшня цеолтв за методом "киплячого" шару та фшьтрацшного руху сушильного агенту. Встановлена залежшсть фракцшного складу готового продукту вщ режимних параметр ¡в процесу (витрати сушильного агенту та заповнення млина матер1алом), що дае можлив1сть змшою цих параметр1в регулювати фракцШний склад кшцевого продукту в залежносп вщ вимог споживач1в. На ochobï аналЪу даних досль джень розроблена гнучка технололчна схема для випуску цеол1тово1 продукци разного фракцшного складу. Ochobhï результата дисертацшно! робота знайшли впровадження у проекгуванш промислово! установки дня переробки природних цеолтв Сокирницького родовища.

IGnoHOBi слова: природш цеолгги, сушшня, самопощмбнення, млин, класи-ф1кац1я, сепаратор, волопсть, фракщя.

Ларин ВА. Совместное измельчение и сушка природных цеолитов;- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.13 - машины и аппараты химических производств.-Государственный университет "Львовская политехника", Львов,2000.

Диссертация посвящена исследованию совместного измельчения и сушки природных цеолитов на мельнице самоизмельчения "Аэрофол". Разработана физическая модель процесса, в соответствии с которой принято допущение, что для частиц цеолита размером до 5 мм сушку можно рассматривать как процесс в "кипящем" шаре, для частиц большего размера процесс целесообразно рассматривать как сушку в фильтрационном потоке сушильного агента. Экспериментально исследована кинетика помола цеолита в мельнице "Аэрофол", установлена зависимость среднего диаметра измельченного материала от времени помола, определено значение кинетического коэффициента помола а. Исследованы аспекты сушки цеолитов по методу "кипящего" слоя и фильтрационного движения сушильного агента, определены основные кинетические особенности такого процесса. Разработана математическая модель совместного помола и сушки природных цеолитов, использование конечных уравнений которой дает возможность прогнозировать кинетику процесса. На основании анализа данных исследований на опытно - промышленной установке установлено, что процесс совместного помола и сушки природных цеолитов в мельнице "Аэрофол" лимитирует помол. Анализом данных опытно - промышленных исследований, а также на основании исследований совместного помола и сушки в мельнице самоизмельчения "Аэрофол" методом перегрузочных режимов установлена зависимость фракционного состава готового продукта от режимных параметров процесса (расход сушильного агента и заполнение мельницы материалом), что дает возможность изменением этих параметров регулировать фракционных состав конечного продукта в зависимости от требований потребителей. Разработана статистическая модель для совместного помола и сушки природных цеолитов с начальной влажностью (8,4%-10%) и (17% - 18%) на мельнице "Аэрофол", которая дает возможность рассчитывать выход отдельных фракций измельченного цеолита при конкретных значениях режимных параметров процесса. Рассчитаны параметры промышленной установки, на которой планируется использовать мельницу самоизмельчения "Аэрофол", позволяющей обеспечить годовую производительность 250 000 т. Определены значения коэффициентов регрессии, значимость которых подтверждена оценкой их статистических характеристик. На основании анализа данных исследований разработана гибкая технологическая схема для выпуска цеолитовой продук-

ции различного фракционного состава. Основные результаты диссертационной работы нашли внедрение в проектировании промышленной установки для переработки природных цеолитов Сокирницкого месторождения.

Ключевые слова: природные цеолиты, сушка, самоизмельчение, мельница, классификация, сепаратор, влажность, фракция.

Larin V A. Joint crushing and diying of a natural zeolite.

The Dissertation for a Candidate Degree on speciality 05.17.08 - Processes, and equipments of chemical technologe, State University "Lvivska Polytechnica", Lviv, 2000.

The thesis is devoted to a research of a joint crushing and drying of a natural zeolite in a mill of a self - grinding "Airfol". The mathematical model of joint crushing and drying of a zeolite wos developed. Because of analysis of a model with using of datas of experimental researches wos established, that the process is a "boiling" stratum and filtration of movement to the drying agent are investigated. The dependence of fraction structure of a ready product from operating condition of process (charge of the drying agent and filling of a mill by material) is established, that enables by change of these parameters to adjust fraction structure of a ready product depending on the requirements of the consumers. On the basis analysis of the given researches the flexible technological circuit for release of zeolite production various fraction structure is developed. The basic results of dissertation have found introduction in designing the plant for processing of a natural zeolite of Sokimica deposit.

Key words: a natural zeolite, drying, self-crushing, mill, classification, separator, humidity, fraction.