автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Сушка мелкодисперсных высоковлажных материалов во взвешенном слое

РГ6 од

Г ■■ ч / --

~ • ЛЬшистер'ство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации

СИБИРСКИМ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ!! ИНСТИТУТ

На правах рукописи

УДК 00.047.59.096.5:[630.863:547.992.3].001.5(043.3)

БОРИСОВА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

СУШКА МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ (НА ПРИМЕРЕ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА)

05.21.03 — Технология и оборудование химической

переработки древесины; химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск — 1993

Работа выполнена и Ленинградском ордена Октябрьской Революции н ордена Трудового Красного Зиамсш. технологическом институте имени Ленсовета на наф.мри «Процессы и аппараты химической ic.mio.ioiни» и в Сибирском ордена Трудового ¡'¡«¡.-пою Знамени тема), км ачоском пи-еппуте на кафедре ^Процессы осног.ы химпчсскоп технологии».

Научные руководи гели: члеи-корр. АН СССР, профессор Ромамков fi. Г. доыор химических наук, про.ре; сор Репях С. М.

Официальные оппопепти: диктор технических паук, профессор Чудинос Б. С. канд!1дат технических наук, допинг Лсшш Ь. Д.

Ведущая opi аикзацня: ПО «Краспоярскгидролизпром»

диссертации состоится « » <1ЛЮU JK__1УОЗ г. в

па заседании снсппалпзкрованпот совета К 033.83.05 при ордена Тр\'догого Красною Знамени течнологпческом нисги-

3апапа

jO .....

Сибирском туте.

Окллвьт н замечания, заверении.' гербовой печатью, чроспм отправлять по адрес}: CG00Î9, г. Красноярск, нр. Мара, 82, СТИ, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Авюрсфсрат разослан « tA-CQ Jj 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат химических nayi-

Рубчевская JI. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В настоящее время большое внимание уделяет-я развития производства ряда продуктов в мелкодисперсном, грсну-ировакном виде, созданию и внедрению высокоэффективных аппаратов, тлкчагтихся малой энергоемкостью и металлоемкостью, разработке езотходных к малоотходных производств.

Гидролизный лигнин, как известно, зсе е^ё остается обремеки-ельнкм оисодом гидролизных заводов. При переработке раститеяько-з сырья в гидролизной промышленности ежегодно образуется в качсс"-з отхода 2,,0 или. тонн а.с.лигнина. Несмотря кз кногочксдсн-:т.е рекомендации, касаязиеск получения из него цек:ых продуктов, гот крупнотснкагзшй отход перерабатывается в незначительно:; ко-гтестве.

Гидролизный лигнин, имеющий влажность С5*70 представляет )бой полидисперсный комкуэдийся материал, обезвоживание которого :локняется его .характерны?:! свойствами, способствует::! его веол-¡менению и возгоранип.

Проблема промышленного использования лигнина может быть ра-[калько решена путем организации пожаровзрнвобезопаского способа ■о подготовки,' включающего супку и измельчение.

Существующие способы обезвоживания лигнина (фильтр-прессы, нтрифуги, сушильные барабаны, струйные мельницы, трубн-сумкки) ряду с достоинствами обладает и недостатками: повышенно" взрыво-асностъп процесса, низкой производительностью по испаренной клана единицу объема сучильной камеры, необходимостью допочкитель-Я аппаратуры для измельчения лигнина.-

Перспективны-! представляется использование аппаратов взвешен- . го слоя для обезвоживании высоковлажньк мелкодисперсных- материа-в, обуслсвле!:ное высокой интенсивностью процесса тепломясоооб-на, возможностью одновременного проведения процессов супки и из-льчения, высоким качеством получаемой продукции. Фонтанирующий □й в качестве одной из модификаций взвешенного слоя отличаете« тивным гидродинамическим режимом и упрощенным масштабированием.

Сложная гидродинамическая ситуации в таких аппаратах в при-гствии материалов повьшенной влажности тре»ует более тщателько-изучения физики процесса и его моделирования. В атах условиях згстпеннк.1 является учет факторов, обсспседваших область устой-чой работы аппарата'при моептабном переходе от лабораторной ус-<свки к прометенному аппарату.

ч •

Основным фактором, определяющим интенсивность и устойчивость . процесса обезвоживаний, является кинетике тепломассообмена.

Бее вышеизложенное определяет актуальность исследования воз-мо.-кности обезвоживания гидролизного лигнина а аппарате взвекенного елгл, изучения гидродинамики и кинетики сушки в условиях подачи в слой выссковлажных мелкодисперсных материалов.

Цель саботы заключалась в исследовании гидродинамики и кинетики обезвоживания высоковлажних материалов в фонтанирующем слое, экспериментальном определении кинетических характеристик и рехи-мсв устойчивой работы аппарата в реальном процессе при подаче в слой Еысоковлажных продуктов; й разработке эффективного , экономичного способа сушки гидролизного лигнина в пожаровзрывобезопас-ных условиях в аппарате фонтанирующего слоя инертных тел с получением мелкодисперсного материала и отыскании оптимального режима проведения процесса.

Научная новизна. Проведен анализ процессов тепломассообмена, протекавших в аппарате фонтанирующего слоя при сушке високовлаж-ных продуктов, и разработана математическая модель процесса теплообмена, учитывающая влияние контактного теплообмена между частицами, имекщими разную температуру. Установлено влияние контактного теплообмена на скорость-суаки в первом периоде.

Разработаны методики кинетических характеристик процесса обезвоживания высоковлакных мелкодисперсных материалов ио взвешенном слое с использованием дифференциальных кривых отклика на вносимое возмущение.

На основе аналитического подхода разработана гидродинамическая модель аппарата со взвешенным слоем инертных тел, учитывающая геометрии аппарата и влияние влажности выгуливаемого продукта, а также позволяющая определить область устойчивой работы при сушке высокозлапшх материалов с учетом масштабного перехода от лабораторных испытаний к промышленным.

Практическая ценность. Разработана методика определения /.-¡сгл уктойччвой оаботн аппарата йонтанлруяг^го сдоя ииеотпде тгл 'Т-4 Т"ге иикогомаянис матг-риалоп. Лпивегуач* коикпочтжв гмко-.«»"-

• .1кл.!.'.ка роппггчуоссь "¡чс!с1'.0!пхк апплгатч $онттюруглото сеж я;|Я гндролизного лигнина с получением оджтодного •.•<■, л !">дис-

-^рсного продукта, конечная ллк^шось которого не лр*г5.г:ы;т

.' пнобан'ля работн. Основное репультачи работы докла,п,;^.п.;';сь г.

юлучили положительную оценку ка конференции молодых ученых в ЛТИ м. Ленсовета "Молсдие ученые и научно -техничес:скй прогресс" (Ленинград, 1968г.)-, Всесоюзной научно-технической конференции "Тех-пгка ссевдсожижекия (кипшцего слое) и перспективы её развития" • .Л.-Поддубскзя, 1988г.), III—П Всесоюзной научно-технической конференции "Создание и внедрение современных зппзратов с активными' •идродинамическши режимами для текстильной промышленности и производства химических волокон" (Москва,.1989г.).'конференция СГИ по ' тогам научно-тохнических работ (Красноярск, 1992г.)..

Публикации.- По материалам диссертации опубликовано 5 научных абот.

■■Структуре и объем работы.- Диссертации состоит из гзедения, яти разделов, о Стих въяодов по работе, списка литературы и при-:::;ениП. Б работе 21 рисунок,' I таблица, список .литературы насчитает '102 наименования. Материал изложен на. 132 страницах.

' ОСНОВНОЕ СОДШКАШЕ РАБОТЫ -

I. Методу проведение экспериментов.

Экспериментальные исследования проводили з аппарате фонгани-тацего слоя с тангенциальным подводом суиил'ьного агента, ширина :паратз в рабочем сечении 200x200 мм. Такар конструкция аппарата агоприятна для'проведения процесса суглси высоковлажных материалов, к как высокие скорости циркуляции частиц препятствуют образова-и агломератов. Е качестве инертных тел использовали частицы бто-пласта размером 5 мм, фарфора - 4 мм,, стеклянные сарккн - 2+3 ж..

Для определения кинетических характеристик теплообмена была зработанз методика, которая заключалась в том, что-в предваритель-прегретый слой, находящийся в тепловом равновесии с горя"им поносителем и стенками аппзрата, вбрасывалась порция холодных иных частиц с известной массой и известными теплофизнческими зПствами. Колосство сухих и влажных частиц варьировалось таким ■¡азом, чтобы-средняя масса слоя в процессе в различных опытах га постоянной, а доля влажных частиц по отношению к "массе слоя снялась от 0 до I. Температура теплоносителя на входе в алой сдерживалась постоянно?1. Внесение в слой влажных частиц приводи- ■' к нарушении установившегося процесса тепломассообмена, в резуль-

тате чего относительная влажное?* сушильного•агента на выходе из слоя изменялась. Изменение массовой'доли.влаги вброшенных частиц дает, в соответствии с уравнении.« материального баланса, измененш влагосодержания воздуха на выходе из слон:

где: ^о, У - относительная влажность воздуха на выходе из слоя Д( и после вброса влажного материала.

Для проведения экспериментальных исследований по суаке в разное зремп от нескольких варок отбирались пробы гидролизного лигнина, с;,¡спивались, путем квартования бралось необходимое количество материала для опытов. Таким жр образом готовились образцы материала для анализа до и после сушки, диспергирования. Хранился лигнин в полиэтиленовых мешках. Предварительно перед загрузкой лигнина в аппарат производился просев его на сите диаметром 10 мм для отделения крупной щепы и других включений.■

II. Аналитическое исследование устойчивой работы аппарата фонтанирующего слоя

При разработке гидродинамической модели аппарата фонтанирующего слоя с учетом возможного залеганий гидролизного лигнина на гаэораспределительной'.реиетке бал использован вариационный принцип механики.

При работе в сушилках фонтанирующего слоя продукт мо::ет скапливаться у стрнки аппарата, образуя угол естественного откоса мсяду свободной поверхностью материала и горизонтальной плоскостью. Дли связанных материалов угол естественного откоса больше, чем угол внутреннего трения:

ц (9 = / + -——

it - высота слоя; J)H - нась'Ш'ая плотнпст^; - усгорснич

.п'ггг» падогия; ^ - иачнлмгоо согготишш'т едг-пгп.

г;:утп о.чн:-^ о тгрн'.ш X и начальное еоппотдр .:г-;.г.ч С, <:г.:шлтгя воягтолоди, »прг.гтсри^ул7;г.;д код-

':;■.(-.:::; c/nn.

При работе аппарата слой материала находится либо в лссвдо-ожиженном состоянии, 'либо скапливается у стенки сушильной камеры. Реализуется наиболее вероятное состояние слоя с минимальными затратами энергии. Перепад давления воздуха для каждого состояния можно -представить -следующим образом.

Перепад давления в псевдоояиженном слое:

<£>ап I Л "

где: ^>1 - плотность газа, - коэффициент гидравлического сопротивления решетки, - площадь верхнего сечения аппарата,

длина и ширина аппарата, 1л)о - скорость газа в отверстиях решетки: ' "

' «л _А_

• = ТТГч> . о)

■•де: ¿1 - расход- газа," ^ - относительная плотность отверстий, рассчитанная по верхнему сечению аппарата. . . Масса материала, засыпаемого в аппарат:

М+6 ^Р'Я'РТЪ0^ ' (4)

де: СС. - текущая продольная координата, о(. - угол раскрытия аппа-гр

¡эта, / - комплекс величин__

2

С учетом выражения (3) уравнение (2) принимает вид: Перепад давления в стационарном неподвижном слое:

Л

с( - диаметр частиц, <£0 - порозность неподвижного стационарно слоя, л5с. - скорость газа в стационарном неподвижном слое,. I - текущая координата в пределах от 0 до -.'

£ ■

Локальный расход газа через скорость в слое и решетке можно' записать в виде:

1(ц) = = вл£о1&- (8)

а полный расход газа:

Подставляя выражение (0) в уравнение (7) и решая его относительно локального расхода газа, получим: ' * <й>

для ^ ^ 0 (псевдоожиженный слой):

(И)

После соответствующих математических преобразований уравнение для полного расхода газа будет следующим:

&

где: Ь , Е - комплекс величин

Р= alde.lt ___

^Г(У-£е) (14)

Подставляя выражение (14) в равенство (12), находим перепад

~авлення для стационарного неподвижного слоя:

Р _к_____________(т,}

Из возмо^лых вариантов работа аппарата реализуется ретнм с

Д

1031

нимальными затратами энергия. Поэтому для устойчивой работы псевдо-

сжиженного слоя при заданном расходе воздуха необходимо потребовать, чтобы выполнялось условием

Л Гц

Условие V = I достигается при данной массе слоя при определенном значении живого сечения репетки , При Ч* А (¿^состояние псевдоожгокения будет устойчивым, то есть будет выполняться-условие (Тб). •

Получень:ые аналитические зависимости описывают гидродинамику ьроцссса сутки высоковлахных мелкодисперсных материалов в аппарате нанесенного -слоя и .учитывают влияние геометрии аппарата и'влажности продукта на устойчивость фонтанирования.

Предложенный метод расчета позволяет выбрать газораспределительную реветку, обладающую требуемым гидравлическим сопротивлением и обеспечивающую равномерное псевдоожикение.

III. Экспериментальное определение кинетических характеристик процесса сутяки.

Обпепринятый способ снятия кинетики сушки во времени заключается е определении массовой доли влаги в материале в условиях периодического процесса весовым методом. При этом все частицы слоя имект одинаковую влажность, что исключает тепломассообмен меэду

ними.

В условиях непрерывного рекима работы сучильного аппарата устойчивый процесс может быть достигнут только в случае, когда время пребывания высушенного материала в псевдоожиьеннсм слое больше, чем время сушки, и значительная часть частиц вксуоена и прогрета. При этом в процессе соударения возникает контактный тепломассообмен мекду частицами и количество теплоты, подводимой к слою ксн-цуктивно, может быть выше, чем в условиях периодического пропесса, это, соответственно, увеличивает скорость супки в несколько раз.

При непрерывной сулп:е дисперсного материала во взвешенном слое 5олее холодные влажные частицы получают теплоту не только от пег.в-цоокижашцего агента, а также от горкчих инертных частиц п релуль-гпте соударения. Удельный тепловой поток от сухих нагретых частиц { главной частице будет'"пропорционалгн количеству сухих нагретых ;пгт.тн и г-'.^ностн температуп между сухими и влажными частицами:

где: Я^ - поверхность нагретых частиц, коэффициент контакт-

ного теплообмена, - температура влажных л сухих частит',

соответственно

Одновременно сухие частицы, отдавая теплоту в процессе■сушки, получают такое же количество теплоты от псевдоожинаюцего.агента в результате конвективного теплообмена:

где: /"> - поверхность влажных частиц, - средняя температура газа в слое, - коэффициент меягфазного теплообмена.

Тогда тепловой баланс в процессе сушки влажных частиц для первого периода можно записать в следующем виде:

г м ^ = ^ (I -&<) А/& -а) с к)

где: 'Т - скрытая теплота парообразования, М - масса влажные частиц.

Температура ожижащего агента на выходе из аппарата можно найти, решая совместно уравнения теплового баланса и теплоотдачи:

(20)

Левая часть представляет количество теплоты, передаваемой от газа к слою (без учета тепловых потерь от газа к стенке), а правая - количество теплоты, получаемой слоем. Разделив переменные и проинтегрировав уравнение .(20), получаем решение в виде экспоненциальной зависимости: .

"¿бах ~ О _ 0_STZ

j-=f - t te (-Л)

iix - 6

Среднее значение температуры газа, отнесенное ко всей поверхности материала, находящегося в фонтанирующем слое, получаем интегрируя уравнение (2Т):

//.

оСР [ ' ■■:.:) (22)

Решая совместно уравнения .(21) - (22), могло получить связь езду температурой теплоносителя в слое и температурой;его на вы-

• Решение.уравнений (Т7) -;'(23) дает возможность определить ко->14еетво теплоты, полученное контактный' способом, и значение кооф-ациента контактного теплообмена при заданных значениях скорости начальной температуре олсижагацего агента.

Кинетические кривые определялись в автоматическом режиме по зивъм изменение влажности воздуха на выходе из аппарата, регистра-1Я которых производилась льезосорбциокшм гигрометром. Разл:ганз» >.сса вбрасываемых владных частиц позволяла проследить влияние су-гх прогретых частиц, находящихся в аппарате (что характерно для ¡прерывного режима обезвоживания), на скорость сушки"материала.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что ■ношение количества теплоты, полученного контакткьм способом, к 'щеглу кол:гчеству теплоты, затраченному на сушку, меняется- от 10 60 % з зависимости от доли влажного материала в слое. Иселедо-ния, проведенные с частицами разных размеров доказали, что о соотношение уменьшается с увеличением их 'диаметра при прочих вных' условиях.

" Сцепка показывает, что при влиянии контактного теплообмена олость сушки в непрерывном режиме может в 1,5:* 1,7 раза превн-ть скорость сутки в условиях периодического процесса. Из этого едует, что в реальных условиях средняя влажность частиц слоя п,ет значительно госкс, что имеет существенное влияние для оцен-устоРчивисти гидродинамического режима и процесса сушки в цел.

Как показьтвэлт полученные результаты, разработанная модель-этвг.тствует физической картине процесса теплообмена в ронтаки-таем слое.

■Ц

ИГ. Исследование влияния технологических. параметров' ■ сушки на интенсивность процесса «'свойства-гидролизного лигнина.

Основными факторами', 'определшздши интенсивность'.процесса суй кк и качество получаемого продукта, являются расход, температура и спорость сушильного агента, расход и влажность материала, его дисперсность, размеры слоя, живое сечение газораспределительной решетки и другие. Ввиду елс пости задачи получения воздушно сухого материала путем сушки во взвешенном, слое,-аналитическое "её решение не представляется возможным. Экспериментальное изучение вопроса также весьма затруднено вследствие большого числа'взаимосвязанных, параллельно протекающих при.сулке процессов.

Для анализа влияния отдельных факторов, активного соверсеист-Еованиг: процесса, получения возможно'болео полной информации при минимальном объёме -эксперимента было решено провести его по плану Бокса—3. . "

- После тщательного отбора переменными факторами были выбраны .следующие технологические параметры: - скорость сучильного агента на входе в аппарат, Х^'-.начальная температура сушильного•агента,, Хц - расход влажного материала..-В'качестве выходных параметров вкбралк: У^ - конечная влажность материала, У 2 - производительность аппарата по испаренной влаге, Уд - напряжение аппарата по влаге, Уд - удельный расход влажного воздуха, У^ - удельный расход тепла, У0, - гидравлическое сопротивление аппарата, Уу - средний диаметр частиц.

Была составлена матрица' планирования эксперимента. Огштнке значения факторов У?, У^, Уг, определялись путем измерения, а Уо, Ул, Уд рассчитывались на основе опытных данных.

Результаты экспериментов аппроксимировались полиномами второй степени. Решение уравнений■сводилось к нахождению соответствующих коэффициентов регрессии -и их дисперсий. Гипотеза об адекватности регрессионных моделей проверялась-по критерию Фишера.

Полученные при обработке экспериментальных данных соотношения представлены на рис. 1-, где выходные параметры даны как функции каждой из независимых переменных при фиксировании двух других

кс основном уповне. ' ■

Л С ^ Г С Г"

"а рис.Т(а) дань; зависимости У^ Хт), = т(Хт), У г

i4•

■Конечная влажность лигнина, Елагосъем, -напряжение аппарата' по вла ге оказались независимыми от скорости-газа."'

С одной-стороны, при увеличении Х^. возрастают относительные, скорости движения фаз, -возрастает-турбулентность- находящейся-в-не . прерывном сложном'-движении гетерогенной .системы и, следовательно, растет скорость тепломассообменных процессов,-протекающих между-, разами, что должно сказаться на численной величине факторов .

^ другой.стороны, однако, параллельно.с зтим растет динамический напор газового по-х-ка и связанные с ним унос твердью частиц, уменьшение времени пребывания материала в слое. Принимая во внимание то, что при влажности ниже SO % гидролизный лигнин легко- дробится и вместе с газовым потоком из аппарата удаляются боле-тяжелые, то есть более влажные частицы,'причем по ходу движения-до циклона влажность их снижается. Результатом этого противоречи-вого^влияния X-j, по всей видимости, и явилась независимость.факторов Ур У^,- У3 от. скорости сушильного агента.

Как наглядно видно из рис.Ка) увеличение скорости газа отрицательно сказывается на показателях интеомичности процесса - удел! кых расходах воздуха и тепла, а такие, что очевидно,'на гидравлическом сопротивлении аппарата. -

Таким образом, стремление добиться интенсификации процесса • за счет скорости сушильного агента- к .таковому результату не привело.

Действенным фактором оказалась температура газового потока. Вследствие повышения движущей силы теплообмена между сушильным агентом и частицами конечная влажность материала с ростом ст.~ кается и, соответственно, растут влагосъем и напряжение аппарата по влаге. В диапазоне значений Хо от -I до I (150 -г 250) конечная

/Л

влажность материала снижается от 9,6 до 3,6 %, однако У 2 и У3 изменяются мало.

Повышение температуры газа связано с уменьшением его удельного расхода. Перепад его .значений между нижним и верхним уровнями варьирования невелик -"от 10,8 до 9,1 кг/кг и объясняется изменение:.: плотности воздуха, связанный с сто температурой.

Удельный расход тепла - результат двоякого влияния температуры - вследствие снижения' конечной влажности материала с ростом Х^ он уменьшался и одновременно возрастал ввиду'увеличения расхода теплоты на нагрев газа до большего Xg. Кривая обращена

еьт^клостью к оси ординат и наибольший темп роста У г находится в

fß:

юно'меньших значений Х^. Ладравличссзо©.чсЬхфЬтяглёяяе -аппарата, ;ак и*.следовало ожидать, оказалось незавксйшгд'Ьт--кйч&шссф-.те^ юратуры газа.

Следует такие добавите, что прн.'зцб'ор.й рафчкх-зкзчениЯ'-^ • [еобходимо учитывать eqi и то, что -при больших значениях*'скорости ¡удильного агента и высокой его температуры з аппарате может воз-икнуть сутуация,-. связанная'с опасностью, возгорания: Находящихся . слое частиц лигнина. При отдельных режимах.в ходе проведения кслериментов зарегистрированы случаи. зозникновения -тления и даже озгоракия обезвоживаемых частиц. Излишняя- интенсификация теплопод-ода, таккл'образом, является "предпосылкой, способной вызвать край-е опасную обстановку в сушилке, вследствие чего верхнее значение йчгльиоП температуры воздуха не следует выбирать вызе 2С0°С.

Существенное влияние на 'зыходные параметры оказал расход

лажного материала (рис.Хв). При увеличении его . от 10 до 20 кг/час

кзчптельно (1,7 раза) возрастает его конечная влажность, однако

аибо.тьпее её значение остается вполне приемлемым - 8,3 %. Следст-

•О

я с* этого является резкое возрастание У2» изменяющегося з том же нтерзале значений Хо более чем тз два раза - от 6,Г до,- 12,5 кг/час, У-5 ■- от 1229 до 2507 кг/м3*час. Такт.! образом, названные резуль-атк подтвердили правильность выбора диапазона изменения Х^.

Вследствие увеличения вдвое влагосъема также в два раза синился цельный расход воздухз при изменении Хд от -I до I. В свою ¡.-ергдь ото вызвало соответствующее изменение удельного расхода гпла от 2690-до 1273 кДк/кг. Следовательно, -дзяе;дгои максимальней рс-лзвсдитслы-юсти сушилки по влажному материалу гидродинамическая Зчтановко, условия и результаты контакта фаз сохранили вполне цовлетворительные значения.

Следует отметить влияние режимных условий процесса на кзмель-2с:-,:ость материала в ходе обезвоживании. Результаты обработки тышь-х дгнадлс показали, что ни одна из выбранных независимых

на размере частях высупешого материала ие сказьдазется.

Степгнь измельчения во всех окспергмс-нтах оставалась практа-.v--:h постоянно«» и равнялась Lte ",46. Действительно, высуиетг* ■ точности ГО "„ гидролизный лигнин является весьма хрупким легко интервалом. К тому w л аппарате фсктш ¡фуслпго едок

гу"-т'г; иггользованкел слоя -.^ертг.ых частиц происходит дроб-xcswrj:::? гподукгс в результате соударения с инерток и

Елигтние способа сугки-на фракционный состав гидролизного', лигнина'/

стенками аппарата.

¡йглпдное представление об изменения гранулометрического состава при сушке в фонтанирующем cr.ce инертных тел дают графики на рис.2, Частицы лигнина, высушенного на воздухе в неподвижном слог, имеют различные размеры. псичем максимальный диаметр 3 мм. Наибольшая доле в полидисперсной смеси принадлежит частицам размером от 0,5 до 2 №. При супке вследствие сильного измельчения доля фракций пазмером более :1,5 мы практически становится равной нулю. Основную массу материала при ртом составляют частицы размером 0,1 ~ 0,3 мм, то есть дисперсность материала заметно усиливается. Средний диаметр частиц достаточно однородного сухого порошка равен 0,28 ).5м.

Б связи с тем, что обезвоживание гидролизного лигнина характеризуется несколькими выходными параметрами, значения которых должны учитываться при ведении технологического процесса, то необходимо было отыскать оптимальный режим, обеспечивают:}', высокие

гаказатели сушки.

. Решение этого вопроса заключалось -в -'отьюканин обобщенного араметра оптимизации. Било установлено,- что оптшадьниП-'ртаапд про-.сссз суски' лигнина в. аппарате фонтанирующего.''слоя'достигается при V^ - 0,64,- 0тему значению соответствуют входные .параметры: = О м/с, -Ь =• 150°С, ' &

=20 кг/час; В этих условиях'конечная личность материала составила 4',26 %, производительность аппарата о испаренной'влаге 12,54 кг/с, напряжение аппарата_по злаге 2462 г/м3.час, .уд-здькыЯ сасход влажного воздуха 9,76 кг/кг вл., удельна расход тепла 1252 кДж/кг вл., гидравлическое сопротивление ппарата,- Т6С0 Па, средний размер частиц 0,22-5..

Проведенные- исследования позволяют сделать вывод о целесооб-2зностя использования для обезвоживания гидролизного лигнина ап~ зрата со вззеяенным слоем инертных частиц, совмещая э нем прсцес-х сушки и измельчения. Сушка в аппарате фонтанирующего слоя прознает интенсивно, быстротечно при максимально развитой поверх-: зсти межфазкого контакта

; ЗАКЛЮЧЕНИЕ ' - ■ Выявлены общие 'закономерности процесса сушки выссксвлажных злкоднсперсных материалов во взвешенном слое. Установлено, что гтенсивность процесса определяется кинетикой тепломассообмена.

Разработана методика определения кинетических характеристик юцесся обезвоживания вксоковлажннх материалов по кривым измеке-:я влажности отходящего сушльного агента. Предложен метод рас-:та кинетики процессз сулки в аппарате зявеяеннотчг елей с учетом ияния контактного теплообмена между частицами, имеющими разную мпературу. Определено влияние контактного теплообмена иг. скорость кки дисперсных материалов з первом периоде в. аппарате взвегкмг.'.с-слоя.

основе пнчлитаческого подхода разрзбетана гидрод'лнамичсс-я модель аппарата взвешенного слоя, учиткзаящая влияние геомути аппарата и элянности материала ка устойчивость фонтанирования. <гяложеи мотод расчета, позволгтсдгй определить область устийчнро"

яруптгабппитных аппаратов при допупедии о- минимуме потерь -1;Г"Л гГ-;'- дви,~:«-ния оуигяшсго агента чере:> газорг»спр<?дел!!тил: ¡'у^

"СГЧу и С'ТО*.

доказана гозглодность сушки гидоолилного гл -

lb

нина в,-аппарате со взнесенным споем ::нерт!шх частиц. • Получёна математическая модель, описывающая завис.имоётУ-ряда .параметров процесса от рёкзвошх факторов - - начальной • таигёрач^ры. ожилжкцего агеь та, его спорости и расхода влажного материалй:Еайдсн параметр оп-ткмазацж. Определены опто.:алькыс условии''проведения технологического процесса обезвоживания гедролшщего лигнина. б аппарате' взвешенного слоя.

Сеногное содержание диссептзпик изложено в- следупдих работах:

Т.- Борисова Т.Н., Крукс. л-:ий O.K., Романков П.Г.-Экспериментальное исследование кинетики сушки во Еззезекном слое с помощью гигромстрического датчика влажности // Тзз.докл.Всесзюзи.научно- -тохнич.конференции "Техника пеевдоожижения' (кипггщегс слоя) и-перспективы её развит::!:".- Л.-Поддубскаа, 27-30 сентября IvB3.-C.3-i.

2. Борисова Т.Е., Круковский 0,Н., Романков П.Г. Исследование "лнетгпгн сутки непрерывным методом по изменению влажности отходящего теплоносителя / Ред.жури'.при:;л.химии АН €СС?.-'Л., I9S9.-9c.~ Ил,- Деп. в БШШИ АН" СССР 27.11.89. îi 7070-Е89.

3. Борисова Т.В., Круковский'O.K., Романков П.Г. Влияние контактного теплообмена между частицами''.фонтанирующего слоя на скорость процесса супки //Тез.,докл. П1-Й Всесоюзн.научко-техн.конференции "Создание и внедрение-.современных аппаратов с активными гидродинамическими режимами для текстильной промышленности и производства .химических волокон»-, M., 14-16 ноября I9S9. - С. I37-I3S.

4. Борисова Ï.B., Круковский О.Н., Романков П.Г. Исследование механизма тепломассообмена s процессе сушки в фонтанирующем слое

с учетов неравномерности распределения температур // Журн.прикл. химик. - 1990.-т.63, ¡,"2, - C.328-53I.

5. Исследование устойчивой работы аппарата взвешенного слоя ь условиях сушки высоковлажных продуктов / Т.В.Борисова, О.Н.Круковс-кий, П.Г.Романков, А.А.Марциновский //Журн.прикл.химии. - 1990. -т.63, А'б. - С.I287-I29I. ■

Г. cru, т. iCû, ' S с>$"ем