Введение к работе
Актуальность работы.В последние годы значительно возросло производство элементарной серы. В связи с этим возникла проблема выбора её товарного вида. Товарная сера должна удовлетворять требованиям экологической чистоты, отсутствия загрязнений серы, возможности длительного хранения, использования автоматических дозирующих систем.
Одной из наиболее актуальных проблем при погруэо-раэгрузочных и транспортных работах с комозой серой является пьшеобраэование. Унос пыли приводит к потерям серы, наносит вред окружающей среде, создаёт опасность воспламенения и взрыва. Уменьшить количество пыли позволяет производство гранулированной серы.
Высокая стоимость установок зарубежных фирм и отсутствие отечественных разработок обусловили необходимость создания собственных аппаратов грануляции серы. Особенности материала и требований, предъявляемых к готовой продукции, ограничивают область применения результатов исследований в области гранулирования других материалов.
В связи с этим возникла необходимость проведения исследований с целью изучения процесса водной грануляции, оптимизации технологических параметров, разработки методики проектирования установок по производству гранулированной серы. Таким образом, тема диссертационной работы представляется актуальной с научной и практической точек зрения.
Цель работы. На основании теоретических я экспериментальных исследований процессов затвердевания капель расплава серы в водном грануляторе разработать рекомендации для проектирования установки по производству гранулированной серы.
Научная новизна. Предложена математическая модель процесса, учитывающая локальные изменения коэффициентов теплоотдачи. Модель впервые позволила объяснить причины изменения размеров и расположения усадочной раковины, формы гранул, существенно влияющих на качественные покаэате-
4.
ли. Впервые исследовано влияние конвективных течений в. капле на процесс охлаждения.
В результате теоретического и экспериментального исследования установлено, что качественные показатели (Форма гранул, влагосодержание, прочность, кинетика сушки) определяются режимом теплообмена. Вьщелены три режима работы аппарата, соответствующие различным качественным показателям образукхцихся гранул,- впервые предложен безразмерный комплекс, позволяющий прогнозировать качество гранул в зависимости от режимов работы аппарата.
Экспериментально определена минимальная высота слоя охлаждающей воды из условия достаточной прочности частично затвердевших, гранул.
В результате исследования процесса диспергирования расплава серы впервые получены зависимости, позволяющие рассчитать конструктивные размеры гранулятора расплава серы и описывающие гранулометрический состав получаемого продукта.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Полученные уравнения и методика расчёта необходимы при проектировании установок по производству гранулированной серы. Рекомендации могут найти применение при проектировании и эксплуатации систем транспортировки жидкой серы.
Результаты исследований использованы и внедрены при проектировании опытно-промышленных установок производительностью 8 и 25 тонн в сутки для Астраханского газоперерабатывающего завода.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Всесоюзной конференции "Проблемы изучения, охраны и рационального использования природных ресурсов Волго-Ахтубинской поймы и дельты реки Волги" в 198Э году, научно-технических семинарах "Гидродинамика и теплообмен в машинах и аппаратах" и "Проблемы механики машин" в 1995 году, международной конференции "Каспий.Настоящее и будущее", на ежегодных научно-технических конференциях Астраханского государственного технического университета 1987-1996 гг.
Публикации Л1о_ материалам исследования опубликовано-5
печатных работ, 1 патент на изобретение и 2 положительных решения на выдачу патентов.
Структура и объём работы._Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, 2 приложений и содержит 146 страниц машинописного текста, 31 рисунок, список литературы, состоящий из 103 наименований.