Гидродинамика и массообмен на вихревых ректификационных ступенях при переработке растительного сырья

Физика | Эта статья также находится в списках: , , , , | Постоянная ссылка

КУСТОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ГИДРОДИНАМИКА И МАССООБМЕН НА ВИХРЕВЫХ РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СТУПЕНЯХ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

05.21.03 – Технология и оборудование химической переработки

биомассы дерева; химия древесины

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Красноярск – 2009


Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» на кафедре «Машины и аппараты промышленных технологий»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Войнов Николай Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Левин Борис Давидович

кандидат технических наук, доцент Фереферов Михаил Юрьевич

Ведущая организация ГОУ ВПО «Казанский государственный

технологический университет»

Защита диссертации состоится «29» января 2010 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.01 при Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82.

Отзывы на автореферат с заверенной подписью просим направлять в двух экземплярах ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, СибГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан « » декабря 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

д. т.н., доцент Е. В. Исаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ [1]

Актуальность работы. Ректификация широко используется: в технологиях комплексной переработки древесины; в лесохимической промышленности при получении продуктов потребления; при восстановлении экстракционных растворов в процессах извлечения биологически активных веществ из растительного сырья; в технологии химической переработки древесины при производстве этанола; при переработке нарастающих природных отходов древесины газификацией и использования синтез-газа для получения биополимера на стадии регенерации растворителей (хлористый метилен, гипохлорит натрия, гексан и т. д.), где востребованы высокоэффективные и производительные ректификационные колонны.

В основном, разделению и очистке подлежат многокомпонентные смеси, как правило, азеотропные, имеющие близкую температуру кипения (гидролизный этиловый спирт, техническая уксусная кислота, метанол сырец, хлороформ – метанол, гексан – дихлорметан). Высокий расход теплоносителей, низкая разделяющая способность контактных ступеней, большие габариты и металлоемкость колонн, существенные потери продуктов переработки из-за недостаточно полного разделения смесей, вследствие несовершенства дефлегматоров, а также проблемы, связанные с достижением вакуума из-за высокого сопротивления, требуют совершенствования ректификационного оборудования и поиска новых эффективных контактных устройств. В ряде случаев, необходимы мобильные малотоннажные установки для производств небольшой производительности (ректификация эфирного и талового масла, растворителей в процессах экстракции биомассы древесины, очистка этилового спирта технического), обладающие быстрой настройкой на новые смеси. В этой связи, разработка высокоэффективных неметаллоемких контактных ступеней, позволяющих интенсифицировать процесс разделения при сравнительно низком гидравлическом сопротивлении, является актуальной.

Анализ возможных путей интенсификации массопередачи в системе газ – жидкость показывает, что использование для проведения таких процессов конструкций барботажных аппаратов не обеспечивает существенного повышения удельной производительности, эффективности и технологической гибкости установок. В связи с этим, применение центробежного ускорения является наиболее простым способом интенсификации тепло – и массообмена. Вращение потока способствует дроблению пузырьков газа на ступени и предотвращает капельный унос.

Вихревые ректификационные колонны не уступают по своим массообменным параметрам установкам насадочного типа, однако, более производительны, менее металлоемки и масштабируемы, обладают широким диапазоном устойчивой работы, предотвращают новообразование примесей, за счет небольшого объема жидкости на ступени и малого времени пребывания смеси в зоне контакта. При достижении сравнительно низкого сопротивления на вихревой ступени, эти аппараты способны работать под вакуумом, обеспечивают высокую производительность и позволяют, за счет снижения температуры, увеличить летучесть компонентов (например, при очистке этанола и метанола), а также предотвратить новообразование эфиров и альдегидов в производстве гидролизного спирта, обеспечивая тем самым высокие показатели качества и выхода продукта.

Несмотря на обширную информацию по результатам исследования вихревых контактных аппаратов, ее явно недостаточно, а сообщения по конструированию вихревых контактных ступеней с низким гидравлическим сопротивлением, в большей степени, носят рекламный характер.

Основной концепцией разработки вихревых устройств в представленной работе является обеспечение минимального гидравлического сопротивления контактной ступени при сохранении на ней вращения паро-жидкостной смеси.

Цель работы. Разработка вихревых контактных ректификационных ступеней с низким гидравлическим сопротивлением, высокой производительностью; создание спиртовой колонны для очистки гидролизного этилового спирта.

Задачи исследования:

1.  Изучить гидродинамику вихревых контактных ступеней с осевыми и тангенциальными завихрителями и установить: режимы течения газо-жидкостной смеси, зависимости гидравлического сопротивления, газосодержания, диаметра пузырьков пара, межфазной поверхности, высоты слоя от конструктивных и технологических параметров.

Физика | Эта статья также находится в списках: , , , , | Постоянная ссылка
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника