Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое
Приведены результаты исследований по сушке порошка окисленного графита в аппарате фонтанирующего слоя. Гидродинамические и термические особенности непрерывного процесса сушки исследовались на холодных и горячих моделях. Описаны основные конструктивные решения и геометрические параметры аппарата для...
Saved in:
| Published in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут газу НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127016 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое / Е.В. Стративнов, А.П. Кожан, Л.Д. Москалик, В.С. Рябчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859752719476064256 |
|---|---|
| author | Стративнов, Е.В. Кожан, А.П. Москалик, Л.Д. Рябчук, В.С. |
| author_facet | Стративнов, Е.В. Кожан, А.П. Москалик, Л.Д. Рябчук, В.С. |
| citation_txt | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое / Е.В. Стративнов, А.П. Кожан, Л.Д. Москалик, В.С. Рябчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description | Приведены результаты исследований по сушке порошка окисленного графита в аппарате фонтанирующего слоя. Гидродинамические и термические особенности непрерывного процесса сушки исследовались на холодных и горячих моделях. Описаны основные конструктивные решения и геометрические параметры аппарата для сушки окисленного графита.
Наведено результати досліджень щодо сушіння порошку окисленого графіту в апараті фонтануючого шару. Гідродинамічні та термічні особливості безперервного процесу сушіння досліджувалися на холодних та гарячих моделях. Описано основні конструктивні рішення та геометричні параметри апарату для сушіння окисненого графіта.
The results of researches of oxidized graphite powder drying in gushing layer unit of spouted bed are presented. The hydrodynamic and thermal features of continuous process of drying are investigated by cold and hot models. The main design solutions and geometrical parameters for oxidized graphite apparatus dehumidification are described.
|
| first_indexed | 2025-12-01T23:45:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Îòñóòñòâèå íà òåððèòîðèè Óêðàèíû ñûðüå-
âûõ ðåñóðñîâ àñáåñòà è ìåäè, à òàêæå ïðîèçâîä-
ñòâåííûõ ìîùíîñòåé ïî âûïóñêó ïàðîíèòîâ è
ôòîðîïëàñòîâ ïðèâåëî ê ïîÿâëåíèþ íà îòå÷åñò-
âåííîì ðûíêå äåôèöèòà ëèñòîâûõ ïðîêëàäî÷-
íûõ ìàòåðèàëîâ. Ñîçäàâøàÿñÿ ñèòóàöèÿ âûíóæ-
äàåò ðàçðàáàòûâàòü íîâûå ìàòåðèàëû íà áàçå
îòå÷åñòâåííûõ ðåñóðñîâ ñûðüÿ. Îäíèì èç òàêèõ
ìàòåðèàëîâ ÿâëÿåòñÿ òåðìîðàñøèðåííûé ãðàôèò
(ÒÐÃ), ïîëó÷àåìûé â îñíîâíîì èç ïðîèçâîäè-
ìîãî â Óêðàèíå ïðèðîäíîãî êðèñòàëëè÷åñêîãî
ãðàôèòà. Íà îäíîì èç îòå÷åñòâåííûõ ïðåäïðè-
ÿòèé ïðè ó÷àñòèè Èíñòèòóòà ãàçà ÍÀÍÓ è Èí-
ñòèòóòà ïðîáëåì ìàòåðèàëîâåäåíèÿ ÍÀÍÓ äëÿ
ýòèõ öåëåé îñâîåí ó÷àñòîê, ãäå èìåþòñÿ äâå ïå-
÷è òåðìîðàñøèðåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ïî
20 êã/÷, óçåë ñóõîãî êîìïàêòèðîâàíèÿ ÒÐÃ,
ïðîêàòíûé ñòàí äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ãðàôèòîâîãî
àðìèðîâàííîãî êàðòîíà, âûðóáî÷íûå ïðåññû, à
òàêæå ïðîñå÷íîé ïðåññ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ àðìè-
ðóþùåé ñòàëüíîé ôîëüãè.
ÒÐà ïîëó÷àþò èç õèìè÷åñêè îáðàáîòàííîãî
ïðèðîäíîãî êðèñòàëëè÷åñêîãî ãðàôèòà, êîòîðûé
ïîñëå îáðàáîòêè â ðåàêòîðå ïðîìûâàþò âîäîé â
âàêóóì-ôèëüòðå äëÿ óäàëåíèÿ èçáûòî÷íîãî ñî-
äåðæàíèÿ ñåðíîé êèñëîòû è â äàëüíåéøåì ñó-
øàò [1, 2].
Ñóøêà îêèñëåííîãî ãðàôèòà ÿâëÿåòñÿ òåõ-
íîëîãè÷åñêè ñëîæíûì ïðîöåññîì, òàê êàê ïåðå-
ãðåâ ÷àñòèö ãðàôèòà âî âðåìÿ ñóøêè ìîæåò
ïðèâåñòè ê òåðìè÷åñêîìó ðàçëîæåíèþ íåêîòî-
ðîé ÷àñòè ìàòåðèàëà ëèáî ê ÷àñòè÷íîé ïîòåðå
õèìè÷åñêè ñâÿçàííîé ñåðíîé êèñëîòû, ÷òî ÿâëÿ-
åòñÿ íåãàòèâíûì ôàêòîðîì ïðè ïîñëåäóþùåé
òåõíîëîãèè òåðìîâñïó÷èâàíèÿ [1, 3]. Òåõíîëî-
ãèÿ ñóøêè â íåïðåðûâíî âðàùàþùåéñÿ áàðàáàí-
íîé ïå÷è íå îòâå÷àåò óêàçàííûì òðåáîâàíèÿì,
ïîñêîëüêó ïðè äîñòèæåíèè òðåáóåìîé ñðåäíåé
êîíå÷íîé âëàæíîñòè âñåãî ìàòåðèàëà ÷àñòü åãî
ïåðåñóøèâàåòñÿ èëè ÷àñòè÷íî âñïó÷èâàåòñÿ.
Íàìè áûëà ïðåäïðèíÿòà ïîïûòêà óñîâåð-
øåíñòâîâàòü òåõíîëîãèþ ñóøêè îêèñëåííîãî
ãðàôèòà, ïðèìåíèâ ïðèíöèïèàëüíî íîâûé ïîä-
õîä ê ïðîáëåìå: îñóùåñòâèòü ñóøêó îêèñëåííî-
ãî ãðàôèòà â àïïàðàòå ôîíòàíèðóþùåãî ñëîÿ.
Ïðè ýòîì ðóêîâîäñòâîâàëèñü ñëåäóþùèìè ñîîá-
ðàæåíèÿìè: 1) àïïàðàò ôîíòàíèðóþùåãî ñëîÿ
ïðè åãî îïòèìàëüíûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðàõ ãàðàíòèðóåò èíòåíñèâíóþ öèðêóëÿöèþ
òðóäíîîæèæàåìûõ ìàòåðèàëîâ (ïàñò, ÷åøóé÷à-
òûõ ÷àñòèö è ò.ä.). Ê òàêèì ìàòåðèàëàì îòíî-
ñèòñÿ è âëàæíûé îêèñëåííûé ãðàôèò; 2) âî
âðåìÿ ñóøêè â ôîíòàíèðóþùåì ñëîå ïðè èíòåí-
ñèâíîé öèðêóëÿöèè ìàòåðèàëà èñêëþ÷àåòñÿ ïå-
ðåãðåâ åãî îòäåëüíûõ ÷àñòèö, ÷òî íåæåëàòåëüíî;
3) òåìïåðàòóðà ñëîÿ íå äîëæíà ïðåâûøàòü ïðå-
äåëüíóþ òåìïåðàòóðó òåðìè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè
ïðîäóêòà (â íàøåì ñëó÷àå 150 �Ñ).
Ïðè ðåàëèçàöèè ïðîöåññà ñóøêè â ôîíòà-
íèðóþùåì ñëîå ïðèõîäèòñÿ ó÷èòûâàòü òàêæå
èíäèâèäóàëüíûå ãèäðîäèíàìè÷åñêèå ñâîéñòâà
îêèñëåííîãî ãðàôèòà. Âûáðàííûé îáúåêòîì íà-
øèõ èññëåäîâàíèé îêèñëåííûé ãðàôèò ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé ñìåñü òîíêèõ ÷åøóé÷àòûõ ÷àñ-
40 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4
ÓÄÊ 66.047.4/.5: 542.47
Îñîáåííîñòè ñóøêè îêèñëåííîãî ãðàôèòà
â ôîíòàíèðóþùåì ñëîå
Ñòðàòèâíîâ Å.Â., Êîæàí À.Ï., Ìîñêàëèê Ë.Ä., Ðÿá÷óê Â.Ñ.
Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïî ñóøêå ïîðîøêà îêèñëåííîãî ãðàôèòà â àïïà-
ðàòå ôîíòàíèðóþùåãî ñëîÿ. Ãèäðîäèíàìè÷åñêèå è òåðìè÷åñêèå îñîáåííîñòè íåïðåðûâ-
íîãî ïðîöåññà ñóøêè èññëåäîâàëèñü íà õîëîäíûõ è ãîðÿ÷èõ ìîäåëÿõ. Îïèñàíû îñíîâ-
íûå êîíñòðóêòèâíûå ðåøåíèÿ è ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû àïïàðàòà äëÿ ñóøêè îêèñ-
ëåííîãî ãðàôèòà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: òåðìîðàñøèðåííûé ãðàôèò, îêèñëåííûé ãðàôèò, êèïÿùèé ñëîé,
ïñåâäîîæèæåíèå, ôîíòàíèðóþùèé ñëîé.
Íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü ùîäî ñóø³ííÿ ïîðîøêó îêèñëåíîãî ãðàô³òó â àïàðàò³
ôîíòàíóþ÷îãî øàðó. óäðîäèíàì³÷í³ òà òåðì³÷í³ îñîáëèâîñò³ áåçïåðåðâíîãî ïðîöåñó
ñóø³ííÿ äîñë³äæóâàëèñÿ íà õîëîäíèõ òà ãàðÿ÷èõ ìîäåëÿõ. Îïèñàíî îñíîâí³ êîíñòðóê-
òèâí³ ð³øåííÿ òà ãåîìåòðè÷í³ ïàðàìåòðè àïàðàòó äëÿ ñóø³ííÿ îêèñíåíîãî ãðàô³òà.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: òåðìîðîçøèðåíèé ãðàô³ò, îêèñíåíèé ãðàô³ò, êèïëÿ÷èé øàð, ïñåâäîçð³ä-
æåííÿ, ôîíòàíóþ÷èé øàð.
� Ñòðàòèâíîâ Å.Â., Êîæàí À.Ï., Ìîñêàëèê Ë.Ä., Ðÿá÷óê Â.Ñ., 2011
òèö øèðîêîãî ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà. Ïðè ýòîì
ðàçìåðû îòäåëüíîé ÷àñòèöû âäîëü êðèñòàëëè÷å-
ñêèõ îñåé À è Â ïðåâûøàþò ðàçìåð âäîëü îñè
Ñ â äåñÿòêè ðàç. Íà ðèñ.1 ïðèâåäåíû äàííûå ïî
äèñïåðñíîìó ñîñòàâó ÷àñòèö ãðàôèòà. Ïñåâäî-
îæèæåíèå òàêîãî ìàòåðèàëà îáû÷íî ñîïðîâîæ-
äàåòñÿ òåõíîëîãè÷åñêèìè òðóäíîñòÿìè: êàíàëî-
îáðàçîâàíèåì, ïîðøíåâûì ðåæèìîì, ïîâûøåí-
íûì óíîñîì è äð.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ îñî-
áåííîñòåé ïñåâäîîæèæåíèÿ îêèñëåííîãî ãðàôè-
òà áûëè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû íà ëàáîðàòîð-
íîé óñòàíîâêå, ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé ñòåêëÿí-
íóþ òðóáó äëèíîé 2 ì è äèàìåòðîì 50 ìì ñ ãà-
çîðàñïðåäåëèòåëüíîé ðåøåòêîé. Ãðàôèê çàâèñè-
ìîñòè ïåðåïàäà äàâëåíèÿ îò ñêîðîñòè ïñåâäî-
îæèæàþùåãî âîçäóõà ïðåäñòàâëåí íà ðèñ.2.
Îïûòû ïðîâîäèëèñü ïðè ðàçíûõ âûñîòàõ
ñëîÿ. Ïðè ïëàâíîì ïîâûøåíèè ñêîðîñòè âîçäó-
õà êàíàëîîáðàçîâàíèå íà÷èíàëîñü ïðè ñêîðîñòè
0,02 ì/ñ, ïñåâäîîæèæåíèå íàáëþäàëîñü â èí-
òåðâàëå ñêîðîñòåé 0,04–0,1 ì/ñ. Ðåæèì óíîñà
ìåëêèõ ÷àñòèö ñ ïåðåõîäîì â ðåæèì ïíåâ-
ìîòðàíñïîðòà, ñîïðîâîæäàþùèéñÿ ïîëíûì óíî-
ñîì, çàôèêñèðîâàí ïðè ñêîðîñòÿõ 0,30–0,98 ì/ñ.
Ñêîðîñòè íà÷àëà ïñåâäîîæèæåíèÿ è íà÷àëà
óíîñà, ðàññ÷èòàííûå äëÿ äàííûõ ÷àñòèö ïî
ôîðìóëàì Àýðîâà è Òîäåñà [4], îêàçàëèñü ðàâ-
íûìè ñîîòâåòñòâåííî 0,105 è 2,94 ì/ñ, ÷òî çíà-
÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ îò ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çíà-
÷åíèé. Óêàçàííûå ðàñõîæäåíèÿ îáúÿñíÿþòñÿ
ôîðìîé ÷àñòèö, êîòîðàÿ âåñüìà äàëåêà îò ñôå-
ðè÷åñêîé. Äëÿ ÷àñòèö ÷åøóé÷àòîé ôîðìû ïðè-
ìåíåíèå ðàñ÷åòíîé ôîðìóëû âû÷èñëåíèÿ ýêâè-
âàëåíòíîãî äèàìåòðà dý, âèäèìî, íå âïîëíå êîð-
ðåêòíî.
Ýêâèâàëåíòíûé äèàìåòð îïðåäåëÿåòñÿ êàê
dý = [6 m/(��)]1/3.
Çäåñü g — óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ,
g = 9,81 ì2/ñ; � — êèíåìàòè÷åñêàÿ âÿçêîñòü
âîçäóõà ïðè 10 �Ñ, � = 14,25.10–6 ì2/ñ; �ò —
ïëîòíîñòü îêèñëåííîãî ãðàôèòà, �ò = 2000 êã/ì; �â
— ïëîòíîñòü âîçäóõà ïðè 10 �Ñ, �â = 1,34 êã/ì3.
Êðèòè÷åñêàÿ ñêîðîñòü ïñåâäîîæèæåíèÿ
Wêð = (Ar/(1400 + 5,22 Ar1/2))(�/d ý).
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýêâèâàëåíòíîãî äèàìåòðà
÷àñòèö îêèñëåííîãî ãðàôèòà ïðèíèìàåì: íàâåñ-
êà ãðàôèòà Ì = 0,0237 ã; êîëè÷åñòâî ÷àñòèö
N = 290 øò.; ìàññà îäíîé ÷àñòèöû m = M/N =
8,17·10–8. Òîãäà dý = [6·8,17·10–8/(3,14·2000)]1/3
= 0,000427.
Äëÿ äîñòèæåíèÿ îïòèìàëüíîãî ðåæèìà
ôîíòàíèðîâàíèÿ ñóõîãî ìàòåðèàëà áûëè ïðîâå-
äåíû èññëåäîâàíèÿ â àïïàðàòàõ ôîíòàíèðóþùå-
ãî ñëîÿ ñ ðàçíûìè óãëàìè ðàñêðûòèÿ èõ ñòåíîê
(ðèñ.3). Õîëîäíûé âîçäóõ ïîäàâàëñÿ èç êîë-
ëåêòîðà ÷åðåç áåñïðîâàëüíûå êîëïà÷êè.  ñëó-
÷àå óãëà ðàñêðûòèÿ 60� ðåæèì ôîíòàíèðîâàíèÿ
êðàéíå íåóñòîé÷èâ. Ïðè ëþáîé âûñîòå ñëîÿ â
ýòîì ñëó÷àå ïðîöåññ ôîíòàíèðîâàíèÿ îãðàíè÷è-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4 41
Ðèñ.1. Èíòåãðàëüíûé ãðàôèê ðàñïðåäåëåíèÿ äèñïåðñíîãî
ñîñòàâà ÷àñòèö îêèñëåííîãî ãðàôèòà.
Ðèñ.2. Ïñåâäîîæèæåíèå ãðàôèòà ïðè ðàçíûõ âûñîòàõ ñëîÿ,
ìì: 1 — 135; 2 — 140; 3 — 200; 4 — 300.
Êðèòåðèè äëÿ ðàñ÷åòà:
Ðåéíîëüäñà Re = (W dý)/í
Ðåéíîëüäñà (êðèòè÷åñêèé) Re êð = Ar/(1400 + 5,22 Ar1/2)
Ðåéíîëüäñà (óíîñà) Re ó = Ar/(18 + 0,61 Ar1/2)
Àðõèìåäà Ar = [(g dý3)/�2] [(�ò – �â)/�â]
Ðèñ.3. Ðåæèìû ôîíòàíèðîâàíèÿ ïðè ðàçíûõ óãëàõ ðàñêðû-
òèÿ: à — 60�; á — 45�, â — 20�.
âàåòñÿ îáðàçîâàíèåì ñâèùåé-êàíàëîâ, ÷åðåç êî-
òîðûå ïðîõîäèë âîçäóõ, îñòàâëÿÿ â ïîêîå âåñü
îñòàëüíîé ìàòåðèàë. Ïðè óãëå ðàñêðûòèÿ 45°
íàáëþäàëîñü äîñòàòî÷íî óñòîé÷èâîå ôîíòàíèðî-
âàíèå, îäíàêî âáëèçè ñòåíîê àïïàðàòà èìåëèñü
çàñòîéíûå çîíû ñ íåïîäâèæíûì ìàòåðèàëîì.
Óãîë ðàñêðûòèÿ 20� îêàçàëñÿ îïòèìàëüíûì äëÿ
îáåñïå÷åíèÿ ýôôåêòèâíîé öèðêóëÿöèè ìàòåðèà-
ëà ïî âñåìó îáúåìó àïïàðàòà. Äàëüíåéøåå
óìåíüøåíèå óãëà ðàñêðûòèÿ ïðèâåëî áû ê
óìåíüøåíèþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè àïïàðàòà
âñëåäñòâèå óìåíüøåíèÿ åãî ðàáî÷åãî îáúåìà.
Äëÿ ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèé ïî ñóøêå
áûëà èçãîòîâëåíà ãîðÿ÷àÿ ìîäåëü ñóøèëüíîãî
àïïàðàòà, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé ïðîäîëãîâà-
òûé áóíêåð ñ íàêëîííûìè ñòåíêàìè (20�), ãåî-
ìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû êîòîðîãî ðàññ÷èòàíû
èñõîäÿ èç âûøåèçëîæåííûõ ðåçóëüòàòîâ è äàí-
íûõ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Óñòðîé-
ñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíîé ñóøèëêè è ïðèíöèï åå
ðàáîòû ïîêàçàíû íà ðèñ.4.
Âîçäóõ îò âîçäóõîäóâêè ÷åðåç èçìåðèòåëü
ðàñõîäà 9 è ðåãóëèðóþùóþ àïïàðàòóðó 10 ïî-
äàåòñÿ â ýëåêòðè÷åñêèé íàãðåâàòåëü 8. Èç íåãî
÷åðåç êîëëåêòîð 1 ïîäîãðåòûé âîçäóõ ïîñòóïàåò
íà ôîðñóíêè 7. Â àïïàðàò 3, ãäå ìàòåðèàë íàõî-
äèòñÿ â ðåæèìå ôîíòàíèðîâàíèÿ, íåïðåðûâíî
ïîäàþò âëàæíûé ìàòåðèàë ñ ïîìîùüþ øíåêîâî-
ãî ïèòàòåëÿ 4 èç áóíêåðà-íàêîïèòåëÿ 5. Äëÿ
âðàùåíèÿ øíåêà ïèòàòåëÿ è âîðîøèòåëÿ (íà
ñõåìå íå ïîêàçàí) èñïîëüçóåòñÿ ïðèâîä 6. Ïî
ìåðå âûñóøèâàíèÿ ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò åãî
íåïðåðûâíàÿ âûãðóçêà ñ ïîìîùüþ âûãðóçî÷íî-
ãî óñòðîéñòâà 2, êîòîðîå ìîæåò ïåðåìåùàòüñÿ
äëÿ äîñòèæåíèÿ òðåáóåìîé âûñîòû ñëîÿ. Ó÷è-
òûâàÿ òåðìè÷åñêóþ íåñòàáèëüíîñòü ìàòåðèàëà
ðåøåíî áûëî òåìïåðàòóðó òåïëîíîñèòåëÿ ïðè-
íÿòü ðàâíîé 200 �Ñ. Ïðè íà÷àëüíîé âëàæíîñòè
40 % è òðåáóåìîé êîíå÷íîé âëàæíîñòè 1–3 %,
êîëè÷åñòâî íåîáõîäèìîãî âîçäóõà äëÿ ñóøêè 5
êã/÷ ïî ñóõîìó ìàòåðèàëó îïðåäåëÿëè ïî ñëå-
äóþùåé ôîðìóëå [3]:
L = [r G (U1 – U2) + G Cm (�2 – �1)]/[Cã (t1 – t2)],
ãäå r — òåïëî äëÿ èñïàðåíèÿ 1 êã âîäû, r = 2260
êÄæ/êã; Ñì, Ñã — òåïëîåìêîñòü ìàòåðèàëà è ãàçà
(âîçäóõà), Ñì = 1,3; Ñã = 1,01 êÄæ/(êã.ãðàä); G
— ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïî ñóõîìó ìàòåðèàëó,
G = 5 êã/÷; U1, U2 — íà÷àëüíàÿ è êîíå÷íàÿ
âëàæíîñòü ìàòåðèàëà, U1 = 0,4, U2 = 0,03 êã/êã;
�1, �2 — íà÷àëüíàÿ è êîíå÷íàÿ òåìïåðàòóðà ìà-
òåðèàëà; �1 = 50 �Ñ, �2 = 10 �Ñ; t1, t2 — íà÷àëü-
íàÿ è êîíå÷íàÿ òåìïåðàòóðà âîçäóõà; t1 = 200,
t2 = 70 �Ñ.
Ìàññîâûé ðàñõîä âîçäóõà ñîñòàâèë L =
= [2260·5·(0,4–0,03) + 5·1,3·(50–10)]/[1,01 �
� (200 – 70)] = 33,82 êã/÷.
Îáúåìíûé ðàñõîä âîçäóõà îïðåäåëÿåòñÿ
êàê Lv = 0,7996 L = 27,05 ì3/÷.
Èñõîäÿ èç ïîëó÷åííîãî îáúåìíîãî ðàñõîäà
âîçäóõà, íåîáõîäèìîãî äëÿ ñóøêè, áûëè îïðå-
äåëåíû ðàçìåðû àïïàðàòà â ñîîòâåòñòâèè ñ ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëåííûìè êðèòè÷åñêèìè
ñêîðîñòÿìè è ñêîðîñòÿìè óíîñà. Ñêîðîñòè âîç-
äóõà â âåðõíåé ÷àñòè àïïàðàòà ïðè ýòîì äîëæ-
íû áûòü íèæå ñêîðîñòåé óíîñà äëÿ ÷àñòèö, ñî-
ñòàâëÿþùèõ îñíîâíóþ ìàññó ìàòåðèàëà.
Çàãðóçêà îêèñëåííîãî ãðàôèòà â àïïàðàò
ñîïðîâîæäàëàñü îïðåäåëåííûìè òðóäíîñòÿìè,
òàê êàê ìàòåðèàë âëàæíîñòüþ 40 % ïðåäñòàâëÿ-
åò ñîáîé âÿçêóþ ïàñòîîáðàçíóþ ìàññó. Ñòàáèëü-
íóþ çàãðóçêó ìàòåðèàëà óäàëîñü äîñòè÷ü áëàãî-
äàðÿ ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííîìó äëÿ ýòîãî çà-
ãðóçî÷íîìó óñòðîéñòâó.
Çàãðóçî÷íîå óñòðîéñòâî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
øíåêîâûé ïèòàòåëü ñ ïåðåìåííûì øàãîì, îáåñ-
ïå÷èâàþùèé ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïî âëàæíîìó
ìàòåðèàëó 8–10 êã/÷. Ìàòåðèàë ïðîäàâëèâàåò-
ñÿ øíåêîì ÷åðåç ïåðôîðèðîâàííûé äèñê, áëàãî-
äàðÿ êîòîðîìó åãî çàãðóçêà ïðîèçâîäèòñÿ â âè-
äå íåáîëüøèõ êîìêîâ (5 � 10) ìì, ÷òî ïðåïÿò-
ñòâóåò åãî êîíãëîìåðàöèè â àïïàðàòå.
Áóíêåð ïèòàòåëÿ âûïîëíåí èç íåðæàâåþ-
ùåé ñòàëè è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîðîá ñ ãëàäêè-
ìè âåðòèêàëüíûìè ñòåíêàìè äëÿ óìåíüøåíèÿ
âåðîÿòíîñòè çàâèñàíèÿ â íåì ìàòåðèàëà. Îäíà-
êî ïðàêòèêà ïîêàçàëà, ÷òî ìàòåðèàë íå îïóñêà-
åòñÿ ïîä äåéñòâèåì ñîáñòâåííîé ñèëû òÿæåñòè
íà øíåê. Ïîýòîìó â çàãðóçî÷íîì áóíêåðå íàä
øíåêîì áûë äîïîëíèòåëüíî óñòàíîâëåí âîðîøè-
òåëü. Â ñóøèëêå áûëà ïðåäóñìîòðåíà ñåïàðàöè-
îííàÿ çîíà âûñîòîé 500 ìì äëÿ óìåíüøåíèÿ
ïûëåóíîñà. Ïðè ðàáîòå àïïàðàòà íà ñóõîì ìàòå-
ðèàëå îáíàðóæåíî, ÷òî ïðè ïîäà÷å 30 ì3/÷ âîç-
äóõà ñ òåìïåðàòóðîé 200 �Ñ òåìïåðàòóðà â ñëîå
íå ïîäíèìàëàñü âûøå 70 �Ñ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâó-
åò î çíà÷èòåëüíîé ïîòåðå òåïëà ÷åðåç ñòåíêè àï-
ïàðàòà. Ñ öåëüþ ñíèæåíèÿ òåïëîâûõ ïîòåðü
êîëëåêòîð è áîêîâûå ñòåíêè àïïàðàòà áûëè òåï-
ëîèçîëèðîâàíû.  ïðîöåññå ïîäà÷è âëàæíîãî
42 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4
Ðèñ.4. Ñõåìà ñóøèëüíîé óñòàíîâêè ôîíòàíèðóþùåãî ñëîÿ.
ìàòåðèàëà â ñóøèëüíûé àïïàðàò ïðè òîì æå
ðàñõîäå ãîðÿ÷åãî âîçäóõà íàáëþäàëîñü çíà÷è-
òåëüíîå ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû â ñëîå. Ïðè
èçìåíåíèè ñêîðîñòè çàãðóçêè âëàæíîãî ìàòå-
ðèàëà îò 3 äî 9 êã/÷ òåìïåðàòóðà â ñëîå ïîíè-
æàëàñü îò 80 äî 50 �Ñ. Ïðè ýòîì âëàæíîñòü âû-
ãðóæàåìîãî ìàòåðèàëà èçìåíÿëàñü ñîîòâåòñòâåí-
íî îò 0,4 äî 1,8 %, ÷òî óäîâëåòâîðÿåò òåõíè÷å-
ñêèì òðåáîâàíèÿì (ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìàÿ êî-
íå÷íàÿ âëàæíîñòü âûñóøåííîãî ìàòåðèàëà 3 %).
 ïðîöåññå ïðèáëèæåíèÿ ê óñòàíîâèâøåìóñÿ
ðåæèìó ñóøêè íàáëþäàëîñü ñêîïëåíèå âëàæíîãî
ìàòåðèàëà â ìåñòå åãî çàãðóçêè, ÷òî ïðèâîäèëî ê
ïðåêðàùåíèþ ôîíòàíèðîâàíèÿ è â êîíå÷íîì èòî-
ãå ê àâàðèéíîé îñòàíîâêå àïïàðàòà. Äëÿ óñòðàíå-
íèÿ ýòîãî ÿâëåíèÿ áûëî óâåëèåíî îòâåðñòèå â
áåñïðîâàëüíûõ êîëïà÷êàõ, íàõîäÿùèõñÿ â ýòîé
çîíå, è òåì ñàìûì óâåëè÷åíà òàì ïîäà÷à âîçäóõà.
Óñòîé÷èâûé ðåæèì ðàáîòû ñóøèëêè äîñòèãíóò
áëàãîäàðÿ íåîáõîäèìîìó êîëè÷åñòâó ïîñòóïàþùå-
ãî âîçäóõà è åãî òåìïåðàòóðå, îïòèìàëüíîé ïðî-
èçâîäèòåëüíîñòè ïî çàãðóæàåìîìó ìàòåðèàëó, îï-
òèìàëüíîé âûñîòå ñëîÿ.
Ïðè óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå àïïàðàòà ñ
âûñîòîé ñòàòè÷íîãî ñëîÿ 300 ìì òåìïåðàòóðà
âûãðóæàåìîãî ìàòåðèàëà ñîñòàâëÿëà 40 �Ñ, à
òåìïåðàòóðà îòõîäÿùèõ ãàçîâ 44 �Ñ. Óäåëüíûé
ðàñõîä òåïëîíîñèòåëÿ ñîñòàâèë lóä = 12,71 êã
âîçäóõà/êã âëàãè [3].
Òåïëîâîé ÊÏÄ àïïàðàòà, õàðàêòåðèçóþùèé
ñòåïåíü èñïîëüçîâàíèÿ ñóøèëüíîãî àãåíòà, ðàñ-
ñ÷èòûâàëè êàê îòíîøåíèå òåïëîòû ïàðîîáðàçîâà-
íèÿ âîäû è òåïëîòû, ðàñõîäóåìîé íà íàãðåâ âîç-
äóõà, îòíåñåííûõ ê 1 êã èñïàðåííîé âëàãè [3]:
= (r/q).100 %,
ãäå q — óäåëüíûé ðàñõîä òåïëà, q = Q/W, êÄæ/êã
âëàãè; Q — íåîáõîäèìîå òåïëî, ðàñõîäóåìîå íà
íàãðåâ âîçäóõà, êÄæ/÷, Q = L Cã (t2 – t1).
Òåïëîâîé ÊÏÄ ñîñòàâëÿåò 97 %, ÷òî çíà÷è-
òåëüíî ïðåâûøàåò ïîêàçàòåëè, äîñòèãàåìûå ïðè
ñóøêå àíàëîãè÷íûõ ìàòåðèàëîâ [3].
Íà îñíîâå âûøåïðèâåäåííûõ äàííûõ, ïî-
ëó÷åííûõ íà ãîðÿ÷åé ìîäåëè äëÿ îäíîãî èç
óêðàèíñêèõ ïðåäïðèÿòèé (Çàâàëüåâñêèé ãðàôè-
òîâûé êîìáèíàò), èçãîòîâëåíà è âíåäðåíà ïðî-
ìûøëåííàÿ óñòàíîâêà.
Âûâîäû
Îïðåäåëåíû ïàðàìåòðû ïðîöåññà, âëèÿþ-
ùèå íà ñòàáèëüíîñòü ðàáîòû àïïàðàòà äëÿ ñóø-
êè îêèñëåííîãî ãðàôèòà: íà÷àëüíàÿ âëàæíîñòü
ìàòåðèàëà, óãîë ðàñêðûòèÿ ôîðñóíêè, ïðîèçâî-
äèòåëüíîñòü ïî ìàòåðèàëó è âîçäóõó. Äëÿ îáåñ-
ïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîãî ïñåâäîîæèæåíèÿ ïðèìåíÿ-
þòñÿ ñïåöèàëüíî èçãîòîâëåíû ôîðñóíêè äëÿ ïî-
äà÷è ãîðÿ÷åãî âîçäóõà.
Ñôîðìóëèðîâàíû ðåêîìåíäàöèè äëÿ èçãî-
òîâëåíèÿ àïïàðàòîâ òàêîãî òèïà: òðåáîâàíèÿ ê
ìàòåðèàëàì, êîíòàêòèðóþùèì ñ îêèñëåííûì
ãðàôèòîì, îõðàíå îêðóæàþùåé ñðåäû, òåõíèêå
áåçîïàñíîñòè.
Íà îñíîâå ïðèâåäåííûõ äàííûõ è ïðèîáðå-
òåííîãî îïûòà, ïîëó÷åííîãî íà ãîðÿ÷åé ìîäåëè
äëÿ îäíîãî èç óêðàèíñêèõ ïðåäïðèÿòèé (Çàâàëü-
åâñêèé ãðàôèòîâûé êîìáèíàò), èçãîòîâëåíà è
âíåäðåíà ïðîìûøëåííàÿ óñòàíîâêà, ïðîèçâîäè-
òåëüíîñòüþ ïî ñóõîìó ìàòåðèàëó 15 êã/÷.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Øàïðàíîâ Â.Â., ßðîøåíêî À.Ï., Êó÷åðåíêî Â.À.,
Øàáëîâñêèé Â.À. Ïîëó÷åíèå âåðìèêóëÿðíîãî ãðà-
ôèòà // Õèìèÿ òâåðäîãî òîïëèâà. — 1989. —
¹ 1. — Ñ. 126–130.
2. ×åðíûø È.Ã., Êàðïîâ È.È., Ïðèõîäüêî Ã.Ï., Øàé
Â.Ì. Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ãðàôèòà è åãî
ñîåäèíåíèé. — Êèåâ : Íàóê. äóìêà, 1990. — 200 ñ.
3. Ðîìàíêîâ Ï.Ã., Ðàøêîâñêàÿ Í.Á. Ñóøêà âî âçâå-
øåííîì ñîñòîÿíèè. — Ë. : Õèìèÿ, 1968. — 357 ñ.
4. Àýðîâ Ì.Ý., Òîäåñ Î.Ì. Ãèäðàâëè÷åñêèå è òåïëî-
âûå îñíîâû ðàáîòû àïïàðàòîâ ñî ñòàöèîíàðíûì è
êèïÿùèì çåðíèñòûì ñëîåì. — Ì. : Õèìèÿ, 1968.
— 512 ñ.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 11.02.11
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 4 43
The Features of Oxidized Graphite Drying in Gushing Bed
Strativnov E.V., Kozhan A.P, Moskalik L.D., Ryabchuk V.S.
The Gas Institute of NASU, Kiev
The results of researches of oxidized graphite powder drying in gushing layer unit of
spouted bed are presented. The hydrodynamic and thermal features of continuous process
of drying are investigated by cold and hot models. The main design solutions and geo-
metrical parameters for oxidized graphite apparatus dehumidification are described.
Key words: thermal expanded graphite, oxidized graphite, fluidized bed, fluidization,
gushing bed.
Received February 11, 2011
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127016 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3482 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T23:45:34Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут газу НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Стративнов, Е.В. Кожан, А.П. Москалик, Л.Д. Рябчук, В.С. 2017-12-07T20:47:27Z 2017-12-07T20:47:27Z 2011 Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое / Е.В. Стративнов, А.П. Кожан, Л.Д. Москалик, В.С. Рябчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127016 66.047.4/.5:542.47 Приведены результаты исследований по сушке порошка окисленного графита в аппарате фонтанирующего слоя. Гидродинамические и термические особенности непрерывного процесса сушки исследовались на холодных и горячих моделях. Описаны основные конструктивные решения и геометрические параметры аппарата для сушки окисленного графита. Наведено результати досліджень щодо сушіння порошку окисленого графіту в апараті фонтануючого шару. Гідродинамічні та термічні особливості безперервного процесу сушіння досліджувалися на холодних та гарячих моделях. Описано основні конструктивні рішення та геометричні параметри апарату для сушіння окисненого графіта. The results of researches of oxidized graphite powder drying in gushing layer unit of spouted bed are presented. The hydrodynamic and thermal features of continuous process of drying are investigated by cold and hot models. The main design solutions and geometrical parameters for oxidized graphite apparatus dehumidification are described. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Переработка сырья и ресурсосбережение Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое The Features of Oxidized Graphite Drying in Gushing Bed Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое Стративнов, Е.В. Кожан, А.П. Москалик, Л.Д. Рябчук, В.С. Переработка сырья и ресурсосбережение |
| title | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| title_alt | The Features of Oxidized Graphite Drying in Gushing Bed |
| title_full | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| title_fullStr | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| title_full_unstemmed | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| title_short | Особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| title_sort | особенности сушки окисленного графита в фонтанирующем слое |
| topic | Переработка сырья и ресурсосбережение |
| topic_facet | Переработка сырья и ресурсосбережение |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127016 |
| work_keys_str_mv | AT strativnovev osobennostisuškiokislennogografitavfontaniruûŝemsloe AT kožanap osobennostisuškiokislennogografitavfontaniruûŝemsloe AT moskalikld osobennostisuškiokislennogografitavfontaniruûŝemsloe AT râbčukvs osobennostisuškiokislennogografitavfontaniruûŝemsloe AT strativnovev thefeaturesofoxidizedgraphitedryingingushingbed AT kožanap thefeaturesofoxidizedgraphitedryingingushingbed AT moskalikld thefeaturesofoxidizedgraphitedryingingushingbed AT râbčukvs thefeaturesofoxidizedgraphitedryingingushingbed |