Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов
Описаны аппараты с псевдоожиженным слоем используемые в производстве различных теплоизоляционных материалов. Приведен пример упрощенного расчета времени термообработки материала, применяемый для определения конструктивных характеристик агрегата термообработки. Описано апарати з псевдозрідженим шаром...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61347 |
| 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: | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, В.В. Собченко, А.А. Собченко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 179-184. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859813362015141888 |
|---|---|
| author | Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Собченко, В.В. Собченко, А.А. |
| author_facet | Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Собченко, В.В. Собченко, А.А. |
| citation_txt | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, В.В. Собченко, А.А. Собченко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 179-184. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Описаны аппараты с псевдоожиженным слоем используемые в производстве различных теплоизоляционных материалов. Приведен пример упрощенного расчета времени термообработки материала, применяемый для определения конструктивных характеристик агрегата термообработки.
Описано апарати з псевдозрідженим шаром, що використовуються у виробництві різних теплоізоляційних матеріалів. Наведено приклад спрощеного розрахунку часу термообробки матеріалу, що застосовується для визначення конструктивних характеристик агрегату термообробки.
The fluidized bed unit are used in manufacture of various heat-insulating materials are described. The example of simplified calculation of the processing thermal-treatment time of material, which used for definition of constructive characteristics of the heat treatment unit, is resulted.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:20:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Разработка эффективных методов сушки и
термообработки дисперсных материалов приоб;
ретает важное практическое значение в связи с
высокими требованиями, которые предъявляют;
ся к качеству готовой продукции и необходимос;
тью перехода к энерго; и ресурсосберегающим
технологиям.
Так, в производстве дисперсных теплоизоля;
ционных материалов, эффективное ведение тех;
нологического процесса влияет не только на
энергоэффективность производства и связанную
с этим стоимость конечного изделия, но и на ка;
чественные показатели готового продукта, кото;
рые в свою очередь существенно влияют на энер;
госбережение в строительстве.
На отопление жилых помещений в Украине
расходуется около 30 млн. тонн условного топли;
ва в год, что является существенной долей от все;
го объема энергоносителей, потребляемых в
стране. Подсчитано, что использование 1 м3 теп;
лоизоляции обеспечивает экономию 1,4...1,6
тонн условного топлива в год. Но выпуск порис;
тых утеплителей в Украине ничтожно мал. Для
сравнения, он характеризуется (на 2000 год) следу;
ющими цифрами на 1000 жителей: США – 500 м3,
Швеция – 600 м3, Финляндия – 420 м3, Россия –
80 м3, Украина – 40 м3 [1]. Доля импортных тепло;
изоляционных материалов составляет более 40%,
а с ростом цены на энергоносители выпускаемая
на устаревшем оборудовании отечественная про;
дукция может не выдержать конкуренции. Не в
последнюю очередь проблема недостаточного
производства утеплителей сказывается и на росте
стоимости возведенного жилья.
Применение технологии псевдоожиженного
слоя открывает возможность создания агрегатов
высокой технологической и энергетической эф;
фективности вследствие снижения капитальных
и эксплуатационных затрат.
Техника псевдоожиженного слоя обладает ря;
дом преимуществ: высокой интенсивностью
проходящих в аппарате тепло;массообменных
процессов, возможностью совмещения в одном
аппарате нескольких процессов (стадий процес;
сов), низкой металлоемкостью, простотой в из;
готовлении. Однако им свойственны некоторые
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 179
Описано апарати з псевдозрідженим
шаром, що використовуються у вироб)
ництві різних теплоізоляційних ма)
теріалів. Наведено приклад спрощеного
розрахунку часу термообробки ма)
теріалу, що застосовується для визна)
чення конструктивних характеристик аг)
регату термообробки.
Описаны аппараты с псевдоожижен)
ным слоем используемые в производст)
ве различных теплоизоляционных мате)
риалов. Приведен пример упрощенного
расчета времени термообработки мате)
риала, применяемый для определения
конструктивных характеристик агрегата
термообработки.
The fluidized bed unit are used in man)
ufacture of various heat)insulating materi)
als are described. The example of simpli)
fied calculation of the processing
thermal)treatment time of material, which
used for definition of constructive charac)
teristics of the heat treatment unit, is
resulted.
УДК 666.96.12 + 620.91
ХВАСТУХИН Ю.И., КОСТОГРЫЗ К.П.,
СОБЧЕНКО В.В., СОБЧЕНКО А.А.
Институт газа НАН Украины
АППАРАТЫ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ В
ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Т – температура термообработки;
Т0 – начальная температура частицы;
Uкр – критическая влажность данного материала;
Uр – равновесная влажность при данной температуре;
U – текущее значение остаточной влажности;
τ – время сушки.
недостатки: вынос мелких фракций из слоя, воз;
можность прямого проскока частиц, которые не
являются определяющими и могут быть частично
или полностью устранены, а в ряде случаев даже
использованы как преимущество.
На базе многолетнего опыта разработки и вне;
дрения аппаратов псевдоожиженного слоя в Ин;
ституте газа НАН Украины разработаны техноло;
гии и аппараты с псевдоожиженным слоем, кото;
рые внедрены в производство в энергосберегаю;
щих технологиях получения теплоизоляционных
материалов.
В производстве вспученного перлита на заво;
дах строительных материалов (г. Бровары, Кали;
новка, Киевской обл.; г. Кривой Рог, г. Харьков, в
Греции, – всего на 6 заводах) для термоподготовки
исходного перлита внедрен аппарат с псевдоожи;
женным слоем (рис.1.), обеспечивающий, поми;
мо снижения затрат топлива, возможность регу;
лирования потребительских свойств вспученного
перлита (насыпная плотность, прочность и водо;
поглощение). Его краткая техническая характе;
ристика приведена в табл. 1.
Перлит – один из природных экологически
чистых материалов многоцелевого назначения.
Особенность перлитов – способность вспучи;
ваться при высокотемпературной обработке с об;
разованием, в зависимости от количества оста;
точной воды, материала с открытой или
закрытой пористостью. Т.е. остаточная влага в
перлите перед вспучиванием является основным
фактором, который определяет его качественные
характеристики. При производстве вспученного
перлита на первом этапе измельченное вулкани;
ческое стекло проходит предварительную под;
сушку с целью удаления поверхностной влаги, на
втором этапе проводится термообработка в аппа;
рате с псевдоожиженным слоем желобного типа
с целью удаления структурно связанной влаги,
после чего ведется вспучивание материала при
высокой температуре в вертикальной шахтной
печи. Спецификой процесса термоподготовки
180 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Рис. 1. Печь с псевдоожиженным слоем для
термоподготовки перлита перед вспучиванием:
1 – рабочая камера; 2 – подрешеточная камера;
3 – сепарационная зона; 4 – газораспределительная
решетка; 5 – выгрузочное устройство;
6 – загрузочное устройство; 7 – патрубок подвода
горячего теплоносителя.
Та б л . 1 . Техническая характеристика печи термоподготовки перлита
является необходимость обеспечить определен;
ное время пребывания обрабатываемого матери;
ала при заданной температуре. Добиться равного до;
статочно длительного времени пребывания частиц
обрабатываемого материала при постоянной темпе;
ратуре в типовых агрегатах (например, во вращаю;
щихся сушильных барабанах) невозможно [2]. Для
обеспечения заданного времени пребывания обра;
батываемых частиц (а, как известно, в аппаратах с
кипящим слоем, вследствие продольного переме;
шивания, время пребывания разных частиц крайне
неравномерно) используется ряд приемов (аппарат
вытянут в длину, наклонен к месту выгрузки и др.).
Для определения требуемого времени термо;
обработки перлита, других характеристик про;
цесса, а также конструктивных параметров агре;
гата были проведены эксперименты, на
основании обработки которых предложено упро;
щенное уравнение сушки для второго периода
(периода падающей скорости сушки):
,
а также определена зависимость, позволяющая
связать критическую и равновесную влажность
для термообрабатываемого материала в псевдо;
ожиженном слое в диапазоне температур
Т = 275…475 oС:
.
На (рис.2) представлено сопоставление экс;
периментальных и расчетных данных, получен;
ных с использованием упрощенного уравнения.
Однако перлит – не единственный материал, в
производстве которого крайне важно проводить
процесс термообработки сырья при определенной
температуре в течение заданного периода времени.
Сиопор – пористый теплоизоляционный матери;
ал с низкой насыпной плотностью (70...250 кг/м3,
теплопроводность – 0,04...0,075 Вт/м·К) получа;
ется при низкотемпературном (около 300 oС)
вспучивании сиолита [3]. Сиолит – гидросили;
кат натрия с кремнеземистым модулем m ≥ 3,0.
Его получают на основе широко распространен;
ного в Украине сырья – трепела (порода с содер;
жанием до 75 % аморфного кремнезёма и натрия
технического едкого 42...48% концентрации).
Используется сиопор в основном в строи;
тельстве в качестве тепло; звукоизоляцион;
ной засыпки, заполнителя для бетонов и др.
В его производстве для термообработки ис;
ходного дробленого материала используется
аппарат – сушилка;поризатор, аналогичный
представленному на рис.1. В нем происходит
и удаление избыточной влаги, и вспучива;
ние, вследствие выделения пара из глубины
частицы.
На следующем этапе производства необходи;
мо охладить продукт для предупреждения его
слипания и провести разделение его частиц по
размеру. Вследствие применения каскадного аэ;
родинамического классификатора с псевдоожи;
женным слоем (холодильник;классификатор)
переменного по высоте сечения (рис.3.) можно
проводить эти два процесса одновременно. Осо;
бенно эффективна аэродинамическая классифи;
кация в таких аппаратах для мелких легких час;
тиц или частиц неправильной формы (< 1мм),
трудно поддающихся рассеву на ситах. Краткая
техническая характеристика аппарата приведена
в табл. 2.
0
0
1,18 0,29
р
кр
U Т Т
U Т
−
= −
30
( )р кр рU U U U e− τ− = −
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 181
Рис. 2. Сопоставление экспериментальных и
расчетных данных по дегидратации перлита при
различной температуре термообработки.
Эксперимент: × – Т = 275 oС, – Т =320 oС,
– Т = 355 oС;
Расчетные кривые: )))))) – Т = 275 oС,
_____ – Т =320С, –·–·– – Т = 355 oС.
В производстве микросфер из зол ТЭС (п.г.т.
Мироновка, Киевской обл.) внедрены агрегаты с
псевдоожиженным слоем для сушки дисперс;
ных, склонных к слипанию, материалов с труд;
ноудаляемой влагой [4]. На рис. 4. приведены
технологические схемы производства мощнос;
тью 1 т/ч по готовому продукту – высушенным
алюмосиликатным микросферам из зол ТЭС.
Микросферы – это полые алюмосиликатные
микрошарики размером от 1 – 3 мкм до 500мкм,
в редких случаях до 1;2 мм, еще их называют це;
носферами. Образование зольных микросферы
происходит при расплавлении минеральной час;
ти частиц размолотого угля в высокотемператур;
ном факеле пылеугольных горелок и одновремен;
ном газовыделении из глубины расплавленных
частичек. Происходит как бы раздув расплава и
формируется полая сфера с толщиной стенки от
2 до 30мкм. Алюмосиликатные полые микросфе;
ры находят применение в производстве сферо;
пластиков; для предотвращения распростране;
ния и гашения пламени в хранилищах нефти и
нефтепродуктов, в качестве легкого и тугоплав;
кого заполнителя в обмазке разливочных ковшей
и заливочных горловин в металлургии и т.д.
Товарный продукт – цельные отклассифици;
рованные по размеру и по плотности высушен;
ные микросферы. Но процесс сушки зольных
микросфер весьма не простое занятие – их стен;
ки имеют микропоры (микротрещины) ширина
которых соизмерима с размерами молекулы во;
ды, и процесс диффузии влаги наружу чрезвы;
чайно длителен. При недосушке – в складиро;
ванных микросферах идет медленный процесс
диффузии влаги на поверхность, после чего то;
варный продукт теряет текучесть. Увеличить ско;
рость процесса сушки, увеличив температуру
нельзя, происходит разрушение микрошариков.
Часто для их сушки используют дорогостоящие и
энергонеэффективные вакуумные сушилки.
В представленной на рис.4. схеме I, в качестве
сушилки применен аппарат с псевдоожиженным
слоем инертного зернистого материла с внутрен;
ним диаметром рабочей камеры 860 мм, работа;
ющий с полным выносом высушенных микро;
сфер, которые улавливаются в рукавном фильтре
и через шлюзовый затвор поступают на рассев.
182 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Та б л . 2 . Техническая характеристика холодильника;классификатора
Рис. 3. Каскадный аэродинамический
классификатор с псевдоожиженным слоем:
1 – первая рабочая камера; 2 – вторая рабочая
камера 3 – подрешеточная камера;
4 – газораспределительная решетка;
5 – выгрузочное устройство; 6 – загрузочное
устройство; 7 – патрубок подвода дутьевого
воздуха; 8 – жалюзийная сепарационная решетка;
9 – патрубки отвода фракционированного сырья.
Готовый продукт складируют в бункера накопи;
тели, откуда по мере надобности его или возвра;
щают на повторную сушку, или отправляют на
фасовочную машину.
В схеме II применен прямоугольный, в попе;
речном сечении, аппарат с размерами в свету 6×1м
и вертикальными перегородками, обеспечиваю;
щими направленное перемещение высушивае;
мого материала. В первой по ходу материала зоне
установлено перемешивающее устройство для
устранения завалов влажного материала. Высота
псевдоожиженного слоя достигала 1...1,2м. Та;
ким образом, объем находящегося в сушилке ма;
териала достигает 6 м3, что обеспечивает дли;
тельное время пребывания и равномерное
высушивание микросфер. При невысокой рабо;
чей скорости и наличии расширения в верхней
части аппарата вынос материала не превышает
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 183
Та б л . 3 . Техническая характеристика установок сушки микросфер
Рис. 4. Схемы установок с псевдоожиженным слоем для сушки микросфер.
I – с инертным слоем зернистого материала, II – с аппаратом с вертикальными перегородками:
1 – дутьевой вентилятор, 2 – горелочное устройство, 3 – корпус установки, 4 – рукавный фильтр,
5 – двухситовой грохот, 6 – бункер готовой продукции, 7 – дымосос, 8 – перемешивающее устройство.
нескольких процентов. Техническая характерис;
тика схем сушки представлена в табл. 3.
Таким образом, применение разработанной в
Институте газа НАН Украины техники псевдо;
ожиженного слоя для термообработки дисперсных
материалов в ряде производств теплоизоляцион;
ных материалов обеспечивает помимо снижения
капитальных и энергетических затрат на единцу
продукции также улучшение потребительских
свойств этих материалов и, как следствие, энерго;
сбережение при отоплении зданий и сооружений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Генералов Б.В., Крифукс О.В. Развитие про;
изводства эффективного минерального тепло;
изоляционного материала бисипор // Строитель;
ные материалы. – 2003. – №11. – С.26.
2. Алексеева Л.В. Технологические особенно;
сти производства вспучсенного перлита из сырья
различных месторождений // Строительные ма;
териалы и изделия. – 2005. – №6. – С. 25–29.
3. Хвастухин Ю.И., Эйне И.А., Когута Н.К.,
Роман С.Н., Собченко В.В. Получение в псевдо;
ожиженном слое пористого материала – сиопора
// Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2002. –
№5. – С.19–24.
4. К.П.Костогрыз, Хвастухин Ю.И. Сушка и
классификация микросфер из золы ТЭС в аппа;
ратах с псевдоожиженным слоем // Экотехноло;
гии и ресурсосбережение. – 2007. – №2. –
С. 21–29.
184 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61347 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:20:15Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Собченко, В.В. Собченко, А.А. 2014-04-30T17:29:59Z 2014-04-30T17:29:59Z 2007 Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов / Ю.И. Хвастухин, К.П. Костогрыз, В.В. Собченко, А.А. Собченко // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 179-184. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61347 666.96.12 + 620.91 Описаны аппараты с псевдоожиженным слоем используемые в производстве различных теплоизоляционных материалов. Приведен пример упрощенного расчета времени термообработки материала, применяемый для определения конструктивных характеристик агрегата термообработки. Описано апарати з псевдозрідженим шаром, що використовуються у виробництві різних теплоізоляційних матеріалів. Наведено приклад спрощеного розрахунку часу термообробки матеріалу, що застосовується для визначення конструктивних характеристик агрегату термообробки. The fluidized bed unit are used in manufacture of various heat-insulating materials are described. The example of simplified calculation of the processing thermal-treatment time of material, which used for definition of constructive characteristics of the heat treatment unit, is resulted. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов Fluidized bed units in manufacture of heat-insulating materials Article published earlier |
| spellingShingle | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов Хвастухин, Ю.И. Костогрыз, К.П. Собченко, В.В. Собченко, А.А. |
| title | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| title_alt | Fluidized bed units in manufacture of heat-insulating materials |
| title_full | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| title_fullStr | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| title_full_unstemmed | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| title_short | Аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| title_sort | аппараты с псевдоожиженным слоем в производстве теплоизоляционных материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61347 |
| work_keys_str_mv | AT hvastuhinûi apparatyspsevdoožižennymsloemvproizvodstveteploizolâcionnyhmaterialov AT kostogryzkp apparatyspsevdoožižennymsloemvproizvodstveteploizolâcionnyhmaterialov AT sobčenkovv apparatyspsevdoožižennymsloemvproizvodstveteploizolâcionnyhmaterialov AT sobčenkoaa apparatyspsevdoožižennymsloemvproizvodstveteploizolâcionnyhmaterialov AT hvastuhinûi fluidizedbedunitsinmanufactureofheatinsulatingmaterials AT kostogryzkp fluidizedbedunitsinmanufactureofheatinsulatingmaterials AT sobčenkovv fluidizedbedunitsinmanufactureofheatinsulatingmaterials AT sobčenkoaa fluidizedbedunitsinmanufactureofheatinsulatingmaterials |