ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

О ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Одним из перспективных способов получения гранулиро­ванных минеральных удобрений является использование ап­паратов псевдоожиженного слоя. Техника псевдоожижения, с необычайной быстротой внедрившаяся в ряд отраслей про­мышленности, открывает широкие перспективы для произ­водства гранулированных удобрений. Однако вопросы гра­нулирования в псевдоожиженном слое изучены в настоящее время далеко не достаточно. Богатой и разносторонней прак­тике, как это часто имело место в истории техники, проти­востоит недостаточная полнота теоретических исследований. В основу разработанных математических моделей процесса гранулирования химических продуктов в аппаратах кипяще­го слоя [1—5] положены следующие физические представле­ния [1]: распыленные пневматической форсункой капли рас­твора гранулируемого продукта движутся в факеле газовой струи, участвуя в то же время в процессе массообмена сушка, нейтрализация). При этом принимается допущение, что факел струи в кипящем слое согласно гипотезе Шаховой [7] состоит из двух зон: чисто газовой и двухфазной, состоя­щей из газа и присоединенных частиц слоя (граница зон определяется скоростью свободного витания частиц).

Осаждаясь на гранулах слоя, капли растекаются по их поверхности тонкой пленкой раствора. Под действием тепла ожижающего агента влага, содержащаяся в растворе, выпа­ривается, из него выкристаллизовывается гранулируемый ма­териал, который и дает приращение массы гранулы.

Стабильность технологического режима работы грануля­тора во многом определяется параметрами работы распыли - вающего устройства и, в частности, геометрическими харак­теристиками факела форсунки. При этом одними из наибо­лее важных величин являются максимальный радиус и даль­нобойность газового факела, определяемые по формулам

О ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

8—867

О ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

_ Гэ, в"о' . 1 f frr <1 (2V

Хф' 0.366C2uBI1T V 0,5Рсл

Где «о, "m* — скорость газового потока: начальная, в макси­мальном сечении струи, м/с; ивит — скорость витания части - слоя, м/с; Гэкв — эквивалентный радиус сопла форсунки, м; Рг, рсл — плотность: газа, слоя, кг/м3; и — начальная концен­трация струи, кг раствора/кг распыливающего воздуха; С і, С2 — коэффициенты.

Уравнения (1) и (2) дают хорошее совпадение с экспери­ментальными данными при известных из опыта коэффициен­тах Сі и С2. А. Г. Минаев [8] считает, что значения этих ко­эффициентов определяются только гидродинамикой слоя и могут быть рассчитаны по уравнениям

Ci=0,81Ar~0,115Re0'32; (3)

Где Аг и Re — критерии Архимеда и Рейнольдса для частиц слоя; р'п — плотность пограничной зоны «газ — твердые ча­стицы» факела струи, кг/м3. Коэффициент С\ характеризует динамику изменения газовой зоны, а коэффициент С2 — зоны «газ — твердые частицы» по длине факела.

Ранее [6] нами было показано, что уравнение (4) не имеет физического смысла. Действительно, истечение свобод­ной затопленной струи является частным случаем истечения струи В псевдоожиженный СЛОЙ (при Рсл —рг) - Поэтому при рсл->-рі - коэффициент С2 должен стремиться к нулю (отсут­ствие частиц в струе). Однако при расчете коэффициента С2 по выражению (4) этого не происходит. В связи с этим воз­никает необходимость в уточнении расчетной формулы для определения величины С2.

Как известно [1, 3, 4], газовую струю, истекающую в псевдоожиженный слой, можно по аналогии со свободной за­топленной струей разделить на два участка: начальный (уча­сток постоянной осевой скорости потока) и основной (уча­сток падающей скорости газа). После скоростей в основном Участке струи описывается формулой Шлихтинга [9]:

Поэтому логично предположить, что на начальном участке происходит формирование профиля скоростей от равномерно
распределенного до профиля, описываемого выражением (5). Таким образом, для переходного сечения струи можно запи­

Сать

-Iі (^іт)Т

Где Ьг и Ьг. т — соответственно толшины пограничного слоя газовой зоны и зоны «газ — твердые частицы», определяе­мые по выражениям

Bv= С, "т~ tw л-; (7)

Br_v=c2x. (8)

Подставляя выражения (7) и (8) в уравнение (6) и ре­шая его относительно коэффициента С2, получаем

(9)

І

1

С = С и>)

2— 1 И-.І+ «ви

VO-f^f

Анализ выражения (9) показывает, что коэффициент Сг зависит не только от гидродинамики псевдоожиженного слоя, но и от начальной скорости истечения струи: с увеличением скорости истечения С2 уменьшается. При понижении плотно­сти слоя С2 также уменьшается. В предельном случае, при Рсл=Рг, скорость витания частиц, а следовательно и коэффи­циент С2, принимают значения, равные нулю. Таким образом, выражение (9) находится в полном соответствии с классиче­ской теорией истечения затопленных струй. В таблице пред­ставлены значения' коэффициента С2, рассчитанные по урав­нениям (4) и (9) при различных начальных скоростях исте­чения струи в монодисперсный превдоожиженный слой с диа­метром частиц 1 мм и плотностью 1300 кг/м3. Из данных таб­лицы видно, что при рабочих скоростях истечения газа 150-^300 м/с и порозности слоя є=0,65-^0,80 коэффициент С2, определенный по уравнению (4), имеет среднее значение по отношению к коэффициенту С2, рассчитанному по выра­жению (9).

При этом максимальное и среднее расхождение значений соответственно составляет 32 и 11%. Следует, однако, отме­тить, что при снижении начальной скорости истечения струи расхождение значений коэффициентов, определенных по

Значения коэффициента С2, рассчитанные по выражениям (4) и (9)

Порозпость слоя, е

Начальная ско­рость истечения «о, м/с

С,

По формуле

(3)

С,

По формуле (4)

С2

По формуле (9) "

0,65

150 200 300

0,940

0,07

0,103 0,088 0,071

0,70

150 200 300

1,023

0,08

0,108 0,093 0,075

0,75

150 200 300

1,108

0,094

0,121 0,103 0,083

0,80

150 200 300

1,151

0,110

0,126 0,108 0,086

Уравнениям (4) и (9), возрастает. Это, на наш взгляд, гово­рит о целесообразности определения коэффициента С2 по уравнению (9).

Для проверки адекватности выражения (9) было прове­дено экспериментальное исследование аэродинамики неогра­ниченной газовой струи в псевдоожиженном слое [6]. Цель исследований заключалась в измерении осевой скорости по­тока в различных сечениях газового факела. Для этого ис­пользовался пневмометрический метод. Чтобы избежать ис­кажения поля скоростей при введении в факел трубки Пито—Прандтля, последняя была изготовлена из медицин­ских игл диаметром 1 мм.

Результаты опытов представлены на рисунке в виде гра­фических зависимостей безразмерной осевой скорости газа от безразмерного расстояния (хс — расстояние от сопла до точки, в которой скорость струи в два раза меньше началь­ной). Кривая этого рисунка рассчитана с помощью матема­тической модели струи [6, 7] с использованием выражения (9), точки — экспериментальные данные, полученные при ис­следовании процесса истечения неограниченной струи в псев­доожиженный слой частиц риса и гранул сульфата аммония, а также заимствованные из диссертаций Минаева и Листов - цевой, исследовавших развитие изотермической [8] и неизо­термической [10] струй в псевдоожиженном слое частиц алюмосиликатного катализатора.

Удовлетворительное совпадение расчетного и эксперимен­тального профилей безразмерной осевой скорости струи под-

О— 1

А —г

О ГЕОМЕТРИИ ГАЗОВОГО ФАКЕЛА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ УДОБРЕНИИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Профиль безразмерной осевой скорости струи в псев­доожиженном слое: 1—dcл=2,2 мм; W=2,4; ы0 = =88,4 м/с; 2 —d„=2,2 мм; W=2,4; ы0=95,5 м/с; 3 — dCJI=2,2 мм; W=2,7; ы0=95,5 м/с; 4 — dzli= =2,2 мм; №=2,1; ы0=68,2 м/с; 5 — гранулирован­ный сульфат аммония, гісл=1,3 мм, 1^=3,5; «о= = 74,8 м/с; 6 — алюмосиликатный катализатор; rfCJI= 1,73 мм; W=1,0; ы0=99,0 м/с [8]; 7—алюмо­силикатный катализатор, гісл=2,25 мм; W— 1,0;

Ыо=б8,2 м/с; <о=87 °С; <сл=27°С [10]

Тверждает справедливость уравнения (9) и показывает воз­можность использования его для практических расчетов. Кроме того, интересно отметить, что предложенный метод определения коэффициента С2 может быть с достаточной точностью применен и при расчете неизотермической струи. Последнее обстоятельство является весьма ценным с точки зрения практических расчетов процессов грануляции, так как при осуществлении процесса гранулирования минеральных удобрений в псевдоожиженном слое всегда имеет место ис­течение неизотермической газожидкостной струи.

ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Калийные минеральные удобрения

Каждая сельскохозяйственная культура требует поступления множества макро- и микроэлементов для обеспечения своего развития и роста, результатом чего является ее высокая урожайность. И если в почве элементов в достаточном количестве нет, …

Гумат калия — эффективное удобрение

Каждый современный фермер мечтает о стабильном и богатом урожае. Если раньше аграрии надеялись лишь на благоприятные метеоусловия, то на сегодняшний день успешно выращивать растения можно благодаря применению современных агротехнологий.

О РАСТВОРИМОСТИ КИСЛОРОДА В СИСТЕМЕ НМ03-ТРИБУТИЛ ФОСФАТ

В литературе имеются сведения о растворимости кисло­рода в системе HN03—Н20 [1, 2], согласно которым коли­чество растворенного кислорода увеличивается при повыше- нин давления кислорода, понижении температуры, отмеча­ется более сложная зависимость от …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.