Определение режимов движения гранул (прилл) в грануляционной башне производства минеральных удобрений

Autor: Nadhem, Al-Khyatt Muhamad
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Technology audit and production reserves; Vol. 5 No. 3(61) (2021): Chemical engineering; 6-9
Technology audit and production reserves; Том 5 № 3(61) (2021): Химическая инженерия; 6-9
Technology audit and production reserves; Том 5 № 3(61) (2021): Хімічна інженерія; 6-9
ISSN: 2664-9969
2706-5448
Popis: The object of research is the mode of movement of the granules of mineral fertilizers obtained in the towers. The subject of research is the effect of the physical and chemical properties of granules, their size and initial hydrodynamic parameters on the speed of movement of the granules in the tower. The fertilizer industry is characterized by high requirements for the production of mineral fertilizers, which makes it promising to use granulation plants of large unit capacity, tower production. The resulting product must have a stable physical and chemical composition, be monodisperse with a spherical shape of granules, which allows long-term storage in bulk without the use of auxiliary equipment and meet international quality standards. The main granulation equipment that is used in the tower production of mineral fertilizers is spray type granulation equipment. In such towers, there is a likelihood of crossing pellet flares, getting pellets into the walls of the pelletizing tower and adhesion of the melt on this surface in industrial conditions, which leads to negative consequences. Therefore, the determination of the modes of motion of granules is still important. Methods of mathematical modeling of the movement of granules under different conditions were used in the work. Numerical methods were used to solve the equations of differential equations. As a result, an equation was obtained to determine the speed components along the x and y axes. The calculation of the horizontal speed of the granule and the determination of the time of its movement in the working area of the prilling tower makes it possible to determine the length of the granule path in this direction, to determine the diameter of the spray torch of the granules. Provides information on preventing the ingress of granules into the walls of the prilling tower and adhesion of the melt on this surface in industrial conditions, which leads to negative consequences. The magnitude of the speed, especially for the vertical component, changes its value several times over time due to a change in the mode of motion of the granules when moving from the granulator down the tower. This indicates the need to also take into account the change in the value of the resistance coefficient over time. When deriving the equations, simplifications were used, and the motion of a solid granule was considered. However, a drop begins to move from the granulator (disperser), which then crystallizes into a granule. Comparing the obtained results, allowing to predict by calculation the behavior of the spray plume of granules, with the initial ones obtained in industrial conditions, it is possible to conclude that the error of the equations obtained is 10.5%. Therefore, work on improving the obtained equations describing the mode of motion (speed) of the granules will be continued.
Объектом исследования является режим движения гранул минеральных удобрений, полученных в башнях. Предметом исследования является влияние физико-химических свойств гранул, их размера и начальных гидродинамических показателей на скорость движения гранул в башне. Для туковой промышленности характерны высокие требования к объемам производства минеральных удобрений, что делает перспективным использование грануляционных установок большой единичной мощности, башенное производство. Полученный продукт должен иметь стабильный физико-химический состав, быть монодисперсным со сферической формой гранул, что позволяет проводить долгосрочное хранение насыпью без использования вспомогательного оборудования и соответствовать мировым стандартам качества. Основным грануляционным оборудованием, которое используется в башенном производстве минеральных удобрений, является грануляционное оборудование распыляющего типа. В таких башнях возникает вероятность пересечения факелов гранул, попадания гранул в стенки грануляционной башни и налипание расплава на этой поверхности в промышленных условиях, что приводит к негативным последствиям. Поэтому определение режимов движения гранул до сих пор остается важным. В работе были использованы методы математического моделирования движения гранул при разных условиях. Для решения уравнений дифференциальных уравнений использовали численные методы. В результате получили уравнение для определения составляющих скорости по осям координат х и у. Расчет горизонтальной скорости гранулы и определения времени ее движения в рабочей области грануляционной башни позволяет определить длину пути гранулы в этом направлении, определить диаметр факела распыления гранул. Дает информацию по предотвращению попадания гранул в стенки грануляционной башни и налипанию расплава на этой поверхности в промышленных условиях, что приводит к негативным последствиям. Величина скорости, особенно для вертикальной составляющей, со временем в несколько раз меняет свое значение вследствие изменения режима движения гранул при движении от гранулятора вниз башни. Это указывает на необходимость также учитывать изменение величины коэффициента сопротивления во времени. При получении уравнений были использованы упрощения, рассматривалось движение твердой гранулы. Однако с гранулятора (диспергатора) движение начинает капля, которая потом кристаллизуется в гранулу. Сравнив полученные результаты, позволяющие расчетным путем предсказать поведение факела распыления гранул, с исходными, полученными в промышленных условиях, можно сделать вывод, что погрешность полученных уравнений составляет 10,5%. Поэтому работа над совершенствованием полученных уравнений, описывающих режим движения (скорость) гранул, будет продолжена.
Об'єктом дослідження є режим руху гранул мінеральних добрив, отриманих в баштах. Предметом дослідження є вплив фізико-хімічних властивостей гранул, їх розміру та початкових гідродинамічних показників на швидкість руху гранул у башті. Для тукової промисловості характерні високі вимоги до обсягів виробництва мінеральних добрив, що робить перспективним використання грануляційних установок великої одиничної потужності, баштове виробництво. Отриманий продукт повинен мати стабільний фізико-хімічний склад, бути монодисперсним зі сферичною формою гранул, що дозволяє проводити довгострокове зберігання насипом без використання допоміжного обладнання та відповідати світовим стандартам якості. Основним грануляційним обладнанням, що використовується в баштовому виробництві мінеральних добрив, є грануляційне обладнання розпилюючого типу. У таких баштах виникає імовірність перетину факелів гранул, потрапляння гранул на стінки грануляційної башти та налипання розплаву на цій поверхні в промислових умовах, що приводить до негативних наслідків. Тому визначення режимів руху гранул досі залишається важливим. В роботі були використані методи математичного моделювання руху гранул за різних умов. Для розв’язання рівнянь диференційних рівнянь використовували чисельні методи. В результаті отримали рівняння для визначення складових швидкості по осям координат х та у. Розрахунок горизонтальної швидкості гранули та визначення часу її руху в робочій області грануляційної башти дозволяє визначити довжину шляху гранули в цьому напрямку, визначити діаметр факелу розпилу гранул. Дає інформацію по запобіганню потрапляння гранул на стінки грануляційної башти та налипанню розплаву на цій поверхні в промислових умовах, що приводить до негативних наслідків. Величина швидкості, особливо для вертикальної складової, з часом у декілька разів змінює своє значення в наслідок зміни режиму руху гранул при руху від гранулятора до низу башти. Це вказує на необхідність також враховувати зміну величини коефіцієнта супротиву в часі. При отриманні рівнянь були використанні спрощення, розглядався рух твердої гранули. Однак з гранулятора (диспергатора) рух починає крапля, яка потім кристалізується в гранулу. Порівнявши отримані результати, що дозволяють розрахунковим шляхом передбачити поведінку факелу розпилу гранул, з результатами, що отримані в промислових умовах, можна зробити висновок, що похибка отриманих рівнянь складає 10,5%. Тому роботу над вдосконаленням отриманих рівнянь, що описують режим руху (швидкість) гранул, буде продовжено.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: