Математическая модель двухфазного течения фосфорсодержащей дисперсии в межтарелочном зазоре сепаратора
Аналитическое выражение распределения концентрации фосфора в фосфорсодержащей шламовой эмульгосуспензии в межтарелочном зазоре сепаратора. Проведение исследования разработки простых ресурсосберегающих технологий очистки природного сырья (галита).
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 675,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕЙ ДИСПЕРСИИ В МЕЖТАРЕЛОЧНОМ ЗАЗОРЕ СЕПАРАТОРА
Получено аналитическое выражение распределения концентрации фосфора в фосфорсодержащей шламовой эмульгосуспензии в межтарелочном зазоре сепаратора и приведены результаты расчета распределений скоростей движения фаз и полей концентраций в межтарелочном зазоре найденные, численными методами.
Работы по гидродинамике межтарелочного пространства сепаратора /1,2/ связаны либо с осаждением отдельной материальной частицы под действием центробежного поля, либо с определением полей скоростей и давлений в однофазной жидкости. В данной работе рассматривается гидродинамика двухфазной воднофосфорной эмульгосуспензии /3/. Особенности движения и разделения эмульгосуспензий в тарельчатом сепараторе (например, типа РОС-401К-03, разработчик и изготовитель - ООО НИИХИММАШ, г.Москва), приведенном на рис.1, можно вскрыть только при строгой математической постановке задачи.
Исследования дисперсного состава фосфорсодержащих шламов показали, что размеры частиц шлама находятся в пределах 10-2800 мкм при среднем объемном диаметре 148 мкм и степени дисперсности порядка 0,817 с содержанием фосфора более 50% /4/. Значения плотности фосфорсодержащих шламов в зависимости от температуры приведены в таблице-1. С целью проверки возможности использования теоретических
Таблица 1 - Плотность шламовых образований при Т=70
|
С, % Р4 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
|
, г/см3 |
1,40 |
1,45 |
1,50 |
1,60 |
зависимостей для скоростей к случаю центрифугирования фосфорсодержащих дисперсий проанализируем их по методу Фортье /5/ :
dф/D=1*10 -3; Fr=nD/g0,5 D0,5? 0,3;
[(ф/-1)]1/3Re2/3 dф/ D ? 2,0; [(ф/-1)]0,5Re0,5 dф/ D ? 0,2.
При одновременном выполнении неравенств (1) дисперсия в гидродинамическом отношении ведет себя как чистая жидкость. Фосфорсодержащие шламы удовлетворяют заданным пределам, что позволяет считать их чистой дисперсией. Для описания движения двухфазного потока между тарелками сепаратора (рис.2) в работе /6/ была предложена следующая система уравнений:
;
;
;
;
Рисунок 1- Внешний вид тарельчатого сепаратора
Для решения системы уравнений (2) представляется целесообразным упростить ее, приняв ряд допущений. Поскольку процесс сепарирования стационарный, движение двухфазного потока в межтарелочном зазоре также можно считать стационарным, т.е. .
При разделении эмульсии справедливо допущение о несжимаемости фаз . Оценка сил, действующих при сепарировании, приводит к заключению, что относительное ускорение и силы Кориолиса малы в сравнении с остальными силами. Вследствие малости относительного объема взвешенных частиц в водном потоке частиц, применительно к фосфорсодержащей водной суспензии с твердыми частицами, как к суспензиям для “богатых” и эмульгосуспензиям для “бедных” шламов, ими пренебрегаем /5/, при этом тензор фосфорной фазы фij(1) мал по сравнению с тензором гомогенной водной фазы с твердыми частицами фij(2). При анализе диссипативных сил трения можно считать, что в рассматриваемой задаче определяющей является х-компонента силы вязкого трения. Осевая симметрия рассматриваемой задачи позволяет принять . Общие давления фаз П(1) и П(2), которые входят в уравнение системы (2), в первом приближении можно принять аналогичными выражениям для давлений в однородных потоках в условиях движения в межтарелочном зазоре (например, в соответствии с /2/ ); в этом случае
;
,
где ; ;
,
.
В соответствии с принятыми допущениями при рассмотрении течений в узких зазора предполагается, что .
Использование аналитических выражений для давлений фаз П(1) и П(2) позволяет исключить из задачи уравнения неразрывности. Выбор граничных условий для сформулированной задачи неоднозначен, однако в первом приближении можно принять используемые в гидродинамике однородной жидкости граничные условия - прилипание фаз к стенкам
.
Изменение концентрации под влиянием конвективного переноса, центробежных сил и диффузии будет определяться граничными условиями на входе в межтарелочное пространство
;
в качестве второго граничного условия для уравнения, описывающего изменение концентрации в зазоре, может быть принято условие непересекания водной фазой с частицами концентрации С стенок тарелок.
Для этого рассмотрим полный поток веществ в межтарелочном зазоре
.
Проекция этого потока на нормаль к стенке (рис.3)
при х=0 при х=h
.
Таким образом, полная система граничных условий к уравнениям (2) может быть записана в виде
.
Рисунок 2-Вращающаяся криволинейная Рисунок 3-К выводу уравнения система координат (5) и граничных условий (4)
Система уравнений (2) с учетом принятых допущений к граничным условиям (4) может быть численно проинтегрирована на ЭВМ. Целесообразно перед использованием численных методов провести приближенное аналитическое решение уравнений системы (2), описывающего изменение концентрации. При этом задача сводится к нахождению стационарного распределения концентраций дисперсной фазы в межтарелочном зазоре сепаратора, занимающего полуполосу и движущейся со скоростью . Предполагается, что в сечении поддерживается постоянная концентрация С0, а плоскости х=0 и x=h непроницаемы. При этом последнее уравнение системы (2) может быть представлено в виде
.
При решении этого уравнения к граничным условиям (4) следует добавить условие ограниченности концентрационного поля на бесконечности
.
Искомое распределение концентрации можно представить в виде соотношения
.
При этом функция должна удовлетворять уравнению
,
где при граничных условиях
;
;
.
Уравнение (8) решается методом разделения переменных. Окончательное решение уравнения (5) имеет вид
.
где m=V2h/2D; в=(V2/V1)2+(2рkD/hV1)2.
Отметим, что уравнение (9) получено для скорости потока, осредненной по длине щели (V1), и для скорости осаждения, осредненной по ширине щели (V2). На расстоянии порядка длины межтарелочного зазора сумма бесконечного ряда в уравнении (9) оказывается малой, и это соотношение может быть представлено в виде
.
Общее распределение концентраций, описываемое уравнением (9) для начального участка межтарелочного зазора, существенно отличается от подобных диффузионных задач при вынужденной конвекции из-за того, что в них, применительно к рассматриваемой задаче, вся масса в дисперсной фазе в начальный момент времени сосредоточена в узкой области около некоторого значения x=x0 (0<x0<h). Однако полученное выражение для равновесного распределения концентрации (10) достаточно хорошо совпадает с подобными предельными выражениями классической теории /7,8/.
Комплекс m, входящий в уравнение (9), косвенно характеризует меру отношения потока дисперсной фазы, осаждающейся под действием центробежного поля, к диффузионному потоку. Теоретически оценить величину коэффициента диффузии D довольно трудно, так как отсутствует надежная информация о характере и режиме течения потоков в межтарелочном зазоре, однако коэффициент диффузии D может быть определен экспериментально /7/. Для приближенных расчетов и качественного анализа решений величина коэффициента диффузии может быть принята порядка турбулентного коэффициента диффузии в жидкостях.
Если провести упрощение системы (2) в соответствии с принятыми допущениями, можно получить два дифференциальных уравнения, записанных в проекции на ось г.
;
.
При численном интегрировании системы уравнений (11) использовали метод конечных разностей. При этом дифференциальные уравнения заменяли их конечно-разностными аналогами. Разбивая ширину межтарелочного зазора h на n равных частей длины l и заменяя производные симметричными конечноразностными отношениями для внутренних точек x=xi (i = 1, 2, 3,…, n-1) отрезка /0, h/, вместо системы дифференциальных уравнений (11) приближенно можно получить следующую систему линейных алгебраических уравнений:
;
;
;
где ;
;
; ;
.
Таким образом, задача интегрирования уравнений (11) сводится к нахождению корней системы линейных алгебраических уравнений (12) порядка 2(n-1). Для решения системы алгебраических уравнений использовали метод Гаусса (схема Жордано) с выбором максимального элемента по всей матрице. Этот метод обеспечивает достаточную устойчивость обращения матриц при многократных повторениях. Так как в рассматриваемую систему уравнений входит функция C(x, г), определяемая с помощью выражения (9), то при составлении вычислительного алгоритма было предусмотрено предварительное вычисление полей концентраций по уравнению (9); при этом полученные функции C(x, г) направлялись на формирование соответствующих элементов матрицы и вектора правых частей уравнений (12).
Все вычисления проводили на ЭВМ. На рис.4 в качестве примера показаны некоторые результаты расчета полей скоростей фаз и концентраций в межтарелочном зазоре, полученные описанным выше методом.
Как следует из анализа, найденные распределения в целом качественно хорошо согласуются с имеющимися в литературе представлениями о гидродинамике двухфазных потоков в щелях. Опыт работы с вычислительным алгоритмом показал, что система устойчива относительно вариации констант в уравнениях. Физическая картина эволюции полей скоростей по длине межтарелочного зазора может достаточно гибко изменятся в зависимости от численных значений основных параметров математической модели. Следует отметить, что наблюдаемое на рис.4 совпадение характера профилей скоростей для обеих фаз не является принципиальной особенностью модели, а зависит от концентраций фаз, соотношений между параметрами уравнений и от типа граничных условий.
Рис. 4. Изменения объемной концентрации суспензии в зависимости от ширины межтарелочного зазора и профили скоростей фосфорной (сплошные линии) и водной (пунктирные линии) фаз при различных значениях параметра г
После уточнения граничных условий для уравнений движения фаз и определения конкретных значений коэффициентов уравнений на основе анализа экспериментальных данных и интегральных характеристик работы сепаратора рассмотренная математическая модель может быть использована для анализа и расчета процесса сепарирования.
dф - крупность дискретной фазы;
D - диаметр аппарата;
Dр - диаметр ротора;
n - частота вращения ротора;
Fr -критерий Фруда;
Re - критерий Рейнольдса;
1 - плотность фосфорной дисперсии;
2 - плотность водной дисперсной фазы;
- ускорения дисперсии и дисперсной фаз, порождаемые центробежным полем;
В - подвижность;
С - объемная концентрация частиц в суспензии;
d - радиус частиц;
D - эффективный коэффициент диффузии;
h - ширина межтарелочного зазора;
- ускорение, обусловленное действием поля внешней силы;
p(1) , p(2), фij(1), фij(2) - давления и компоненты тензоров внутренних напряжений в фазах;
Q - расход;
t - время;
vi , wi - компоненты скорости дисперсии и дисперсной фазы;
xi - пространственные координаты;
б - угол наклона образующей тарелки к оси сепаратора;
г, , ц, x - криволинейные координаты, связанные с вращающейся тарелкой;
мк - эффективные коэффициенты вязкости дисперсии и дисперсной фазы;
- угловая скорость вращения сепаратора.
Сепароторды? т?релке аралы? са?лауында?ы фосфоры бар шламды эмульгосуспензияда фосфор концетрациясыны? ?летірілуіні? аналитикалы? ?ренегі алынды ж?не санды? ?діспен табыл?ан т?релке аралы? са?лауда?ы фаза ?оз?алысы жылдамды?ыны? ж?не концентрация ?рісіні? ?лестірілуіні? есептеу нятижелері келтірілген.
The analytical expression of distribution of concentration of phosphorus in the phosphoruskeeping slim amulgosuspension in innerplates backlash of the separator is received. The results of account of distributions of speeds of movement of phases and fields of concentration in the innerplates backlash found by numerical methods are given.
2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ГАЛУРГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ ОТДЕЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖАМБЫЛСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье рассматриваются вопросы разработки простых ресурсосберегающих технологий очистки природного сырья (галита) и получение на их основе продуктов многоцелевого назначения.
Проведен анализ современного состояния галургического сырья отдельных месторождений Сарысуского района Жамбылской области.
Сравнение химического состава соли месторождения «Майдегенколь» с требованием ГОСТ показывает о возможности их использования в качестве поваренной пищевой соли после очистки и йодирования.
Галургия (соляное дело) представляет особую отрасль научного знания в химической промышленности, связанную с изучением и освоением природных солевых богатств - разнообразных по составу ископаемых солей и озерных рассолов, буровых вод и минеральных источников, морской воды и ее концентратов /1, 2/.
Галургия происходит от греческих слов гу (галёс) - соль и л (ургия) - дело, в целом означающая «соляное дело».
Авторы /3/ так сформулировали содержание этого предмета. «Соляное дело или галургия в обширном смысле этого слова занимается изучением наивыгоднейших способов добывания различных минеральных солей, имеющих применение в технике или обыденной жизни. И представляет один из отделов химической технологии минеральных веществ».
Авторы /4/ более отчетливо развивают ранее высказанные мысли. «Теперь уже стало совершенно ясно, что не в одном только добывании сырья, но и в переработке естественных богатств заключается источник народного благосостояния и экономической самостоятельности. Чтобы переработать сырые природные материалы, чтобы уметь их превратить в непосредственные продукты потребления, необходимо, очевидно, знать характер и законы превращения веществ».
В наше время под галургией понимается прикладная наука об условиях формирования и строении соляных месторождений, физико-химических свойств соляного сырья, рациональных методов промышленной добычи и переработки природных солей. Она генетически связана с целым рядом мероприятий:
1. Исследование сырьевой базы проводится на основе комплекса наук - геохимии, гидрохимии, геологии и гидрогеологии. Здесь имеют также значения микробиология и климатология.
2. Применение физико-химических методов для определения и расчета различных свойств солевого сырья. Разработка принципиальных схем комплексного использования сырья и селективных способов выделения наиболее ценных компонентов из него является важнейшей задачей физико-химического анализа.
3. Практическое осуществление различных приемов добычи и переработки природных солей с применением механизации и автоматизации производства относятся к искусству горного дела, гидротехники и химической технологии. При этом рационально решение технологических вопросов обычно проводится на основе технико-экономических исследований. Основная задача галургии - разработка способов добычи, очистки и первичной переработки минеральных солей. К числу важнейших продуктов, получаемых из природного солевого сырья, относятся: минеральные удобрения - KCl, K2SO4, безводный шенит (шенит K2SO4 MgSO4 6H2O) и лангбенит (K2SO4 MgSO4), а также Na2B4O710H2O и H3BO3, NaCl, Na2SO4 и Na2СO3, магнезиальные продукты - MgCl2 6H2O, цемент Сореля, Mg (OH)2, MgСO3, MgSO4 H2O и MgSO4 7H2O, CaSO42H2O и CaSO40,5H2O, бром, йод и их соединения, соли лития, рубидия и цезия.
Методы разделения и обогащения природных солей весьма разнообразны. Здесь широко используются процессы растворения, изотермичекого и политермического испарения, охлаждения, реакции обмена с осадкообразованием, флотация и др. При этом эти процессы осуществляются как в природных условиях (озера, бассейны), так и в заводских аппаратах.
Техническое вооружение галургической промышленности также достаточно разнообразно и специфично. Для концентрирования рассолов и садки солей применяют обширные гидротехнические сооружения в форме бассейнов с использованием естественных источников энергии - солнца и ветра, а также низких зимних температур. При извлечении солей из озер и бассейнов применяют солесосы, скреперы, соляные комбайны и экскаваторы. Для обезвоживания солей используют летние бассейны и аппараты с кипящим слоем. Разделение природных солей (например, сильвинита - NaCl и KCl) достигается как на химических, так и на флотационных фабриках.
В химической промышленности широко распространен процесс сушки солей, химических волокон, тканей органических веществ, минеральных удобрений, и т.д. Во многих случаях сушка является одной из важнейших операций определяющих не только качество готовой продукции, но и технико-экономические показатели производства в целом.
Сушка влажных материалов представляет собой технологический процесс, или точнее, совокупность процессов переноса тепла и массы, сопровождающихся структурно-механическими, а в ряде случаев и химическими изменениями высушиваемого вещества. Результаты новейших исследований в области теории сушки позволяют на научной основе подходить к проблеме интенсификации этого процесса и выбора рационального способа и оптимального режима сушки.
Чтобы снизить слеживаемость продукта галита (соли) перед хранением в настоящее время применяют вращающиеся барабанные сушилки, установленные с положительным углом наклона, однако они не обеспечивают необходимый влагоотбор требуется многократная сушка. Топочные газы поступают в сушилку при начальной влажности продукта в 1,0 % составляет 34-45 кг(м3ч) /5/.
В последнее время в СНГ и США стали проводить сушку калийных солей (натриевых солей) в аппаратах кипящего слоя /6-8/, в которых давление газового потока равно весу сыпучего материала. Их недостатком является значительный пылеунос (10-15% соли /9/ или 5-7% монодисперсного и 80-90% полидисперсного материалов /10/.
Удельный влагосъем одной сушилки с кипящим слоем составляет 160-250 кг/(м3ч), интенсивность сушки по твердому материалу - 1300 кг/(м3ч). Теоретические закономерности и приемы расчета для кипящего слоя при сушке солей приведе-
ны в литературе /9, 10/.
Промышленно важное значение для региона Жамбылской области могут иметь богатые запасы солевых месторождений Сарысуского района. По прогнозам запасы колеблются на уровне 45 млн. тонн, только на одном из ближайших месторождений - Майдекенколь их около 10 млн. тонн.
Что касается ее технических характеристик по оценке специалистов, и в пищевой, и в технической соли доля процента нерастворимых в воде веществ, калия, магния, сульфат иона ниже допустимых норм. А наличие содержания главного компонента - хлористого натрия составляет 98,6%, что положительно влияет на качество /12/.
На территории Жамбылской области имеется 22 месторождения соли. Они удалены друг от друга на значительные расстояния и расположены на обширной территории от предгорной равнины хребта Малый Каратау - на юге, до долины реки Шу - на севере.
Из них геологоразведочные работы проведены на четырех участках «Айдын», «Юнкиколь», озере «Тузколь» и «Майдегенколь».
Участок «Айдын» расположен в Сарысуском районе Жамбылской области в 30 км к северо-западу от пос.Байкадам и представлен озерами «Койбагар», «Истекен» и «Кокалегель».
В озере «Койбагар» солевые отложения имеют два слоя. Верхний слой толщиной пласта от 1 до 3,4 м в основном содержащий минерал галит (NaCl), нижний слой толщиной пласта от 0,3 до 2 м содержит следующие минералы: галит (NaCl), тенардит (Na2SO4), астраханит (Na2SO4MgSO44H2O), глауберит (Na2SO4CaSO4), эспомит (MgSO4 7H2O) и гипс (CaSO42H2O).
Озера «Истекен» и «Кокалегель» являются сульфатными озерами, толщина пласта колеблется от 0,2 до 1,4 м и содержит следующие минералы: галит (NaCl), тенардит (Na2SO4), миробилит (Na2SО410H2O), астраханит (Na2SO4MgSO44H2O), глауберит (Na2SO4CuSO4) и гипс (CaSO42H2O).
Участок «Юнкиколь» находится на северо-западе Жамбылской области в Сарысуском районе в 22 км к западу от с «Большие Камкалы» по автотрассе Уланбель-Джусалы и представлен тремя озерами отстоящими друг от друга на расстоянии не более 3 км. Они обозначены цифрами озера №1, №2, №3.
Солевые отложения имеют два слоя. В озере №1 толщина верхнего пласта колеблется от 0,1 до 1,7 м и состоит в основном из минерала галит (NaCl), толщина нижнего слоя пласта колеблется от 0,2 до 1,7 м и в основном состоит из смеси галита (NaCl) и гипса (CaSO4 2H2O). Минералогический состав озер № 2 и № 3 такой же, толщина пласта верхнего озера № 2 колеблется от 0,1 до 4 м, нижнего слоя от 0,1 до 4,4 м, толщина пласта верхнего слоя озера №3 от 0,1 до 0,8 м, нижнего слоя от 0,1 до 0,2 м.
Озеро «Тузколь» расположено в Сарысуском районе Жамбылской области в 26 км на северо-запад от с. Акколь, в 6 км на запад от центральной части озера «Акколь».
Солевые отложения озера «Тузколь» также имеют два слоя. Толщина верхнего слоя колеблется от 5 до 10 см и в основном содержит галит (NaCl), толщина нижнего слоя колеблется от 0,4 до 2,4 м и содержит следующие минералы: тенардит (Na2SO4), миробилит (Na2SО410H2O), астраханит (Na2SO4MgSO44H2O), глауберит (Na2SO4CaSO4), и гипс (CaSO42H2O).
Озеро «Майдегенколь» находится в Сарысуском районе Жамбылской области и расположено в левобережной части реки Шу в 225 км к северо-западу от г. Тараз. Имеется автотрасса Тараз - Уланбель - Джусалы. Мощность солевой толщины колеблется в широких пределах.
В северном бассейне толщина солевого пласта от 0,1 до 4,7 м, в южном бассейне от 0,4 до 6,9 м и в проливе от 0,1 до 1,3 м. Солевые отложения содержат следующие минералы: галит (NaCl), в незначительных количествах миробилит (Na2SО410H2O), астраханит (Na2SO4MgSO44H2O), глауберит (Na2SO4CaSO4),и гипс (CaSO42H2O). По прогнозам запасы солевых отложений в месторождении «Майдегенколь» около 10 млн. тонн.
1. Физико-химические свойства солевых залежей из верхнего слоя пласта месторождений «Юнкиколь», озер «Тузколь» и «Койбагар».
Соли месторождений Юнкиколь, озер Тузколь и Койбагар имеют пласты двух слоев. Верхний слой пласта толщиной от 0,1 до 1,7 м состоит из галита (NaCl), нижний слой пласта толщиной от 0,1 до 2,5 м состоит из сульфатных соединений.
Химический состав солевых отложений верхнего (галитового слоя) пласта месторождений Юнкиколь, озер Тузколь и Койбагар представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Химический состав солевых отложений
|
№ п/п |
Название месторождения |
Среднее содержание компонентов, в % |
|||||
|
NaCl |
Cа2+ |
Mg2+ |
SO42- |
н.о. |
|||
|
1. |
Участок Юнкиколь: |
||||||
|
а) озеро № 1 |
90,56 |
1,08 |
0,18 |
2,50 |
3,60 |
||
|
б) озеро № 2 |
94,39 |
0,67 |
0,10 |
1,44 |
2,31 |
||
|
в) озеро № 3 |
90,74 |
0,68 |
0,17 |
2,01 |
1,82 |
||
|
2. |
Озеро Тузколь |
90,38 |
0,29 |
0,72 |
4,73 |
1,12 |
|
|
3. |
Озеро Койбагар |
86,74 |
0,56 |
0,17 |
4,22 |
6,26 |
Как видно из химического состава солей их качество не отвечает требованиям ГОСТ 13830-91 (таблица 2), предъявляемым к пищевой поваренной соли. Низкое содержание основного компонента хлорида натрия, содержание сульфатных соединений и нерастворимых остатков превышает нормы. Поэтому для использования в качестве кормовой или технической соли необходимо их перерабатывать.
Качество пищевой поваренной соли должно отвечать требованиям ГОСТ 13830-91 13.
Из них геологоразведочные работы проведены на четырех участках «Айдын», «Юнкиколь», озере «Тузколь» и «Майдегенколь».
Участок «Айдын» расположен в Сарысуском районе Жамбылской области в 30 км к северо-западу от пос.Байкадам и представлен озерами «Койбагар», «Истекен» и «Кокалегель» уменьшается, а температурный коэффициент растворимости возрастает при увеличении концентрации CaCl2 в растворе. концентрация шламовый эмульгосуспензия ресурсосберегающий
Из опытных данных известно, что наибольшее количество NaCl выделяется при охлаждении растворов, содержащих 30-40 г CaCl2/100 г H2O.
Йодирование полученной соли необходимо проводить 0,1% раствором КJ в присутствии стабилизатора - 1%, раствора Na2S2O3. Соотношение поваренная соль:
КJ=100:1. Количество Na2S2O3 должно быть 0,00001% от массы соли.
Таблица 2 - Химический состав пищевой поваренной соли
|
№ п/п |
Компоненты |
Сортность, содержание компонентов, в % |
||||
|
экстра |
Высший |
Первый |
Второй |
|||
|
1. |
NaCl |
> 99,7 |
> 98,4 |
> 97,7 |
> 97,0 |
|
|
2. |
Нерастворимый остаток |
0,03 |
0,16 |
0,45 |
0,95 |
|
|
3. |
Ca2+ |
0,02 |
0,35 |
0,5 |
0,65 |
|
|
4. |
Mg2+ |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
0,25 |
|
|
5. |
SO42- |
0,16 |
0,80 |
1,2 |
1,5 |
|
|
6. |
Fe2O3 |
0,005 |
0,005 |
0,01 |
0,01 |
2. Физико-химические свойства солевых залежей месторождений «Истекен», «Кокалегель» из нижних пластов озер «Койбагар» и «Тузколь».
Соли месторождений озер «Истекен», «Когалегель» расположенные на участке «Айдын» в основном содержат сульфатные соединения натрия, магния и кальция в виде таких минералов: тенардита (Na2SO4), астраханиты (Na2SO4MgSO44H2O), миробилита (Na2SO410H2O), глауберита (Na2SO4СaSO4), эпсомита (MgSO47H2O), гипса (СaSO42H2O) и галита (NaCl). Такие же минералы содержатся в нижних пластах месторождений озер «Койбагар» и «Тузколь». Толщина сульфатного слоя пласта достигает до 2,4 м.
Химический состав солевых отложений озер «Кокалегель», «Истекен» из нижнего (сульфатного) пласта озер «Койбагар» и «Тузколь» представлены в таблице 3.
Из таблицы 3 основным компонентом солевых залежей этих месторождений является сульфат натрия.
Основными потребителями сульфата натрия являются целлюлозно-бумажная, стекольная, химическая, текстильная промышленности, глауберовая соль используется в медицине и ветеринарии, а также можно использовать в качестве сырья для получения кальцинированной соды.
Соли вышеуказанных месторождений содержат Na2SO4, CaSO4, Na2SO4 и NaCl. Получение сульфата натрия из этой смеси солей можно осуществить в два этапа:
Получение водных растворов смеси солей растворением.
Отделение компонентов в зависимости от их растворимости - перекристаллизации.
Таблица 3 - Химический состав солевых отложений
|
№ п/п |
Название Месторождений |
Содержание компонентов, в % |
||||
|
Na2SO4 |
CaSO4 |
MgSO4 |
NaCl |
|||
|
1. |
Озеро «Истекен» |
5,2590,5 |
- |
0,8469,56 |
0,3426,34 |
|
|
2. |
Озеро «Кокалегель» |
4,1189,03 |
- |
0,5424,06 |
0,7530,98 |
|
|
3. |
Озеро «Койбагар» |
11,8590,7 |
- |
- |
- |
|
|
4. |
Озеро «Тузколь» |
5,3581,35 |
- |
3,7637,68 |
- |
Физико-химические свойства поваренной соли месторождения «Майдегенколь»
Химический состав Майдегенкольского месторождения представлен в таблице 4.
Из анализа таблицы 4 видно, что сравнение химического состава соли месторождения «Майдегенколь» с требованием ГОСТ-13830-91 показывает о возможности их использования в качестве поваренной пищевой соли после очистки и йодирования /14/.
Таблица 4 - Химический состав поваренной пищевой соли
|
№ |
Месторождение ГОСТ 13830-91 |
Содержание компонентов, % |
||||||
|
NaCl |
ССa2+ |
Mg2+ |
So |
н.о. |
влага |
|||
|
1. |
Майдегенколь Допустимые нормы по ГОСТу 13830-91 Экстра Высший сорт Первый сорт Второй сорт |
98,6 99,7 99,7 98,4 97,7 |
0,15 0,02 0,35 0,5 0,65 |
0,05 0,01 0,05 0,1 0,25 |
0,376 0,16 0,8 1,2 1,5 |
0,04 0,03 0,16 0,45 0,95 |
0,6 - - - - |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время проблема снабжения химической, металлургической, пищевой, стекольной и других отраслей промышленности нашей Республики минеральными солями приобретает большую актуальность.
Для снятия остроты этой проблемы проводились настоящие исследования, ставящие перед собой следующие основные задачи:
1. Поиск новых источников минеральных солей, направленных на использование местного сырья, исключая большие транспортные расходы.
2. Разработка простых ресурсосберегающих технологий очистки природного сырья (галита) и получение на их основе продуктов многоцелевого назначения.
3. Проведен анализ современного состояния галургического сырья отдельных месторождений Сарысуского района Жамбылской области.
Сравнение химического состава соли месторождения «Майдегенколь» с тре-Бованием ГОСТ-13830-91 показывает о возможности их использования в качестве поваренной пищевой соли после очистки и йодирования.
4. С целью предотвращения слеживаемости галита (соли) перед закладкой их на хранение, необходимо обеспечить влажность продукта в пределах 0,2 - 1%, в связи с этим необходимо создание новых методов сушки, которые обеспечивали бы не только интенсификацию процесса, но и наилучшие технологические свойства высушиваемых материалов.
В Казахстане, расположенном в центре «соляного озерного пояса», сосредоточены огромные запасы галургического сырья. Запасы сырья разнообразны по типовому (рассолы, твердые отложения озер, подземные соляные источники, ископаемые соли) и химическому (хлориды, сульфаты, бромиды, бораты, карбонаты) составу. Большое количество минеральных солей заключено в сухих и рапных озерах.
Проведенными исследованиями показана реальная возможность об исполь-зовании солевых залежей месторождения «Майдегенколь» в качестве поваренной пищевой соли после комплексной переработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соколов В.И. Современные промышленные центрифуги. М., Машиностроение, 1967.
2. Гольдин Е.М. Изв. АН СССР, ОТН, № 7, 80, 1957.
3. Викторов С.В. Поле скоростей и гомогенизация жидких продуктов фосфорногопроводства в аппаратах с ленточными мешалками. - Дисс.канд.техн.наук. - Казань, 1984.-237 с.
4. Арский С.О., Кац В.Я., Поникаров И.И., К анализу структурно-механических характеристик фосфорсодержащих шламов. - Джамбул, 1983.-4с. - Рукопись представлена Джамбулским технологическим институтом легкой и пищевой промышленности. Депонир. в ОНИИТЭХИМ, Черкассы, 31 марта 1983, № 354ХП - Д 83.
5. Фортье А. Механика суспензий. Пер. с франц./Под ред.З.П.Шульмана.-М., Мир, 1971, с.264.
6. Жуков В.Н., Плюшкин С.А., Таганов И.И., Романков П.Г. Теоретические основы химической технологии, 4, 293,1970.
7. Франк Ф., Мизес Р. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики, ОНТИ, Главная редакция общетехнической литературы. Л.-М., ч.II, 1937.
Чандрасекар С. Стохастические проблемы в физике и астрономии. М., Изд-во иностр. лит., 1947.
Куатбеков М.К., Куцакова В.Е. Барабанные сушилки (теория и расчет). - Алма- ата: Рауан, 1993.
Плановский А.Н., Рамм В.М. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1968.
Основные свойства не органических и органических соединений. Справочник химика. Т.II. - М-Л., Химия, 1964.
Сутормин Г.Т., Клипан О.В. Отчет о результатах поисково-оценочных работ на кормовую соль в Джамбульской области Казахской ССР, проведенных в 1980 - 1981гг. Т.1. ПГО «Южказгеология», 1981.
Переработка природных солей и рассолов. Справочник / Под общей редакций И.Д.Соколова. - Л.: Химия, 1985. - 209 с.
Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. - М-Л.: Государствен ное энергетическое издательство, 1963. - 320 с.
Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - М.: Химия, 1970.
Ворошилов А.П. Барабанный сушильный агрегат. Гостехиздат, 1949.
Чернобыльский И.И. Машины и аппараты химических производств. - М.: Маши- ностроение, 1975. - 454 с.
Байтуреев А.М. Экология. Учебное пособие для практических занятий. - Тараз: Тараз университеті, 2002.
Горемыкин В.А., Панов С.Ю., Аль-кудах М.К., Болдырев А.М., Красовицкий Ю.В., Шаповалов Ю.Н. Расчет и выбор пылеулавливающего оборудования. - Во ронеж, 2000. - 327 с.
ГОСТ 13830-91. Соль поваренная пищевая. Общие технические условия. - М.
Байтуреев А.М. Переработка и сушка в производстве поваренной соли. Тараз: «Тараз университеті», 2005.
АННОТАЦИЯ
Статьяда таби?и шикізатты (галит) тазартуды? карапайым ресурс са?тайтын технологиясы ж?не оны? негізінде к?п ма?сат?а арнал?ан ?нім алу с?ра?тары ?арастырылады.
Жамбыл облысыны? Сарысу ауданында?ы галургиялы? шикізаттарды? жеке ке? орындарыны? ?азіргі к?йіне талдау ж?ргізілген, «Майдеген к?л» ке? орныны? т?зыны? химиялы? ??рамын МемСТ талаптарымен салыстыр?анда к?рсеткені оны ас т?зы ретінде тазартыл?ан ж?не иодтал?ан со? пайдалану?а м?мкіндігі.
In article are considered questions of the development simple technology peelings natural cheese (galitа) and reception on their base of the products of the multi-objective purpose.
The Organized analysis of the modern condition galit in Sarysuskom region Zhambylskoy area. The Comparison of the chemical composition galit region "Maydegenkoli" shows about possibility of their use as food cookery salt
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и область применения дрожжевого сепаратора ВСЖ-2. Общее устройство и классификация аппаратов этого класса. Их технические характеристики. Усовершенствование конструкции, алгоритм уточненного механического и энергетического расчета сепаратора.
контрольная работа [653,6 K], добавлен 07.05.2014Определение сепаратора и ресивера, их применение в пищевой и химической промышленности. Рассмотрение исходных данных для проектирования аппаратов. Расчет барабана сепаратора, вертикального вала; расчет и конструирование сосудов для хранения продуктов.
курсовая работа [48,0 K], добавлен 19.11.2014Применение сепараторов в молочной промышленности при переработке и гомогенизации молока, его очистки от примесей, для получения сливок, отделения белка и жира от сыворотки. Технологический и энергетический расчет, монтаж и эксплуатация сепаратора.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.01.2016Описание и теоретические основы процесса сепарирования. Основные элементы сепараторов. Вывод твердого осадка. Принцип действия аппарата, выбор материалов для его изготовления. Требования, предъявляемые к аппарату. Правила использования сепаратора.
курсовая работа [535,5 K], добавлен 02.06.2013Влияние формы сепаратора на его конструкцию. Типовые процессы изготовления аппаратов для химических производств. Теоретические основы технологии и конструкции аппаратов. Сепарация многофазных многокомпонентных систем. Свойства нефти, газов и жидкостей.
курсовая работа [303,9 K], добавлен 04.04.2016Расчет механической характеристики сепаратора, приведённого к валу двигателя момента инерции рабочей машины. Определение время пуска и торможения электропривода, активной и реактивной мощности потребляемой из сети. Выбор аппаратуры управления и защиты.
курсовая работа [868,0 K], добавлен 19.03.2015Функциональное назначение и конструктивное исполнение сепараторов. Разработка конструкции усовершенствованного узла газового сепаратора. Основные параметры режима ручной дуговой сварки. Идентификация потенциальных опасностей проектируемого объекта.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 17.11.2017Технология приготовления белых сухих виноматериалов, схема переработки винограда. Назначение и классификация фильтр-прессов. Конструкция и принцип действия сепаратора Альфа Лаваль, рекомендации к его модернизации. Монтаж, эксплуатация, ремонт сепараторов.
курсовая работа [103,6 K], добавлен 14.11.2013Выбор технологической схемы обогащения железной руды. Расчет мощности и выбор типа обогатительного сепаратора. Определение производительности сепараторов для сухой магнитной сепарации с верхним питанием. Технические параметры сепаратора 2ПБС-90/250.
контрольная работа [433,6 K], добавлен 01.06.2014Виды сепараторов как устройств для очистки всевозможных газов смесей от механических примесей и влаги, находящейся в мелкодисперсном виде. Принцип работы оборудования, нормативная документация. Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 25.10.2014Схема классификации сепараторов для очистки нефти по основным функциональным и конструктивным признакам. Марки сепараторов, их объемная производительность и давление. Вредные примеси, находящиеся в нефти. Основные элементы вертикального сепаратора.
реферат [334,5 K], добавлен 13.12.2014Контрольний розрахунок теплофізичних коефіцієнтів природного газу. Розрахунок ємності для конденсату, сепаратора, теплообмінника разом з дроселем. Технологічний режим незабруднення поверхні фільтрації. Необхідна концентрація інгібітору, добові витрати.
курсовая работа [189,7 K], добавлен 27.12.2011Методы очистки молока от механических и микробиологических примесей. Химическая фильтрация. Продолжительность безостановочной работы молокоочистителя. Процесс разделения молока на фракции. Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора.
курсовая работа [370,2 K], добавлен 03.03.2016Корпус шарикоподшипника представляет собой стальной штамповочный стакан с опорным фланцем и внутренней расточкой под шарикоподшипник. Он является деталью вертикального привода сепаратора СЛ-5, предназначенного для очистки от механических примесей.
курсовая работа [197,6 K], добавлен 18.01.2009Анализ общих сведений по Уренгойскому месторождению. Тектоника и стратиграфия. Газоносность валанжинского горизонта. Свойства газа и конденсата. Технологическая схема низкотемпературной сепарации газа. Расчет низкотемпературного сепаратора очистки газа.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.06.2014Разработка модели концентрации с учетом физических параметров жидкости. Движение жидкости в трубопроводе, в баке и в пределах зоны резания. Модель концентрации механических примесей. Использование программных продуктов для получения результатов расчета.
курсовая работа [351,0 K], добавлен 25.01.2013Газовый сепаратор как аппарат для очистки продукции газовых и газоконденсатных скважин от капельной влаги и углеводородного конденсата, твердых частиц и других примесей, принципы его работы. Описание технологического процесса и его автоматизация.
курсовая работа [685,8 K], добавлен 04.09.2015Устройство и принцип действия линии производства творога, подбор технологического оборудования. Назначение и классификация современных сепараторов, способы очистки молока. Расчет параметров сепаратора, особенности его конструкции и правила эксплуатации.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.07.2012Состав технологических блоков автоматизированной групповой замерной установки и ее производительность. Суммарное количество газа (свободного и растворенного), поступающего на первую ступень сепаратора. Система контроля технологического процесса.
контрольная работа [358,0 K], добавлен 22.01.2016Характеристика сущности каландрования - процесса формования, при котором разогретую резиновую смесь пропускают в зазоре между горизонтальными валками, вращающимися навстречу друг другу, при этом образуется бесконечная лента определенной ширины и толщины.
реферат [634,5 K], добавлен 13.05.2011
