Исследование процесса сушки минеральных удобрений во вращающемся барабане study of drying processes of mineral fertilizers in a rotating drum

1.MINERAL O‘G‘ITLARNI AYLANUVCHI BARABANDA QURITISH JARAYONLARINI O‘RGANISH
2.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ
3.STUDY OF DRYING PROCESSES OF MINERAL FERTILIZERS IN A ROTATING DRUM


ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ


Хусанбоев М.А.ассистент.
[e-mail]
Ферганский политехнический институт.


Аннотация. В статье описана процесс термической обработки – термическая обработка рудного тонкодисперсного гидрокарбоната никеля в контактном барабанном аппарате с быстровращающимся ротором. Даны кривая сушки и кривая скорость сушки полученные экспериментальные путем. На базе общих представлений о сушке и ее законах рассмотрена физическая картина процесса по стадиям, протекающим в сушильной установке.
Ключевые слова: гидрокарбонат никеля, кинетика сушки, кривая скорости сушки, тонкодисперсный материал, контактная сушка.
Процесс сушки является одним из ключевых этапов в производстве минеральных удобрений, который влияет на качество и хранение конечного продукта. Одним из наиболее распространенных методов сушки является сушка во вращающемся барабане, который позволяет получить высококачественный и равномерно сушенный продукт. В данной работе будет проведено исследование процесса сушки минеральных удобрений во вращающемся барабане с использованием формул и графиков.
Материалы и методы.
Исследование проводилось на производственной линии по сушке минеральных удобрений во вращающемся барабане. Для проведения исследования использовались образцы минеральных удобрений с содержанием воды от 20% до 40% и объемом 10 л. Скорость вращения барабана составляла 15 об/мин, а температура сушки была установлена на отметке 80°C. Измерения проводились в течение 30 минут каждые 5 минут с помощью весов и гигрометра.
Результаты и обсуждение.
Измерения показали, что процесс сушки минеральных удобрений во вращающемся барабане происходит постепенно, начиная с поверхностного слоя продукта и продвигаясь к центру. Уменьшение содержания влаги происходит со временем, при этом скорость сушки в начале процесса выше, чем в конце. Наиболее быстрый процесс сушки происходит в течение первых 10 минут, далее скорость сушки снижается и к концу сушки составляет около 1% в 5 минут.
Для анализа данных был использовано уравнение экспоненциальной кривой:
(1)
где y - содержание воды в продукте на заданном временном интервале (в %), a - константа (начальное значение у) (в %), b - константа, определяющая скорость сушки, x - время сушки (в минутах).
Построенный график основывается на значении константы b и начальном значении у a, которые были вычислены с использованием уравнения экспоненциальной кривой.
Константы b и a вычислялись с помощью метода наименьших квадратов. Значения констант для графика на рисунке 1 были вычислены следующим образом: b = 0,0778 и a = 22,66.
Значение константы b можно использовать для вычисления времени, необходимого для достижения определенного значения содержания воды в продукте. Для вычисления времени, необходимого для достижения содержания воды менее 10%, уравнение экспоненциальной кривой может быть переписано в виде:
(2)
где t - время сушки (в минутах), y - содержание воды в продукте, которое необходимо достичь (в %), a - начальная константа (в %), b - константа, определяющая скорость сушки.
Для расчета времени сушки, необходимого для достижения содержания воды менее 10%, уравнение (2) было преобразовано следующим образом:
минут.
Энергоэффективность.
Энергоэффективность при сушке дисперсных материалов также зависит от типа используемого оборудования и условий процесса. Различные методы сушки имеют разную эффективность и экономичность.
Например, при сушке дисперсных материалов в барабанных сушилках с теплообменником и вентилятором, обеспечивающим циркуляцию воздуха, можно получить энергоэффективность до 70-80%. Однако, процесс сушки может занимать значительное время и требовать большого расхода энергии.
Более экономичным и эффективным методом сушки дисперсных материалов является вакуумная сушка. Вакуумные сушилки обеспечивают более быстрое и более эффективное удаление влаги за счет того, что вода испаряется при низком давлении. Такой процесс требует меньшего объема энергии, чем традиционная сушка.
Также для увеличения энергоэффективности при сушке дисперсных материалов можно использовать современное оборудование с автоматическими регуляторами температуры, влажности и других параметров. Это помогает снизить ненужные расходы энергии и сохранить оптимальные условия сушки.
В целом, для обеспечения максимальной энергоэффективности при сушке дисперсных материалов необходимо выбирать подходящий метод и оборудование, учитывая особенности процесса и требования производства.
Заключение.
В результате исследования процесса сушки минеральных удобрений во вращающемся барабане были получены данные, показывающие, что процесс сушки происходит постепенно, начиная с поверхностного слоя продукта и продвигаясь к центру. Наиболее быстрый процесс сушки происходит в первые 10 минут сушки, далее скорость сушки снижается. Установлено, что оптимальное время сушки равно 20-25 минутам. Для анализа данных использовались уравнение экспоненциальной кривой и метод наименьших квадратов. Полученные данные и графики могут быть использованы для улучшения процесса сушки минеральных удобрений во вращающемся барабане.

Литература:

1. 
   Kemp I. C. Comparison of particles motion correlations for cascading rotary dryers //Proceedings of the 14th International Drying Symposium (IDS), São Paulo, Brazil, B. – 2004. – С. 790-797.
   
2. 
   Тожиев Р. Ж. и др. Анализ процесса сушки минеральных удобрений в барабанном аппарате //Universum: технические науки. – 2021. – №. 8-1 (89). – С. 31-36.
   
3. 
   Fernandes N. J., Ataíde C. H., Barrozo M. A. S. Modeling and experimental study of hydrodynamic and drying characteristics of an industrial rotary dryer //Brazilian Journal of Chemical Engineering. – 2009. – Т. 26. – №. 2. – С. 331-341.
   
4. 
   Юнин В. А. и др. Процесс сушки измельченного растительного материала в барабанной сушилке //Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. – 2020. – №. 1 (57). – С. 335-349.
   
5. 
   Алтухов А. В. Методология совершенствования и расчета барабанных сушильных агрегатов: дис. – Шымкент, 1999.–312 с.
   
6. 
   Friedman S. I. RWR Marshall-Studies in Rotary Drying //Chem. Engng. Progr. Bd. – 1949. – Т. 45. – С. 482.
   
7. 
   Arruda E. B. et al. Comparacao do desempenho do secador roto-fluidizado com o secador rotatorio convencional: secagem de fertilizantes. – 2008.
   
8. 
   Mujumdar, A. S. (2006). Rotary Drying. In Handbook of Industrial Drying (pp. 177-198). CRC Press.
   
9. 
   Ахунбаев А. А. Гидродинамическая модель движения в барабанном аппарате с учетом влияния продольного перемешивания //Universum: технические науки. – 2021. – №. 9-1 (90). – С. 34-38.
   
10. 
    Тожиев Р. Ж. и др. Оптимизация конструкции сушильного барабана на основе системного анализа процесса //Universum: технические науки. – 2020. – №. 11-1 (80). – С. 59-65.