Методика розрахунку прямотечійнo-протитечійного розчинення калійної руди

  • D. M. Simak Сумський державний університет, м. Суми
  • V. M. Atamaniuk Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів https://orcid.org/0000-0002-8707-2319
  • V. I. Sklabinskyi Сумський державний університет, м. Суми
  • A. O. Nagurskiy Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
  • Ya. M. Gumnnitsky Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
Ключові слова: розчинення; масообмін; інтенсифікація; математична модель

Анотація

Наведено результати теоретичного та експериментального дослідження процесу розчинення калійної руди, основу якої складають сполуки калій хлориду та калій сульфату. Подано результати експериментального дослідження розчинення калійної солі у реакторі з механічним та пневматичним перемішуванням, який імітував одну з комірок промислового апарата. Фізично змодельовано цей процес у реакторі з механічним перемішуванням. Процес розчинення проведено за низьких чисел обертів, які становили 80 об/хв, що імітувало розчинення у промисловому шнековому апараті-розчиннику, у якому тверда фаза переміщається шнеком по дну апарата, а рідина рухається над поверхнею твердої фази, при цьому тверда фаза не переходить у зважений стан. Транспортування твердої солі шнеком перемішує її та оновлює поверхню контакту солі з рідиною. Визначення коефіцієнта масовіддачі проведено під час розчинення калійної руди у насиченому розчині натрій хлориду за відсутності у ньому іонів калію, так і за їх наявності, що відповідає промисловим умовам розчинення і є необхідною умовою розчинення для кристалізації калійної солі. Наведено основні параметри процесу розчинення калійної солі у насиченому розчині натрій хлориду. На основі рівняння масовіддачі визначено коефіцієнт масовіддачі під час механічного перемішування та пневматичного барботування розчину. Досліджено розчинення калійної солі за умов механічного перемішування та додаткової подачі нагрітого повітря. Наведено методики розрахунку системи апаратів-розчинників у протитечійно-прямотечійній схемі розчинення. Для промислового розчинника на основі рівнянь матеріального балансу та кінетики складено математичну модель, яка описує процес розчинення. Розглянуто систему трьох апаратів-розчинників, кожен з яких розділений вертикальною перегородкою на дві комірки, що імітують реактор ідеального перемішування. У кожному апараті фази рухаються прямотечійно. У системі трьох апаратів рух твердої та рідкої фаз відбувається протитечійно. Рішення математичної моделі представлено у графічному вигляді.

Біографії авторів

D. M. Simak, Сумський державний університет, м. Суми

канд. техн. наук, здобувач

V. M. Atamaniuk, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри хімічної інженерії

V. I. Sklabinskyi, Сумський державний університет, м. Суми

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри процесів та обладнання хімічних та нафтопереробних виробництв

A. O. Nagurskiy, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, асистент, кафедра хімічної інженерії

Ya. M. Gumnnitsky, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, кафедра екології та збалансованого природокористування

Посилання

Akselrud, G. A., & Molczanov, A. D. (1977). Rastvoreniye tviordyh veshczestv. Moscow: Khimia. 272 p.
Artus, M. I., Kostiv, I. Yu. (2015). Polimineralni kaliyno-magniyevi rudy v oborotnyh shenitovyh rozczynah. Khim.prom.Ukrainy, 6(125), 39–43. [In Ukrainian].
Babenko, Yu. Y., & Ivanov, E. V. (2015). Vlyianye nestatsyonarnykh effektov na skorost rastvorenyia odynochnoi chastytsy. Teor. osnovy khym. tekhn., 47(6), 624–629. [In Russian].
Gumnitsky, J., & Maystruk, I. (1999). Intensifikaciya procesu fizycznoho rozczynennia u trohfazniy systemi pry rozridzhenni. Khim.prom.Ukrainy, 2, 23–26. [In Ukrainian].
Gumnitsky, J., Atamaniuk, V., & Symak, D. (2017). Kinetyka ekstrahuvannia midi sulfatu z porystych czastynok. Integr. technol.ta energozbererzennia, 4, 23–27. [In Russian].
Gumnitsky, J., Yurym, M., & Osman, A. (1994). The transfer during dissolring solids in condition of gas supply and in vacuum. Konferencija naukowa Inzenerija chemiczna. Vol. 1, (pp. 319–326). Krakow.
Gumnitsky, J., Yurym, M., Venger, L. (2003). Kinetyka ekstrahuvannia cilovoho komponentu z poodynokoho kapilaru v umovah vakuumuvannia systemy. Visnyk NU "Lvivska politechnika", 488, 220–222. [In Ukrainian].
Gumnytsky, Ya. M., Symak, D. M. (2015). Intensyfikatsiia masoobminnykh protsesiv u systemi tverde tilo – ridyna vvedenniam hazovoi fazy. Materialy XVIII Mizhnarodnoi naukovo – praktychnoi konferentsii, 1, 34–35. [In Ukrainian].
Gumnytsky, Ya. M., Symak, D. M., & Nagurskyy, O. A. (2015). Rozczynennia tverdyh til u trohfazniy systemi utvoreniy vakuumuvanniam. Naukovi praci ONAChT, 47(1), 130–133.
Khacevycz, O. M., Artus, M. I., & Kostiv, I. Yu. (2015). Bezkhlorne kaliyne dobryvo. Tekhnologia konversiyi mirfbilitu z kaliy khlorydom. Khim.prom.Ukrainy, 3(128), 37–41. [In Ukrainian].
Melihov, I. V., Dolgonosov, B. M., Elenin, G. G., & Sosnin, N. V. (1989). Rastvoreniye polidispersnoy tverdoy fazy v plotnom sloye. Teor. Osnovy khim. Tehnologii., 23(1), 101–104. [In Russian].
Morgenstern, L. A. (2014). Proces poluczenia chlorida kaliya metodom razlozheniya karnalita vodoy. TOKHT, 48(1), 122–124. [In Russian].
Sabadash, V., Mylanyk, O., Matsutska, O., & Gumnytsky, J. (2017). Kinenic regularities of copper ions adsorption by natural zeolite. Chemistry & Chemical Technology. 11(4). 459–462.
Symak, D., Atamaniuk, V., & Gumnitsky, Ya. (2015). Analysis of dissolution kinetics dased on the lokal isotropic turbulence theory. Chemistry & Chemical Technology, 9(4), 493–497.
Zdanovskyi, A. B. (1972). Galurgia. Leningrad: Khimia. 528 p. [In Russian].
Опубліковано
2018-06-27
Як цитувати
Simak, D. M., Atamaniuk, V. M., Sklabinskyi, V. I., Nagurskiy, A. O., & Gumnnitsky, Y. M. (2018). Методика розрахунку прямотечійнo-протитечійного розчинення калійної руди. Науковий вісник НЛТУ України, 28(6), 117-121. https://doi.org/10.15421/40280623
Розділ
Технологія та устаткування