Степаненко Я.Ю.

Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ), г.Волгоград, Российская Федерация

Оптимизация процесса сушки поликапроамидных гранул

Поликапроамид получил довольно широкое распространение. Этому способствуют такие его свойства, как высокая механическая прочность, эластичность, износостойкость и химическая устойчивость.

Ответственной стадией переработка поликапроамида является его сушка, представляющая собой процесс удаления влаги путем ее испарения и отвода образующихся паров. Начальная влажность поликапроамида составляет порядка 14%, в то время как дальнейшая технологическая переработка возможна при влажности, не превышающей 0,05%.

В последнее время все большее распространение в промышленности получают конвективные сушилки непрерывного действия, в которых подвод тепла к гранулам осуществляется посредством противоточной теплопередачи. в качестве сушильного агента выступает нагретый до температуры 120–150ºС азот, подаваемый в нижнюю зону сушилки. Часть прошедшего сушильную камеру азота повторно нагревается, после чего подается в среднюю зону сушилки, то есть используются 2 контура циркуляции сушильного агента.

Процесс сушки зависит от ряда параметров (влажности материала и сушильного агента, скорости и схемы движения материальных потоков, температуры, размера и формы частиц материала и так далее). Протекающие в сушильной установке процессы описываются уравнениями материального и теплового балансов, уравнением влагопереноса. Таким образом, с точки зрения управления сушилка является сложным объектом, обладающим нелинейными свойствами.

Для процессов сушки в основном используются одноконтурные системы автоматического регулирования. Построение схемы управления таким объектом требует точной информации о его динамических свойствах. Поскольку определение последних экспериментальным путем связано со значительными энергетическими, материальными и временными затратами, то возникает необходимость создания математической модели объекта управления. Детализируя, следует отметить, что такая модель должна включать двухзонное описание и условия стыковки зон. Анализ математической модели позволит выбрать оптимальную схему автоматического управления и оптимизировать процесс. Предполагается регулировать влажность гранулята на выходе из сушилки посредством изменения температуры и расхода азота, а в качестве критерия оптимальности принять удельные затраты греющего пара. Внедрение оптимальной системы автоматического управления приведет к сокращению энергозатрат при сушке поликапроамида, что в конечном счете благоприятно отразится на себестоимости изделий, производимых из поликапроамида.

Литература:

1. Вольф Л.А., Хайтин Б.Ш. Производство поликапроамида. М., Химия, 1997.– 208 с.

2. Романков П.Г., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химическое технологии (системы с дисперсной твердой фазой).– Л.: Химия, 1990.– 384с.

3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности, М.: Химия, 1992.–248 с.