Анотація до роботи:

Дзевочко О. М. Дифузійно-контрольований процес окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском в автотермічному реакторі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2008.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності роботи контактного вузла у виробництві поверхнево-активних речовин.

Проведено аналіз існуючого апаратурно-технологічного оформлення контактного вузла виробництва ПАР, показано низький ступінь перетворення , що призводить до одержання ПАР низького ґатунку, та значну енергоємність такого виробництва. Приведені результати досліджень дифузійно-контрольованого процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском для одержання сульфатуючого агента у виробництві ПАР з використанням проточно-циркуляційної установки з безградієнтним реактором. Визначено вплив зовнішньодифузійного опору на процес окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском та одержано рівняння для його розрахунку. Розроблена математична модель та створено алгоритм і програму розрахунку автотермічного реактора, в якому процес окислення SO₂ проводиться у дві стадії – адіабатичній та з внутрішнім теплообміном. Встановлено оптимальний температурний режим процесу

Розроблена енергозаощадна схема контактного відділення виробництва ПАР з використанням газотурбінної установки.

Очікуваний сумарний економічний ефект від впровадження результатів роботи складає 399,1 тис. грн. в рік.

В роботі наведено перспективне рішення науково-практичної задачі, що виражається в розробці обґрунтованих технічних рішень створення дифузійно-контрольованого процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском в автотермічному реакторі.

1. Проаналізовано сучасний стан апаратурно-технологічного оформлення контактного вузла виробництва ПАР та встановлено, що від ступеню перетворення SO₂ залежить якість готового продукту та екологічна безпека виробництва вцілому. Зроблено висновок про можливість підвищення ефективності роботи контактного вузлу за умови проведення процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском в автотермічному режимі.

2. Проведено розрахунок основних термодинамічних характеристик процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ для одержання сульфатуючого агента та встановлено, що для досягнення високого ґатунку готової продукції, забезпечення вмісту SO₂ в приземному шарі атмосферного повітря на рівні ГДК, ступінь перетворення SO₂ в реакторі повинен бути не менше 99%.

3. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено закономірності зміни дифузійних режимів процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском. Одержано рівняння для розрахунку коефіцієнту зовнішньодифузійного опору при окисленні низькоконцентрованого SO₂ під тиском.

4. Експериментально встановлено та науково обґрунтовано оптимальні значення температури дифузійно-контрольованого процесу окислення низькоконцентрованого SO₂ під тиском з відводом надмірного реакційного тепла в автотермічному режимі.

5. Дістала подальший розвиток математична модель процесів в автотермічному реакторі з вбудованим теплообмінником.

6. Створено алгоритм та програма розрахунку автотермічного реактора. Розроблено автотермічний реактор з вбудованим теплообмінником як складову частину енергозаощадної схеми контактного відділення виробництва ПАР потужністю 10 тис.тон ПАР/рік. Проведені дослідження зі стійкості та параметричної чутливості розробленого реактора, згідно яких визначені межі факторів що впливають на перебіг процесу.

7. Запропоновано процес окислення низькоконцентрованого SO₂ (5% об.) проводити під тиском 0,6 МПа в адіабатичному режимі при температурі 727-800 К на першій стадії та в шарі з внутрішнім теплообміном в діапазоні температур 693-733 К на другій стадії з кінцевим ступенем перетворення не менш 99%;

8. Встановлено оптимальне значення тиску (1.6 МПа) за компресором газотурбінної установки, що дозволяє ефективно рекуперувати витрачену енергію.

9. Розроблена енергозаощадна схема контактного відділення виробництва ПАР з сумарним економічним ефектом біля 399,1 тис. грн. на рік за рахунок зниження енерговитрат виробництва на 100%, за рахунок підвищення ступеня переробки сірки на 4,0% та зменшення витрати лугу на 27% на стадії очищення газових викидів, та за рахунок зниження викидів двооксиду сірки в атмосферне повітря дозволило зменшити виплати за шкідливі викиди в атмосферу на 8,4 тис. грн. на рік.

10. Результати роботи прийняті НДІОХІМ (м. Харків) для використання при проектуванні енергозаощадного контактного вузла виробництва ПАР, та використовуються кафедрою автоматизації хіміко-технологічних систем та екологічного моніторингу НТУ “ХПІ” в навчальному процесі.

Публікації автора:

1. Дзевочко А.М. Термодинамічні передпосилки створення ресурсозберігаючого технологічного процесу одержання сульфатуючого агенту у виробництві поверхнево-активних речовин // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2002. – №6, Т. 2. – С. 94–99.

2. Подустов М.А., Тошинский В.И., Литвиненко И.И., Дзевочко А.М., Наконечний О.Н. Математическое моделирование контактного узла производства поверхностно-активных веществ // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2003. – №11, Т. 2. – С. 80–85.

Здобувач розвив математичну модель процесу, розробив алгоритм розрахунку, провів узагальнення одержаних результатів.

3. Подустов М.А., Тошинский В.И., Дзевочко А.М. Изучение процесса получения сульфатирующего агента при повышенных давлениях // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2004. – №15. – С. 41–48.

Здобувачем здійснено аналіз експериментальних даних, проведено узагальнення одержаних результатів.

4. Подустов М.А., Тошинский В.И., Литвиненко И.И, Дзевочко А.М., Наконечний О.Н. Ресурсосберегающая и экологически безопасная технология получения сульфатирующего агента в производстве поверхностно-активных веществ // Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків. – 2003. – №2. – С. 111–117.

Здобувач запропонував ідею здійснення процесу одержання сульфатуючого агента для підвищення його ресурсо- та енергозаощадних показників.

5. Тошинський В.І., Подустов М.О., Дзевочко О.М. Совершенствование процесса получения сульфатирующего агента с целью повышения экологической безопасности // Східно–Європейський журнал передових технологій. – Харків. – 2003. – №6. – C. 59–61.

Здобувачем проаналізовані основні фактори впливу на якісні характеристики процесу.

6. Подустов М.А., Тошинский В.И., Дзевочко А.М. Расчет контактного узла производства поверхностно-активных веществ // Східно–Європейський журнал передових технологій. – Харків. – 2004. – №5. – C. 182–185

Здобувач розробив методику та алгоритм розрахунку, виконав інтерпретацію одержаних даних.

7. Тошинський В.І., Подустов М.О., Дзевочко О.М., Касілов В.Й., Голощапов В.М. Одержання сульфатуючого агента у виробництві поверхнево-активних речовин з енергозбереженням // Екологія та промисловість. – Харків. –2007.–№2. –С. 54–56.

Здобувач провів аналіз процесу одержання сульфатуючого агента як джерела теплової енергії, виконав аналіз існуючих технологічних схем, та запропонував нову енергозаощадну схему.