Теоретические основы и технологические принципы ресурсо- энергосберегающих процессов получения гранулированных продуктов

Одно из приоритетных направлений развития химической технологии в Российской Федерации – создание ресурсо- и энергосберегающих технологий. Не менее важным аспектом является повышение рeсурсо- и энергоэффeктивности действующих производств. Существенная доля крупнотоннажных продуктов отрасли производится в гранулированном, более удобном для потребления и хранения виде. Совершенствование технологического процесса на данной стадии позволяет повысить качественные показатели продукции, что способствует ресурсосбережению и зачастую дает существенный экономический эффект при применении, сократить энергозатраты и выбросы в окружающую среду, что благоприятно для экологии. Одним из основных объектов исследования являются азотосодержащие минеральные удобрения, которые преимущественно выпускаются в гранулированном виде. Россия находится на 3 месте в мире по объему производства, при этом являясь крупнейшим экспортером. Требования к показателям качества, прописанные в ГОСТах РФ ниже требований, прописанных в нормативной документации ЕС. Кроме того, ъ было показано, что внесение удобрений повышенного качества приводит к дополнительному приросту урожайности, стоимость которого может превышать стоимость вносимых удобрений, не говоря уже о повышении экологической безопасности и снижении потерь при транспортировке хранении и применении минеральных удобрений. В рамках работы для ряда обратимых процессов, применяемых в технологиях получения гранулированных продуктов, использован обобщенный подход формальной аналогии процессов со структурной перестройкой исходной системы. Предложены математическое описание процесса кристаллизации капель расплава и алгоритм его численного решения. Предложено математическое описание динамики гранулометрического состава продукта при различных вариантах организации процесса догранулирования, позволяющее обеспечить набор условий для получения требуемого гранулометрического состава и производительности. Получены результаты экспериментального подбора универсальных композиций добавок, позволяющих повысить качественные показатели гранул, которые были запатентованы. Предложены технические решения для реконструкции действующих производств гранулированных продуктов. Описаны универсальные установки для экспериментального определения зависимостей кинетических параметров от термодинамических стимулов. Усовершенствована схема проведения экологически и технологически безопасного процесса приллирования с замыканием схемы по потоку хладоагента, определены условия проведения процесса. Предложены схемы процессов гранулирования ряда крупнотоннажных продуктов на охлаждаемых поверхностях, замкнутые по потоку хладоагента с утилизацией теплоты гранулирования и получением гранулированных продуктов повышенного качества. Применительно к производству ряда крупнотоннажных веществ с целью повышения показателей качества продукции предложена технология «fаttеning», которая совмещает в сопряжённых процессах гранулообразования преимущества технологий приллирования и гранулирования окатыванием. Предложены и запатентованы композиции добавок и методы их активирования. Разработан и запатентован экологически, технологически более безопасный, ресурсосберегающий способ макрокапсулирования гранул водными эмульсиями растворов полимеров (мономеров) в органических растворителях. Предложены схемы, последовательность, объём, реконструкции действующих крупнотоннажных производств гранулированных продуктов.