Расчет сушильной установки диметилдитикарбамата натрия

В статье описывается реализованный в промышленности процесс получения ДМДКН (диметилдитиокарбамата натрия). В статье приведен расчет сушильного аппарата под обдувом вентилятора.

Ключевые слова: диметилдитиокарбамат натрия (ДМДКН), диметиламин (ДМА), сероуглерод, суспензия.

Диметилдитиокарбамат натрия широко применяют в качестве флотореагента при обогащении руд цветных металлов, в производстве присадок для масел и как ускоритель вулканизации в резинотехнической промышленности.

Рассматриваемый процесс получения диметилдитиокарбамата натрия основан на непрерывном синтезе сероуглерода и диметиламина, в присутствии гидроксида натрия [1].

Карбамат натрия представляет собой сыпучее кристаллическое вещество серого или желтого цветы с выраженным запахом.

Образование ДМДКН протекает в одну стадию реакции:

Сушильная установка представляет собой горизонтально-расположенный трубопровод со встроенным шнеком, для осуществления дополнительного перемешивания влажного ДМДКН.

Вычислим массу испаряемой влаги в сушильном аппарате. Воспользуемся следующей формулой:

где — масса влажного ДМДКН (2527,8 кг);

— масса сухого ДМДКН (1891,58 кг);

W — масса испаряемой влаги.

Выразим массу испаряемой влаги:

=2527,8–1891,58 = 636,22 кг.

Определим часовую производительность сушилки по формуле:

где G — годовая производительность по готовому продукту (15 000 т/год);

а — количество часов работы сушилки в сутки (24 часа);

b — число рабочих дней в году (358 дней);

Рассчитаем часовую производительность с учетом выхода целевого продукта:

где k –выход целевого продукта ДМДКН (95,7 %).

Рассчитаем расход абсолютно сухого газа на сушку по формуле:

где влагосодержание газа на входе калорифер и выходе из сушильной камеры соответственно.

где

— молярная масса сухого воздуха, кг/моль;

— влажность воздуха, %;

П — общее давление в сушилке, кПа.

— рассчитывается по диаграмме Рамзина. (см. рис № 1).

Рис. 1. Диаграмма Рамзина

Подставим полученные значения в формулу, получим:

Необходимо вычислить габаритные размеры сушилки, что бы можно было спроектировать дальнейшую модернизацию аппарата. Для этого воспользуемся следующим расчетом:

Определим рабочий объем сушильной камеры по формуле:

где А — напряжение объема шнека по испаренной влаге,

Данные по напряжению объема шнека сведены в таблицу № 1.

Таблица 1

Значения коэффициентов A и n

Далее зададимся диаметром и длинной шнека, которые определяются по ГОСТ в соответствии с отношением При частоте вращения шнека n = 0,5–8.

Зададимся следующим значением: , n = 5.

По ГОСТ выберем стандартный диаметр шнека

Определим объем шнека по формуле:

Отсюда вычислим объем самой сушильной камеры:

Выбираем сушильную камеру стандартного объема в , т. к. это ближайший стандартный размер, который больше рассчитанного.

Вывод: рассчитана сушильная установка со следующими характеристиками: объем камеры –

Литература:

1. Пат. РФ 2147576, МПК C07C333/16. Соли дитиокарбаминовых кислот / Шварева Н. П., Наумова Е. А., Корепанов М. В.; заявитель и патентообладатель открытое акционерное общество «Бератон». — № 2057485739; заявл. 19.10.98; опубл. 20.04.2000.
2. Батрин Ю. Д.: Научные основы синтеза ДМДКН, Автореф. дис. на соис. уч. степ. канд. хим. наук. Волгоград — 2000.
3. Белоусов Е. К.: Кинетика и аппаратурное оформление процесса синтеза Диметилдитиокарбамата натрия, Автореф. дис. на соис. уч. степ. канд. хим. наук. Волгоград — 2008.