УТИЛІЗАЦІЯ ПРОМИСЛОВИХ ВІДХОДІВ ЧЕРЕЗ СТВОРЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА НОВИХ ДОБРИВ ДЛЯ ЕКОЛОГІЧНО-БЕЗПЕЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА.

summary

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено зв’язок з науковими програмами, темами, планами, сформульовані мета та задачі досліджень, наведені наукова новизна та практичне значення отриманих результатів, особистий внесок автора, апробація результатів роботи.

Ключовими проблемами при вирішенні задач контрольованого і ефективного здійснення багатофакторних адгезійно-сорбційних процесів, які лежать в основі розробленої технології, є: метод контакту фаз, організація теплообміну, вплив температурних полів на кінетику безрециклового процесу гранулоутворення з композитних рідких систем, вплив конструкцій основних вузлів гранулятора на створення оптимальних умов проведення процесу.

Для вирішення цих проблем виконано комплекс системно пов’язаних досліджень з визначенням принципів і методів їх реалізації, а також створення теоретичних засад фізичних і математичних моделей багатофакторних процесів.

В розділах дисертації наведені результати комплексних системних досліджень з вирішення основної задачі - утилізації водних розчинів сульфату амонію, аміаку та гумінових речовин через виробництво твердих композитів із заданими фізико-хімічними властивостями.

У першому розділі наведено аналіз факторів негативного впливу на довкілля і, зокрема, техногенного характеру. Розглянуті підходи та існуючі технології утилізації промислових відходів. Аналіз джерел літератури показав, що відсутні відомості щодо комплексного вирішення утилізації рідких відходів, направлених на створення твердих композитів із заданими властивостями, для підвищення екологічної безпеки в промисловості та сільськогосподарському виробництві.

Внаслідок складності не вирішена основна наукова проблема: переходу від кристалічної до твердої структури, що містить мінеральні поживні та гумінові речовини. Сформульовані задачі досліджень.

У другому розділі наведені теоретичні засади фізичного та математичного моделювання багатофакторних процесів в дисперсному середовищі при зневодненні і грануляції рідких гомо- і гетерогенних систем у псевдозрідженому шарі за адгезійно-сорбційним способом в апараті циліндричної форми.

Основними положеннями і складовими фізичної моделі є:

·        рідка фаза формується на розвиненій поверхні твердих нагрітих частинок, що є центрами грануляції, у вигляді надтонкої плівки за рахунок дії адгезійно-сорбційних сил;

·        теплота, яка підводиться до плівки рідини від нагрітої твердої частинки і зріджуючого агента – теплоносія, є достатньою для інтенсивного випаровування розчинника та утворення на її поверхні композитного мікрошару, який зумовлює збільшення її розмірів;

·        новоутворений на поверхні шар, що містить мікрокристали і мікрочастинки органічної речовини, частково стирається при хаотичному русі твердих частинок у псевдозрідженому шарі, що надає їм сферичну форму;

·        у псевдозрідженому шарі після зони зрошення існують вологі гранули, які поглинають теплоту за рахунок випаровування розчинника, та сухі, більш нагріті, які, навпаки, віддають теплоту;

·        вологі гранули розподіляються між сухими за нормальним законом розподілення;

·        гранули сферичної форми відносно нерухомі і розподілення їх у псевдозрідженому шарі підпорядковується середньостатистичному розподілу;

·        зіткнення гранул між собою носить короткочасний характер, тому кондуктивним теплообміном між ними можна знехтувати;

·        механізм теплообміну в теплоносії відбувається внаслідок вимушеної конвекції, а в гранулах теплопровідності;

·        теплоносій є нестисливою рідиною.

Відповідно до прийнятих припущень теплообмін в апараті описується відомими рівняннями математичної фізики в циліндричних координатах: рівняннями енергії, імпульсу руху в наближенні Буссінеска, безперервності та умовою Стефана на межі поверхня гранули – рідина.