Отзыв оппонента 1 (Разделение эвтектикообразующих смесей сочетанием дистилляции и фракционной кристаллизации с использованием тепловых насосов)

отзывофициального оппонента Ланиной Татьяны Дмитриевнына диссертационную работу Жильцова Василия Сергеевича«Разделениеэвтектикообразующихсмесейсочетаниемдистилляции и фракционной кристаллизации с использованиемтепловых насосов», представленную на соискание ученойстепени кандидата технических наук по специальности 05.17.08 Процессы и аппараты химических технологий.Актуальность темы диссертационной работыВ современной промышленности остро стоит вопрос разработки новыхэнергосберегающих технологий и методов очистки, позволяющих получатьболее чистые вещества при минимальных энергетических или экономическихзатратах.

Одним из перспективных направлений исследований в этой областиявляется разработка массообменных процессов с использованием тепловыхнасосов. Среди таких процессов особенно можно выделить комбинированныемассообменные процессы, позволяющие проводить эффективное разделениесмесей, которые невозможно или крайне трудно разделить, используя обычныеспособы разделения.Одним из условий разделения сопряженных и совмещенных процессовявляются значительные затраты тепловой энергии, для снижения которыхпредставляется целесообразным использовать тепловые насосы для подводатепланастадииразделения,атакжерекуперациютепламеждурециркулирующими потоками.Таким образом, диссертационная работа Жильцова B.C.

и решаемые в еерамкахзадачи,массообменныхнаправленныепроцессовнаразработкус применениемвариантовтепловыхсопряженныхнасосов,являютсяактуальными.Оценка содержания диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основныхвыводов, списка литературы, включающего 215 наименований, и приложения,изложена на 200 страницах, в том числе 13 страниц приложения, содержит 80рисунков и 4 таблицы.2Во введении обоснована актуальность выполненных исследований,сформулированы цели работы, ее научная новизна, практическая значимость иапробация, указаны методы исследования и положения, выносимые на защиту.В первой главе представлен обзор литературы по теме диссертационнойработы.

В начале главы автор анализирует вопрос использования в химическойтехнологии сопряженных массообменных процессов при разделении и очисткевеществ от примесей, описывая, принципы их организации, особенности иварианты реализации в промышленности. Рассматриваются принципы работытепловыхнасосовсинформациейобихиспользованиивхимико­технологических процессах. Особое внимание в обзоре уделяется актуальнымзадачам по указанным направлениям, что подтверждается большим объемомиспользованной отечественной и зарубежной научной литературы.Вторая и третья главы диссертации посвящены анализу влияниятехнологическихэффективностьпараметровиспользованиянаходпроцессовтепловогонасосаразделениясмесейзакрытоготипаиприпроведении сопряженных процессов путем сочетания стадии дистилляции содной или двумя стадиями фракционной кристаллизации соответственно.Автором предложены и описаны основные варианты организации такихпроцессов разделения.

Для каждого из них приведена принципиальная схема иматематическая модель процесса, составленнаяна основе рассмотренияматериальных и тепловых балансов стадий разделения и теплообмена, а такжеуравнения для расчета параметров работы теплового насоса закрытого типа.На основании полученных расчетных зависимостей, автор выполниланализвлиянияпараметровсопряженногоразделения(температурыохлаждения смесей на стадиях кристаллизации, температуры нагрева смесей настадии дистилляции, составов дистиллятов и маточников, концентрацииисходной смеси и др.) на расходы материальных потоков и энергетическуюэффективность разделения.Результаты проведенных анализов дают корректное представление орациональностииспользованиятепловыхнасосовзакрытоготипадля3исследованных сопряженных процессов разделения и об интервале температурохлаждения и нагрева смесей, при которых применение тепловых насосовнаиболее энергетически выгодно.Четвертая глава посвящена вопросу применения теплового насосаоткрытоготипадляобогревастадиидистилляциисжатымипарамиполучаемого на этой стадии дистиллята для предложенных ранее вариантовразделения эвтектикообразующих смесей.

Для каждого из этих вариантов даныпринципиальныесхемыиматематическиезависимостидлярасчетаматериальных и тепловых потоков, параметров работы теплового насоса. Дляопределениятеплофизическихпараметровперегретыхпаровдистиллятапредлагается методика на основе правил смешения многокомпонентных смесейи уравнений состояния Ли-Кесслера.В результате проведенных исследований было установлено, что приразделениииспользуемыхорганическихиводно-органическихсмесейсочетанием указанных стадий разделения, использование тепловых насосовоткрытого типа оказывается менее выгодным, чем тепловых насосов закрытоготипа, и дано обоснование возможных причин возникновения указанногоявления.Взаключениидиссертационнойработыавторомпредставленырезультаты проведенных исследований и основные выводы.Обоснованность и достоверность научных положений и выводовОбоснованностьнаучныхположенийивыводоврассматриваемойдиссертационной работы базируется на использовании автором теоретическихоснов массообменныхтепловыхнасосов.процессови принциповПриведенныевработеработыкомпрессионныхрезультатыобладаютдостоверностью, так как для их получения использовались известные значенияфизико-химическихпараметровразделяемыхвеществ,комбинационныеправила для смесей, аналитические уравнения состояния, а также функцииизотермического изменения термодинамических свойств, выраженные черезних.4НаучнаяновизнадиссертационнойработыЖильцоваВ.Сзаключается:- в разработанных вариантах использования компрессионных тепловыхнасосов в сопряженном процессе разделения эвтектикообразующих смесей ссочетанием процессов дистилляции и фракционной кристаллизации;-в использованных зависимостях для расчета материальных и тепловыхпотоков,полученныхвариантовсучетомна основефазовыхтеоретическогопереходовианализарекуперациипредложенныхтепламеждурециркулирующими материальными потоками;-впредложеннойметодикерасчетатеплофизическихпараметровперегретых паров и сжатых конденсатов органических и водно-органическихсмесей;- в представленном анализе влияния ряда теплофизических параметровпроведенияпроцессовэнергетическуюразделениянаихэффективность использованиявыходныепоказателиикомпрессионных тепловыхнасосов, позволяющем определить условия проведения процессов разделения сминимальными энергетическими затратами.Практическаяценностьполученныхавторомрезультатовзаключается:- в том, что предлагаемые варианты сопряженных процессов разделения могутэффективно применяться для разделения многокомпонентных смесей;- в определении целесообразности использования тепловых насосов закрытогои открытого типов при разделении органических и водно-органических смесейпутем сочетания стадии дистилляции и фракционной кристаллизации;-в возможности использования результатов теоретического анализа дляопределения конкретного режима разделения смесей различного состава;- в результатах проведенного анализа рассмотренных в работе сопряженныхпроцессов разделения, показавшим, что использование тепловых насосовпозволяет существенно снизить энергетические затраты последних и повыситьих технико-экономическую эффективность.5Публикации, отражающие основное содержание диссертацииОсновное содержание диссертационной работы опубликовано в 10научных трудах, из них 5 публикаций в ведущих научных рецензируемыхжурналах,включенныхвпереченьВАКРФ,рекомендованныхдляопубликования основных научных результатов диссертаций, и 5 тезисовдокладов на российских и международных конференциях.Автореферат диссертацииОсновныеидеи,положения,результаты,выводыисодержаниедиссертационной работы отражены в автореферате в полной мере.Замечания и недостатки1.Прианализепредлагаемыхвариантовразделениябылипринятыдопущения, что на стадиях дистилляции и кристаллизации достигается полноеравновесие фаз, а на стадиях сепарации происходит полное разделение фаз.

Вдиссертации следовало бы дать пояснение, как эти допущения могут повлиятьна эффективность разделения смесей и энергетические затраты.2.Теоретическийанализрассматриваемыхсопряженныхпроцессоввыполнен на примере разделения бинарных эвтектикообразующих смесей.Возможно или нетпредлагаемые варианты разделения использовать дляразделения смесей с другими типами диаграмм равновесия фаз?3.Использованиетепловыхнасосовсвязаносдополнительнымикапитальными затратами. Следовательно, нужно было выполнить оценкуокупаемости оборудования применительно к рассматриваемому процессуразделения.Отмеченные выше замечания не снижают значимость проведенныхисследований.ЗаключениеДиссертационнаяэвтектикообразующихкристаллизацииработасмесейЖильцовасочетаниемс использованиемB.C.темудистилляциитепловыхквалификационной работой, котораянанасосов»по тематике,и«Разделениефракционнойявляетсяметодамнаучно­и объектам6исследований, предложенным новым научным положениям,паспорту специальности 05.17.08 -соответствует«Процессы и аппараты химическихтехнологий» по пунктам:-методы изучения химических процессов и аппаратов, совмещенныхпроцессов;-принципытехнологическихиметодысистемсинтезаресурсосберегающихс оптимальнымиудельнымихимико­расходамисырья,топливно-энергетических ресурсов и конструкционных материалов.В диссертационнойработе Жильцова B.C.

представленорешениенаучной задачи по разделению эвтектикообразующих смесей с помощьюсопряженных процессовфракционнойкристаллизациии дистилляции сиспользованием тепловых насосов и рекуперации тепла для повышения ихэнергетической эффективности. Задача является актуальной и будет иметьпрактическоеприменение. Диссертационнаясоответствует пунктамработаЖильцоваB.C.9 - 1 4 требований "Положения о порядке присужденияученых степеней", утвержденного ПСТН РФ №842 от 24.09.2013 г.Считаю, что автор представленной работы заслуживает присужденияученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.08 «Процессы и аппараты химических технологий».Официальный оппонентзаведующая кафедрой строительства Ухтинскогогосударственного технического университета,^доктор технических наук, доцентЛанина Т-Д-169300, респ.

Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13и+7 (8216) 774514E-mail: Tlanina@ugtu.netПодпись заведующей кафедрой строительства Ланиной Т.Д. заверяю:IСекретарь Ученого советаУГТУIЛЩ/ЗрЖаЁА . .о :Г-о <8. •»V4 2 '"^°--------------- Д.В. Евстифеев.