Способ регулирования состава n-компонентных смесей

Способ регулирования состава n-компонентных смесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 12е, 4о1 № 132619 ссср

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Ло 41

В. H. Скугоров

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА rz-КОМПОНЕНТНЫХ

СМЕСЕЙ

Заявлено 30 октября 1958 г. за № 610784/23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 20 за 1960 г.

Известные способы регулирования состава и-компонентных смесей по их физическим и физико-химическим параметрам при их отклонении от номинала путем добавления компонентов в смесь требуют предварительной стабилизации содержания отдельных компонентов и изготовления промежуточных смесей.

Предлагаемый способ, позволяет непосредственно регулировать состав требуемой смеси.

Сущность способа заключается в том, что сначала в смесь подают один компонент до достижения одним параметром номинального значения, затем вводят второй компонент совместно с первым до достижен ия другим параметром номинального значения, далее третий коипонент совместно с первым и вторым до достижения третьим параметром номинального значения и т. д. до тех пор, пока все параметры примут номинальные значения. При этом число компонентов, добавляемых в смесь, будет на единицу больше,или равно числу параметров, достигш их номинальных значений.

На фиг. 1 показаны диаграммы для системы A1 03 — N33A1Fg— — Li3A1F6, на фиг. 2 — диаграммы системы А1 0з — CaF> — 1чазА1Гв., на фиг, 3 — диаграммы системы NgSO4 — МдС1з — НзО.

Пример 1. Регулирование состава смеси А1зОз — Na:A1F6— — Li AlF6, находящейся в расплаве при температуре 1000 .

На фиг. 1 показана диаграмма этой смеси (взятая из диссертации

В. И. Петрова «Исследование важнейших физико-химических свойств нового электролита для алюминиевой ванны на основе частичной замены натриевого криолита литиевым», Ленинград, ВАМИ, 1954 r.).

На этой диаграмме показаны три изотермы плотности d (сплошные линии) и три изотермы удельной электропроводности х (пунктирные линии). № 132б19

Пусть требуется поддерживать в ванне состав смеси, содержащей

5,<, А!гОз, 27% Li>AIFp и 68% Na>AIFp, удельная электропроводность которой х=3,00 ол- сл-, а плотность d=2,03 г/смз.

Допустим, что регулирование состава смеси производится добавлением чистых компонентов АlгОз, ?.4А1Еа, Na AIFp. Направления движения точки, изображающей состав, из точки О, имеющей требуемый состав, при добавлении в смесь компонентов, показаны соответствующими стрелками ОА, ОВ, ОС.

Из диаграммы видно, что из любой точки диаграммы можно прийти в точку с требуемой концентрацией компонентов, если выполняются условия, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Добавляемый компонент

Отклонения физических параметров

Лх=х — xp d=d — dp

Лх(0

Ь х=-0

Лх)0

Лх)0

Лх)0

Лх=О

Лх(0

Лх(0

Лх=-0

Ad(0

hd(0

Лс1(0

Ad=0

Ad)0

Ad)0

Лт1)0

Лт1=0

Лспо=0

L4AI Fe

Е1зА1Ез и 1Х1азА1Рв

1х1 аз I F6

Na>A1Fз и А!г03

А 1гОз

А!гОз и L4AIFoГ-1зА1 Ез

L4Ai Fe

Регулирование прекращается

"-) Концентрации выражены в молярных процентах.

Например, для регулирования состава, начальное состояние которого характеризуется точкой 1, (Лх)0, hd)0) в расплав в начале добавляется АlгОз и точка, характеризующая состав, движется по отрезку 1 — 2. По достижении номинального значения плотности d=dp в расплав добавляется, кроме АlгОз, еще и NagAIFp. Если отношения количеств добавляемых веществ предварительно рассчитаны соответствующим образом, то точка, отображающая состав, пойдет по изотерме по линии 2 — О в точку регулирования. Если же это соотношение между количествами добавляемых веществ не выдерживается, то точка, отображающая состав, пойдет по направлению к точке регулирования, но с изотермы сойдет. Если точка сойдет с изотермы d=dp, то условие добавления двух компонентов перестает быть справедливым, и надо будет добавлять вновь только один компонент до тех пор, пока точка вновь не придет на изотерму d = dp, после чего добавляются опять два компонента и т. д. При этом траектория точки будет ломаной линией 2 — О, которая из точки 2 приведет состав смеси в точку регулирования О. По достижении последней регулирование прекращается.

Пример 2. Регулирование состава смеси AlгОз — СаРг — NaзА1Ез.

На, фиг. 2 показана диаграмма этой смеси (взятая из диссертации И. П, Гупало «Исследование диаграммы состояния, плотности и вязкости системы криолит-глинозем-фтористыи кальций» Ленинградскии политехнический институт им. Калинина, 1951 г.) . .На диаграмме показаны изотермы плотности d (пунктирные линии) и вязкости (сплошные линии) расплавленной смеси при 1000, Пусть требуется поддерживать в ванне состав смеси, содержащей 64% Na;AIFe, 13% АlгОз и 23% СаРг ", плотность dp которои равна 2,12 г/с,нз, а вязкость 3,5. Допустим, что регулирование производится добавлением чистых компонентов АlгОз, СаЕг, КазА1Еа. Наппавления движения точки, изобража|сщей состав, при добавлении № 132619 смесь компонентов, показаны соответствующими стрелками ОА.

ОВ, ОС.

Из диаграммы видно, что из любой точки диаграммы в области где значение плотности и вязкости однозначно определяют концентрации компонентов, можно прийти в точку с требуемой концентрацией компонентов, если выполняются условия, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Добавляемый компонент

Отклонения физических параметров

Ad=d — d() Лц= — р — ц, Ad)0

Лд)0

hd) О

Ad 0

Ad<0

Ad<0

Ad<0

Лй=о

Лс(=0

Лр)0

Лц=о

Л1.(О

dLlL(0

Лр(0

Лр=о

Лр)0

Л1.)О

Л1.=0

Пример 3. Регулирование состава смеси MgSO4 — М С1г— — Н,О.

На фиг, 3 показана диаграмма этой смеси (взятая из диссертации С. М. Тавкешева «Изучение свойств растворов системы хлористый магний-сернокислый магний-вода методами физико-химического анализа», ИОНХ им. Курнакова, 1951 r.). На диаграмме показаны изотермы удельной электропроводности сплошной линией, а плотности растворов пунктирной линией.

Пусть требуется поддерживать состав раствора, содержащего

6,5% MgSO4 9% MgClq и 84,5% НгО.

Допустим, что регулирование производится добавлением 25%-ного раствора хлористого магния, 20%-ного раствора сернокислого магния и воды. Направления движения точки, изображающей состав, при добавлении в смесь компонентов (растворов, с помощью которых производится регулирование состава), показаны соответствующими стрелками ОА, ОВ, ОС.

Из диаграммы можно составить следующую программу регулирования состава раствора.

Таблица 3

Добавляемый компонент

Отклонения физических параметров

hd=d — dp Лх=х — хо

Н,О

Pаствор MgС1г и НгО

» М С1г

» МКС1г

» MgC1

» MgCIг и раств. MgSO<

» MgSO4

» Мр $04 и НгО

Регулирование прекращается

Лд)0

Ad)0

Ad) О

Ad=0

Ad<0

Лд<0

Лс/<О

Ad=0

Ad=0

Лх) О

Лх=о

Лх<0

Лх<0 .

Лх<0

Лх=о

Лх)0

Лх)0

Лх=о (Предлагаемым способом можно регулировать составы любых смесей, если в области концентраций, подлежащей регулированию, соКонцентрации выражены в гиолярных процентах. азА1 6 аз 1 Fe t< - - г Оз

1 2O3

А1гОз и CaF2

С ат г

Са1- г

CaF

CaF> и Na Ai F

Регулирование прекращается № 132619 став смеси однозначно определяется ее физическими и физико-химическими параметрами. Регулирование производится по программе, составленной на основании рассмотрения диаграммы физических и физико-химических параметров системы. Тип и конструкция датчиков при этом могут варьироваться. В зависимости от состава регулируемой смеси и выбранных физических параметров может варьироваться схема индикатора. Может изменяться тип и конструкция устройств, добавляющих компоненты в смесь или раствор.

В сравнении с известными описанный способ создает возможность экономии расходуемых материалов и характеризуется меньшей затратой времени на регулирование состава и-компонентных смесей.

Предмет изобретения

Способ регулирования состава и-компонентных смесей по их физическим и физико-химическим параметрам при их отклонении от номинала путем добавления компонентов в смесь, отличающийся тем, что, с целью экономии расходуемых компонентов и уменьшения времени регулирования, сначала в смесь подают один компонент до достижения одним параметром номинального значения, затем вводят второй компонент совместно с первым до достижения другим параметром номинального значения, далее третий компонент совместно с первым и вторым до достижения третьим параметром номинального значения и так далее до тех пор, пока все параметры примут номинальные значения, при этом число компонентов, добавляемых в смесь, буФ дет на единицу больше или равно числу параметров, достигших номинальных значений. № 132619,70 40 50 60 70 90 90 уа. pi p

Мал % Л ааФ1

CaFz

e g 9 Ю 5 20

7 Гл) % Ö

Редактор С. А. Барсуков Техред А. А. Камышникова Корректор Г. Кудрявцева

Поди. к печ 19Х1-61 г

Зак. 8776

2/6

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка 14.

l 2

С

Формат бум, 70 1081/, Тираж 700

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и при Совете Министров СССР

Москва, Центр М. Черкасский пер., д.

Объем 0,44 изд ч.

Цена 9 коп открытий