Способ проведения физических ихимических процессов

Способ проведения физических ихимических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ

СОюз СОветских

СФЦивлистич4ских

Ресну (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) ЗаявленО 210378 (21) 2593066/23-26

Д Клз

В 01 Z 8/18 с присоединением заявки Н9

Госуяарственный комнтет

СССР по денни нзобретеннй н открытнй (23) Г1риоритет—

Опубликовано 23.04.81. бюллетень H% 15 () Ж66.096.5 (088.8) Дата опубликования описания 2 30481

Д.Д. Логвиненко, 3,А;Савенкова, Л.Н. Качан, Е. А. Мороэко, A.A.×åðíÿê и T.Ã.Øåìîêàåâà, (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и конструкторско технологический институт эмалированного космического оборудования (71) Заявитель

3 ,, 1, ."

" л„

« (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ

И ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к .способам проведения физических и химических процессов в условиях вихревого слоя ферромагнитных частиц, образованного при воздействии на ферромагнитные частицы вращающимся электромагнитным полем, и может быть использовано в химической, нефтехимической и др. отраслях промышленности при проведении гетерогенных химических и Физических процессов, например осажде. ние гидроокисей металлов, получение одно- и многокомпонентных мелкодис.персных суспенэий как неорганического, так и органического происхождения.

Известиы способы проведенИя рЕ- акций осаждения металлов в виде гид:роокисей, а также получения тонких одно-. и миогокомпонентных суспензий в вихревом слое ферромагнитных час 1 тиц.

При выполнении этого способа эфФективное ведение процессов осаждения гидроокисей металлов осуществляется в вихревом слое, образованном воздействием вращающегося электро магнитного поля на неравноосные ферромагнитные частицы (1).

Большие. скорости движения ферро- t магнитных частиц в вихревом слое, соударение их между собой и с частицами твердой фазы, трение вызывают иэмельчение с поверхности самих ферромагнитных частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения вещества иэ растворов,в котором осуществляется

16 эффективное ведение процессов осаждения гидроокисей металлов иэ растворов их солей в вихревом слое ферромагнитных частиц, находящихся под влиянием вращающегося электромагнитt5 ного .поля с индукцией .не менее 0,08Т.

При этом становится возможным осаждение металлов в виде гидроокисей при

Расходе необходимых реагентов в ко.личестве, меньшем стехиометрическо«

20 го расчета f2).

Недостатком известного способа язляется попадание в осажденные гидроокиси металлов примеси мелкодиспер25 ского порошка железа, никеля образующегося вследствие соударения ферромагнитных частиц друг о друга и истирания с поверхности. Данное явление является. отрицательным Фактом, особенно в том случае, когда

822874 гидрокисям предъявляются определенные требования чистоты соединения.

11ель изобретения -. интенсификация физических и. химических процессов и . Уменьшение загрязнения получаемого продукта, Время об- Содержание р аботки, преимущест мин венной,фра ции (2,74, 1. мкм), Состав вихревого слоя одержание римеси в суспензии, г/л

100 г частиц (й 1 мм, Х = 15 мм) 100 r частиц из ПЭ

0,038

53,4

200 г частиц (d = 1 мм, — 15 мм) О, 078

100 r частиц иэ стали

12Р2А

15с

200 г частиц из пз

85,4

0,004

300 r частиц из ПЭ . 15c . 90,1 0,003

Пример 2. Осаждение серно- полиэтиленовых шариков в течение 5 с. кислого свйнца. О полноте прохождения реакции судят

В реакционную емкость загружают 55 по остаточному содержанию в раство 200 мп раствора аэотнокислого свинца ре исходной соли - Pb(NO>)>, опреде(концентрация — .167,2 г/л), 170 мл ляемой комплексонометрическим спосерной кислоты с концентрацией Мобом химического анализа, степень

33,4 г/л; что соответствует 80% . загрязнения продукта железом опреосадителя от стехиометрического рас- g() деляют колориметрическим методом в чета. Смесь исходных компонентов, пРисУтствии, сульфосалициловой кисло. обрабатывают в вихревом слое, сос- ты. тоящем из смеси стальных ферромагнитных частиц (материал сталь свароч— Полученные результаты представленая, диаметр 1,2 мм, длина 16 мм) и у5 ны в табл. 2.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе проведения физических и химических процессов, включающем обработку исходных компонентов в вихревом слое ферромагнитных частиц, процесс ведут в вихревом слое смеси ферромагнитных и полимерных частиц. В качестве полимерных частиц вихревого слоя могут быть использованы любые полимерные материалы, например фторопласт., полиэтилен и др. Смесь ферромагнитных и полимерных частиц приводится в движение, образуя вихревой слой, воз-. действием вращающегося электромагнит-7{) ного поля напряженностью от 800 до 3000 Э..

Испытывают процессы осаждения металлов в виде гидроокисей, окисление фенола и получение суспензий в вихревом слое смеси ферромагнитных и полиэтиленовый частиц при соотношении последних в интервале 1:1-1:3 соответственно.

Пример 1. Получение суспен-, эии СаСО> в воде.

В реакционную емкость объемом 1 л загружают 100 г карбоната кальция с размером частиц 5-50 мкм, 200 мл дистиллированной воды (T:Æ 1:2).

Емкость с указанными компонентами подвергают обработке. в вихревом слое, образованном смесью частиц, состоя-. щей из 100 r шарообразных частиц полиэтилена (ПЭ) и 100 г никелевых, частиц (диаметр 1 мм, длина 15 мм) в течение 5 мин и 15 с. По истечении указанного времени суспензию <фильтруют, о качестве полученной суспенэии судят по фракционному составу твердой фазы, определенному методу седиментационного анализа (метод Фигуровского). При этом критерием такой оценки качества измельчения. принимают максимальное содержание фракции частиц минимального размера, так называемой преимущественной фракции. кроме того, с помощью химическо- го анализа определяют, содержание .примеси диспергированного никеля, за грязняющего суспенэию. Полученные результаты в сравнении с известным способом получения суспензий в вихревом слое только ферромагнитных частиц представлены в табл. 1.

Таблица

822874

Таблица 2.

Время обработки в в вихревом слое, с

Содержание примеси в продукте, Ф

Остаточное содержание в растворе

РЬ (008)ф, г/л

0,077.

87,5 г частиц из ПЭ

52,5 r тех же частиц

122,5 r частиц иэ ПЭ

О, 035 (25

О, 133

Содержание фенола в исходном растворе, мг/л

Содержание примеси железа в раст воре, Ъ

Остаточное содержание фенола в. растворе, г/л

5100

510

87, 5 r частиц иэ ПЭ

О, 056

О, 135

680

5100

Состав вихревого слоя

87,5 г стальных частиц (й = 1,2 мм, Х 16 мм) 175 r тех же частиц из стали (й 1,2 мм, Й

16 мм) Пример 3. Окисление Фенола.

В реакционную емкость загружают

200 мл раствора фенола (С 5,1 г/л

С6Н ОН), содержащего 10 г/л серной кислоты для создания кислой среды и

)00 мл бихромата натрия (Ту а-618-5-67). Смесь указанных компонентов обрабатывают в вихревом слое смеси ферромагнитных частиц из стали сварочной (d 1,6 мм,. Х l6 мм) и немагнитных полиэтиленовых частиц шарообразной фор ы в течение 10 с. Пои

Состав вихревого слоя

87,5 .r стальных. частиц

175 г стальных. частиц

Пример 4. Получение. много-, компонентной суспензии.

Аналогично примеру 1, но с тем от,личием, что получают многокомпонентную водную суспензию следующего состава, гг

Сера . 27

Неоэон Д 3,8

Вулкацит ДА . 10,8

Вулкацит ВМ 10,8

Дифенилгуанидин 13, 5 . этом проходит химическая .реакция по следующей схеме

ЗС Н ОН + 14йа Сг О + 56Н 80. 25 14Сга($0 )3 + 14Уа 80, + 18CO +

+ 65Й 0.

О полноте прохождения реакции.. судят по остаточному содержанию в растворе фенола, определенного брома3О тометрическим методом. Для сравнения аналогичную реакцию проводят в вих-ревом слое только ферромагнитных частиц. Полученные результаты приве- дены в табл. 3.

Таблица 3

Окись цинка 60

ЛисперГатор НФ 7,5 паолин 60

55 Вода 193,4

Содержание:.примеси, железа в суспенэии определяют колориметрическим методом. химического анализа в присутствии сульфосалициловой кислоты..

40 . Условия получения суспензии приведены в табл. 4.

822874

Таблица 4

Время обработки в вихревом слое, с

Содержание греимущественной фрак цин .(2, 7—

4,1 мкм), Ъ одержание римеси жееэа в сусензии, Ъ.

100 г частиц из ПЭ

0,088

О, 167

77,8

76,3

Время ра боты вих ревого слоя, мин

Вес чаСтиц, г

Изменение веса частиц 6 m, r ферро- олимагнит тиленых овых

Ферромаг олинитных тилеовых

200,14 195,85

189,45

4,29

10, 69 частицы) 6С 100,.1 100, 0

99,07 99, 15

0,93 О, 85

Состав вихревого слоя

100 г стальных частиц

2 0 0 г ст аль ных част иц 15

Данные, приведенные во всех приме-- . вэ рах, показывают, что именно совокупность ферромагнитных и полимерных частиц позволяет эффективно осуществлять в вихревом слое физические и химические процессы с одновременным уменьшением степени загрязнения получаеьих продуктов металлическими примесями. В частности, для процессов получения одно и многокомпонентных суспензий .количество металлнчес- 25 ких примесей в готовых суспензиях снижается на 40-47Ú по сравнению с обычным вихревым слоем, для процессов осаждения металлов ввиде гидроокисей на 20 - 50%, в виде труднораствори- ЗО

;мых солей — на 40 — 70% в .зави.симости,от соотношения ферром4гни.Состав вихревого слоя I

Обычный вихревой слой 0 (только Ферромагнитные 30

КомбинироваЦнфф-, 4 цМре-: 0 вой слой (Ферромагнитные 30 и полиэтиленовые частицы.)60

Предлагаемый способ является экономически выгодным, так как поз. воляет экономить стальные ферромагнитные частицы.Износ ферромагнитных частиц в комбинированном вихревом слое по сравнению с обычным уменьшается à 10 раз (изменение веса частиц равно 1,48 и 10,69 соответственно) .

Кроме того, применение данного способа позволяет увеличить эффективность работы вихревого слоя, напритных и полимерных элементов вихревого. слоя.

Предлагаемый способ является высокоэффективным еще и в плане уменьшения:износа ферромагнитных частиц, и связанной с этим необходимостью дозагрузки феррочастиц по мере уменьшения их в ходе работы вихревого. слоя, а также позволяет экономить количество ферромагнитных элементов, необходимых для эффективного проведения технологических. процессов. Подтверждением этого являются данные по механическому износу ферромагнитных частиц по известному (обычный вихревой слой) и предлагаемому (комбинированный вихревой слой) способам.Указанныеданные приведеныв табл.5.

Т аблица 5

:98,62 97у00 1,48 2,20 мер увеличить на 22% дисперсность сус; ,пензии при сохранении производительности аппарата. Частичная замена стальных ферромагнитных частиц полимерными приводит к снижению интен:сивных ударных(нагрузок и трения под действием Ферромагнитных частиц на реакционные емкости вихревых аппаратов. Следствием этого является повышение срока службы реакционных емкостей, изготавливаемых из дефицитных нержавеющих сталей, 1 0

822874

Формула изобретения,Сеставнтель К.Мороэко

Редактор А.Химчук Техрад Н. Майоров . КорректоР М.щарошн

Заказ 1935/6а Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, В-.35, Рауаюская наб., д. 4/5

Ю

Филиал ППП Патент, q. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для процесса получения водных неорганических суспенэий срок службы реакционных емкостей из нержавею« щей стали 12xl8HlOT составляет 3-4 мес. по сравнению с 2,5 мес. для обыч« ного вихревого слоя. 5

Способ проведения Физических и хй- © мических процессов, включающий обработку в вихревом слое ферромагнитных частиц, отличающийся тем, что, с целью интенсификации г@оцесса и уменьщения загрязнения получаемого продукта, в слой ферромагнитных частиц добавляют частицы иэ полимерных материалов в соотнощении lф1 до l:3. .ИсточникИ информации, принятые во, внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

9 370224 кл. С 08. F 136/14, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 306862, кл. В 01 Р 53/08 1971.