CC BY
15Термообработка увеличивает также твёрдость покрытия с Л120з(В) до 650 кгс/мм2.
Н, кгс/мм2 1400 1200 -1000 -800 -600 400 -200 0
Рис. 5. Влияние концентрации суспензии на микрошероховатость КХП (после термообработки). Дисперсная фаза: 1 - Л1203 (Р); 2 - Л1203 (В); 3 - стеклянные сферы.
Таким образом, введение дисперсной фазы из стеклянных сфер наравне с введением Л1203 в покрытие с матрицей из химически осаждённого сплава никель-фосфор позволяет существенно улучшить свойства покрытий, в частности обеспечить повышение твёрдости и, соответственно, износостойкости. Такие покрытия могут увеличить срок службы различных деталей и изделий, в том числе и имеющих сложную конфигурацию.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сайфуллин Р.С. Комбинированные электрохимические покрытия и материалы. М.: Химия. 1972. 168 с.
2. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. М.: Химия. 1977. 272 с.
3. Сайфуллин Р.С. Физико-химия неорганических полимерных и композиционных материалов. М.: Химия. 1990. 240 с.
4. Сайфуллин Р.С., Абдулин И.А. // Российский химический журнал. 1999.№ 3-4. С. 63-66.
5. Борисенко А.И., Гусев И.В. Получение композиционных покрытий методом химического осаждения. Л.: Наука. 1979. 56 с.
6. Валеева А.М., Сайфуллин Р.С., Маннапова В.К. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1983. Т. 26. Вып. 4. С. 464-468.
7. Gawrilov G. Owtscharova Ую Вшу chemische Ab-scheidungn von Dispersionsschiechten mit Ni-P und Ni- b-Matrix. Einlagen von Oxiden: Titanoxid. Gal-wanotechnik. 1973. Bd. 64. H. 1. S. 23-28.
8. Dipl. - Ing. Gawrilov G. Chemische (stromlose) Ver-nicklung. 1974. 239 s.
9. Юдина Т.Ф., Строгая Г.М., Мишкаевский В.В. Химическое никелирование сложнопрофильных деталей //Сб. Современные проблемы коррозии и защиты металлов от коррозии. Тезисы зонал. н/т конф. Уфа. 1991. С. 48-49.
УДК 661.047
А.И.СОКОЛЬСКИЙ, С.В. ФЕДОСОВ, С.А СОКОЛЬСКИЙ., Е.П.БАРУЛИН
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМОРАЗЛОЖЕНИЯ ДЕКАГИДРАТА ТЕТРАБОРАТА НАТРИЯ
(Ивановская государственная архитектурно-строительная академия,
Ивановский государственный химико-технологический университет)
Представлены экспериментальные данные по термообработке декагидрата тет-рабората натрия в вихревом аппарате с верхней выгрузкой твердой фазы. Получен пен-тагидрат тетрабората натрия в неслеживаемой форме. Определены режимные параметры ведения процесса.
В качестве объекта экспериментальных исследований нами был выбран продукт, нашедший применение в технологии производства искусственной кожи ВИК-Т тентовой, придающий термостойкость лицевому покрытию, используемому также в электротехнической и стекольной промышленности, это техническая бура. При проведении опытов подача твердой фазы в вихревую камеру [1] варьировалась в пределах от 1 до 2,9 кг/час, расход теплоносителя - от 15,18 до 20,57 кг/час, расход пара от 20 до 90
г/час. Температура теплоносителя составляла 150 и 2000С.
На первом этапе лабораторных исследований изучалось влияние расхода теплоносителя и числа оборотов измельчающей секции на содержание основного вещества в получаемом продукте.
На рис.1 представлены экспериментальные данные, полученные в результате опытов с различными расходами теплоносителя и числами оборотов измельчающей секции без добавления
водяного пара. Как видно из графиков, расход теплоносителя не оказывает влияния на содержание основного вещества в готовом продукте при одинаковых расходных концентрациях. На содержание основного вещества значительное влияние оказывает расходная концентрация твердой фазы и температура теплоносителя. При повышении температуры теплоносителя содержание основного вещества в продукте значительно повышается.
а,%
77
71 69 67
ц, кг / кг
Рис.1 Влияние частоты вращения измельчающей секции и расходной концентрации твердой фазы на содержание основного вещества в конечном продукте. 1=200°С, □ -Ь=15,18кг/ч,п=1170об/мин; о -Ь=20,57кг/ч, п=1170об/мин; ■ -Ь=15,18кг/ч, п=1380об/мин; • -Ь=20,57кг/ч, п=1380об/мин;
1=150оС, О -Ь=15,18кг/ч,п=1380об/мин; ▲ -Ь=20,57кг/ч, п=1380об/мин;- ♦-Ь=15,18кг/ч, п=1170об/мин; 0 -Ь=20,57кг/ч, п=1170об/мин.
Пентагидрат тетрабората натрия получается при температуре теплоносителя 1500С и расходной концентрации ц=0,075кг/кг, а также и при и ц=0,17кг/кг и числе оборотов измельчающей секции п=1170 об/мин. Увеличение числа оборотов измельчающей секции до 1380 об/мин позволяет увеличить расходную концентрацию до 0,105 кг/кг при температуре газа 1500С. Увеличение числа оборотов измельчающей секции при температуре теплоносителя 2000С не оказывает влияния на изменение основного вещества в продукте. Это можно объяснить тем, что скорость дегидратации при !=200°С довольно значительна и уменьшение размеров частиц продукта не играет роли. При температуре теплоносителя !=150°С скорость дегидратации ниже и размер частиц оказывает влияние на качество продукта.
В дальнейшем опыты проводились при постоянном расходе теплоносителя Ь=20,57 кг/час и его температуре на входе в установку 150 и 2000С. Число оборотов измельчающей секции оставалось постоянным п=1170 об/мин. В этой серии опытов изменялось парциальное давление водяного пара.
На рис.2 и 3 показано влияние парциального давления водяного пара в теплоносителе на содержание основного вещества в готовом продукте
при переменных значениях расходной концентрации твердой фазы. Как видно из графиков, на содержание основного вещества в продукте значительное влияние оказывает расходная концентрация, а также парциальное давление водяного пара в паровоздушной смеси.
0,14 ц, кг / кг
Рис.2. Влияние расхода водяного пара и расходной концентрации твердой фазы на содержание основного вещества в конечном продукте. 1=150оС, Ь=20,57 кг/ч. 1-0п=0,02 кг/ч, 2-
а,% 74 г 72 70 68 66 64
62
0,04
0,09
0,14
0,19 ц,кг/кг
Рис.3. Влияние расхода водяного пара и расходной концентрации твердой фазы на содержание основного вещества в конечном продукте. 1=200оС, Ь=20,57 кг/ч. 1-0п=0,02кг/ч,2-0п=0,03кг/ч, 3-0п=0,05кг/ч, 4-0п=0,07кг/ч, 5-0п=0,09кг/ч.
При добавлении 50 г/час водяного пара, что соответствует парциальному давлению Рп=15,26 мм. рт. ст., наблюдается максимальное содержание основного вещества как при 1=1500С, так и при 1=200°С. Пентагидрат тетрабората натрия получается соответственно при ц=0,075 кг/кг и при ц=0,15 кг/кг, что соответствует производительности по твердой фазе 0тв=1,54 кг/час 0тв=3,08 кг/час. Как показывают расчеты, производительность установки при увеличении входной температуры от150 до 2000С увеличивается в 2 раза. При этом следует отметить, что в опытах без добавления водяного пара в теплоноситель наблюдалось налипание продукта на стенки аппарата.
Влагосодержание воздуха в этих опытах составляло Х0=0,008 кг/кг с.в., что соответствует парциальному давлению ~10 мм рт.ст.
а
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
63
0,14
0,19
0=0,03 кг/ч, 3-0п=0,05 кг/ч, 4-0п=0,07 кг/ч, 5-0п=0,09 кг/ч
3
В опытах с добавлением водяного пара налипания продукта на стенки аппарата не происходило и наблюдалась устойчивая работа установки.
Полученный продукт не слеживался даже при хранении на открытом воздухе в течение шести месяцев.
На рис. 4 представлены технико-экономические показатели процесса термообработки дека-гидрата тетрабората натрия в лабораторной установке. Графики этих рисунков (4а) иллюстрируют зависимость количества используемой теплоты от температуры теплоносителя и расходной концентрации твердой фазы. Анализ показывает, что для достижения заданного содержания основного вещества в готовом продукте могут быть использованы различные температурные режимы. При этом будут различными и технико-экономические показатели работы установки.
Рис.4 Влияние температуры теплоносителя на удельный расход полезно используемой теплоты и на удельный расход теплоносителя. — д=сош1; — а=сош1
На рис.4б даны графики изменения удельных расходов воздуха от температуры теплоносителя и расходной концентрации твердой фазы. Из графиков видно, что увеличение температуры теплоносителя приводит к понижению удельных расходов воздуха при постоянном содержании основного вещества в готовом продукте. Увеличение расходной концентрации также приводит к понижению удельного расхода воздуха. Это объясняется более полным использованием теплоты, вносимым теплоносителем в установку.
Таким образом, результаты экспериментальных исследований по терморазложению дека-гидрата тетрабората натрия в установке с закрученными потоками показали, что наиболее рациональными технологическими режимами ведения процесса являются режимы, представленные в таблице 1.
При повышении температуры теплоносителя на входе в аппарат до 400оС и выше удалось получить двухводную и практически безводную буру. Содержание основного вещества в двухвод-ной буре, согласно химического анализа, составляет 84,82%. При температуре теплоносителя 600оС на выходе из аппарата получается практически безводная бура. Следует заметить, что данные температурные режимы значительно ниже режимов, которые используются при термообработке декагидрата тетрабората натрия в аппаратах кипящего слоя. Результаты эксперимента по переработке десятиводной буры в двухводную и безводную представлены в таблице 2.
Таблица 1.
Рациональные технологические режимы ведения процесса термообработки декагидра-та тетрабората натрия
Содержание Температура теплоносителя, 0С Расходная Парциальное
основного ве- концен- давление
щества трация д, вод. пара
ан,% ак,% кг/кг Рп,мм рт ст.
52,5 69,1 150 0,075 15,26
52,5 69,1 200 0,15 15,26
Таблица 2.
Экспериментальные данные по переработке десятиводной буры в двухводную и безводную.
Температу- Расходная Парциальное Содержание
ра тепло - концентра- давление основного ве-
носителя, ция водяного пара щества в про-
оС д, кг/кг мм рт ст. дукте, %
400 0,133 15,26 86,52
400 0,095 15,26 87,27
400 0,054 15,26 88,02
450 0,113 15,26 86,27
450 0,062 15,26 89,27
450 0,036 15,26 91,9
500 0,033 15,26 93,02
500 0,054 15,26 92,27
550 0,023 15,26 95,28
550 0,041 15,26 94,53
600 0,035 15,26 96,5
600 0,017 15,26 97,34
ЛИТЕРАТУРА
1. Положительное решение о выдаче патента РФ "Устройство для термообработки дисперсных материалов" по заявке №2003119778/06 (020967).
