Исследование формуемости водно-оксидных катализаторных паст методом экструзии Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

направлены на исследование различных способов запуска установки и определение массообменных характеристик колонны при работе с различными величинами потоков питания и влажности входящего воздуха.

Библиографические ссылки:

1. YamanishiT., YamadaM., SuzukiT. etal. Operational Results of the Safety Systems of the Tritium Process Laboratory of the Japan Atomic Energy Agency// Fusion Science and Technology, 2008, v. 54, p. 315-318.

2. Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его свойства и применение: - Киев, Наукова думка. 1973. 200с

2. Sabathier F. et al. Assessment of the performance of the JET exhaust detriti-ation system// Fusion Engineering and Design, 2001, V.54, P. 547-553

3. Perevezentsev A.N., Andreev B.M., Rozenkevich M.B. et al. Wet Scrubber Technology for tritium confinement at ITER// Fusion Engineering and Design, 2010, v.85, in print

4. Van Hook A. Vapor Pressures of The Isotopic Waters and Ices//J.Phys. Chem., 1968, V.72, P.1234 - 1244

5. Андреев Б.М., Магомедбеков Э.П., Розенкевич М.Б., Сахаровский Ю.А. Гетерогенные реакции изотопного обмена трития. М., УРСС, 1999, 208 С.

7. Марунич С.А. Фазовый изотопный обмен как метод очистки воздуха от паров тритированной воды. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

6. Психрометрические расчеты [Электронный ресурс] // Sugar Engineers [сайт]. URL: www.sugartech.co.za/psychro/index.php

УДК 66.097

Д.Ш. Джумамухамедов, В.В. Костюченко, М.А. Половинкин, В.И. Ванчурин

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМУЕМОСТИ ВОДНО-ОКСИДНЫХ КАТАЛИ-ЗАТОРНЫХ ПАСТ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ

Исследована формуемость водно-оксидных катализаторных паст в опытном экструдере, а также оценено влияние конструктивных особенностей формующего узла и режимов формования на качество катализаторов. Экспериментально установлены условия работы экструдера (живое сечение фильеры, скорость вращения шнека) при которых не происходит разрушение коагуляционной структуры исследуемых паст.

Investigated the formability of water-oxide catalyst pastes in a pilot extruder, as well as the estimated impact of the design features of the site and shaping the quality of the modes forming catalysts. Experiments have revealed the conditions of the extruder (live section of the die, screw speed) at which there is no destruction of the coagulation structure studied pastes.

В технологии гетерогенных катализаторов используются различные методы формования. Наиболее простым и экономичным из существующих методов является экструзия. Расширение ассортимента выпускаемых типоразмеров является важной и актуальной задачей. Решение этой проблемы

возможно при использовании метода пластического формования паст катализаторов на шнековых экструдерах, имеющего несомненное преимущество перед другими методами формования, например, таблетирования или окат-ки. По этим причинам этот метод наиболее широко используется в технологии различных катализаторов. В последнее десятилетия наблюдается тенденция роста объема производства катализаторов с фигурной формой зерна (звезда, трубка, трех-, четырехлистники, звезда-трубка, многоканальные трубки и др.). Преимущество таких катализаторов по сравнению с традиционной цилиндрической формой обусловлено существенным увеличением удельной внешней поверхности зерна или коэффициента формы зерна.

Нами были проведены исследования по сравнительной оценке структурно-механических и формовочных (экструзионных) свойств паст ряда промышленно важных катализаторов.Приготовление экспериментальных паст проводили по методике, используемой в технологии катализаторов и основанному на смешении носителя с активным компонентом, увлажнении шихты раствором ВТС, сушки (т=2ч при t=100-120оС) и прокалке (т=2ч t=500 оС). Оптимальную формовочную влажность, и коэффициент формуемости (^ф) паст по методу «штамп постоянного сечения» определяли на пластометре Ребиндера [1]. Структурно -механические характеристики образцов изучали на пластометре Толстого с обработкой данных по уравнению Шведова - Кельвина - Бингама [2]. Пасты формовали на шнековом экструдере с приводом от двигателя постоянного тока и компьютерной регистрацией параметров (скорость вращения шнека (N), вращающий момент (M), давления (P) пасты на фильеру). Общую пористость образцов измеряли пикнометрическим методом, а распределение пор по размерам на поромере. Прочность определялась на приборе ИПГ. Каталитическая активность образцов катализатора ВСК определялась на проточной установке в стандартных условиях.

Исследовались:

1. Пасты ванадиевых сернокислотных катализаторов на основе белой сажи (ВСК-Б) и диатомита (ВСК-Д);

2. Железооксидная паста (ОЖ) на основе a-Fe2O3 для синтеза аммиака;

3. Алюмооксидная паста (ОА) из псевдобемита AlO(OH) для переработоки различных углеводородов нефти;

4. Паста (ОЖМ) из смеси оксида железа и молибдена для получения формальдегида;

5. Паста (ОМ) на основе MoO3 для синтеза большого ряда важнейших в промышленности веществ.

Исследования по методу Толстого и Ребиндера показали, что экспериментальные пасты имеют следующие характеристики, представленные в таблице 2.

Видно, что у пасты ВСК-Д равномерно сочетаются упругие эластические и пластические составляющие общей деформации, в то время как другие пасты характеризуются преимущественно развитием упругих деформаций. Из литературных источников известно, что по данной методике хорошо формуемыми являются пасты, в которых либо равномерно развиты все три вида деформации, либо пасты с преобладанием медленных эластических

деформаций (1 и 2 структурно-механические типы). Следовательно, паста ВСК-Д обладает хорошей формуемостью, остальные же пасты относятся к категории плохо формуемых паст.

Табл. 2. Структурно - механические показатели паст на различных носителях

Тип пасты опт % £уп, % £эл, % £ пл, % Тип по Нечипоренко[2] Яф

ВСК-Б 37,5 55,2 19,1 25,7 3 -6,77

ВСК-Д 28 33,4 33,4 33,2 2 -6,92

ОА 52 54,7 11,9 33,3 3 0,045

ОЖ 18,0 72 17 11 0 -7,6

ОЖМ 22 24,6 35,2 40,2 5 -1,2

ОМ 21,3 59 14 27 3 -3,5

Результаты исследования паст по методу «штамп постоянного сечения», представлены в табл. 2. Они показывают, что ВСК-Б, ВСК-Д, ОЖМ, ОМ и ОЖ относятся к пастам с плохой формуемостью, в то время как паста ОА является хорошо формуемой пастой. Сопоставление данных, полученных по методам Толстого и Ребиндера, указывает на расхождение оценок формуемости паст. По данным методикам изучение структурномеханических свойств пасты осуществляется в статическом состоянии, вследствие чего затруднительно предсказать их поведение в условиях экструзионного формования. Поэтому нами проведены исследования паст в условиях, приближенных к промышленным. В опытном экструдере получена зависимость производительности от условий формования паст, которая приведена на рис. 1.

Анализ зависимостей показывает, что структура пасты ОА по сравнению с пастами ВСК, ОЖМ, ОМ и особенно с пастой ОЖ более устойчива при формовании в исследуемом диапазоне изменения параметров 5Ж и N. Так, например, для паст ВСК-Д и ВСК-Б (рис.1а, б) при уменьшении живого сечения до 11,5% наблюдается нелинейное возрастание производительности Q с увеличением скорости вращения шнека (Н> 9 об/мин). Очевидно, это связано с необратимым разрушением коагуляционной структура пасты под действием приложенных к ней напряжений. Аналогичные явления можно наблюдать при формовании остальных экспериментальных паст, за исключением пасты ОА.

QсмЗ/ми

Q

N об/мин

N об/мин

Рис. 1. Зависимость производительности экструзии Q паст от скорости вращения шнека N на фильерах с различным живым сечением 8ж: а) ВСК-Д, б) ВСК-Б, в) ОЖ,

г) ОМ, д)ОЖМ, е) ОА.

Выводы:

1. Экспериментально установлены условия работы экструдера (живое сечение фильеры, скорость вращения шнека) при которых не происходит разрушение коагуляционной структуры исследуемых паст.

2. Выполнена сравнительная оценка формуемости катализаторных паст, в соответствии с которой можно расположить в следующей последовательности: ОА, ВСК, ОМ, ОЖМ, ОЖ. Установлено, формование паст на основе ОА слабо зависит от параметров оснастки и условий экструзии.

Библиографические ссылки

1. Ильин А.П., Широков Ю.Г., Тительман Л.И. // Изв. Вузов. Химия и хим. Технология. 1984. Т. 27 Вып.1. С. 78-80.

2. Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики. Ч. 1. Киев: Вищашк., 1975. 268 с.

УДК 547.68:544.023.222

Ю.А. Жук1, С.М. Долотов1, И.В. Иванов 1, E.E. Лаухина2, В.Н. Лаухин2, В.С. Лебедев2, В.Ф. Травень1

1 Российский химико-технологический университет им Д.И. Менделеева 2Institut de Ciencia de Materials de Barcelona - CSIC, Spain

ПРОВОДЯЩИЕ БИСЛОЙНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПЛЕНКИ ДЛЯ ТАКТИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Получены бислойные полимерные пленки, содержащие микроструктурированный слой проводящей ион-радикальной соли тетратиафульвалена или его производного (ТТФ или БЭДТ-ТТФ) - йод на поверхности различных полимеров. Природа полимера оказывает решающее влияние на чувствительность проводящего слоя к действию паров воды. Пленки на основе триацетата целлюлозы и сополимера поликарбонатсилоксан не изменяют проводимости при действии паров воды и рекомендуются для создания тактильных устройств,