CC BY
45
УДК 666.3:66.9-127:66.092.4
И.А. Козлов, В.Н. Грунский, А.И. Козлов, А.В. Беспалов.
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия.
ТЕРМООБРАБОТКА БЛОЧНОГО ВЫСОКОПОРИСТОГО ЯЧЕИСТОГО НОСИТЕЛЯ В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
The temperature dope that decreases the burning temperature under laboratory and industrial conditions is proposed. The temperature regime of the burning under industrial conditions is tested. The parameters of the burning regime: the maximal temperature, velocity of the temperature asent and cooling temperature, the duration of the burning are determind.
Разработана низкотемпературная добавка, позволяющая снизить температуру обжига в лабораторных и промышленных условиях. Проведен эксперимент по испытанию температурного режима обжига в промышленных условиях. Определены параметры режима обжига: максимальная температура, скорость подъема температуры и охлаждения, продолжительность обжига.
В современное время, в условиях жесткой конкуренции и постоянно растущих цен на энергоносители, стоит актуальная проблема повышения экономической выгоды - (прибыли) путем снижения производственных затрат.
В настоящей статье описан один из технологических способов снижения производственных затрат, а именно снижение температуры обжига блочного высокопористого ячеистого носителя (ВПЯН) используемого при изготовление различных катализаторов на основе ВПЯМ. Основное требование при этом - основные эксплуатационные характеристики носителя не должны ухудшаться.
При изготовлении ВПЯМ до настоящего момента в качестве керамической основы использовали многокомпонентную систему, в состав которой входили в качестве связки: глинозем, спекающие добавки оксид титана, оксид магния, и наполнитель -шлифпорошок электрокорунда (далее состав №1). Для получения плотно спеченного каркаса носителя необходимая температура обжига составляет 1550°С. В промышленных условиях достижение такой температуры связано с рядом трудностей, основными из которых являются дороговизна оснастки печи и небольшое время эксплуатации.
Табл. 1. Температурные интервалы и скорость подъема температуры в режиме обжига ВПЯМ
Температурный интервал, °С. Скорость подъема температуры, °С/мин.
0-280 3
Выдержка 1 час при Т=280 -
280-700 3
Выдержка 1 час при Т=700 -
700-1450 4,4
1450-1550 3,3
Выдержка 10 минут при Т=1550 -
Для снижения температуры обжига была разработана специальная добавка (состава БЮ-М^О), при незначительном добавлении которой в состав №1, удалось снизить температуру обжига. Снижение температуры обжига объясняется тем, что в системе БЮМ§О существует эвтектика с кристаллизацией клиноэнстатита, температура образования эвтектики Т = 1200оС. Б1С окисляется до диоксида кремния БЮ2. При обжиге добавка Б1СМ§О претерпевает следующие превращения: Б1С + 202~^ БЮ2 + СО2 ; БЮ2+ МеО-^ БЮ2-М§О - клиноэнстатит.
Как правило в лабораторной муфельной печи обжигали цилиндрические образцы носителей, геометрические размеры которых не превышали диаметр 100 мм, высоту 100 мм. Процесс обжига вели следующим образом. Начальная температура обжига образцов составляла 20°С. Затем температуру обжига образцов повышали с заданными скоростями подъема температуры (см. табл.1.).На рис.1. представлены температурные кривые обжига блочного ВПЯН в лабораторной муфельной печи.
Рис. 1. Температурные кривые обжига блочного ВПЯМ в лабораторной муфельной печи объемом 9л.
Продолжительность обжига образцов ВПЯН с низкотемпературной добавкой и без нее составила 13 часов. Ход кривых обжига идентичен, отметим небольшое отличие: на температурной кривой с низкотемпературной добавкой наблюдается выдержка после 8 часов обжига в течение 15 минут при максимальной температуре обжига, сниженной более, чем на 100°С, что позволило реализовать режим обжига блочного ВПЯН в промышленных условиях.
В промышленных условиях обжиг образцов блочного ВПЯН вели в камерной печи объемом 17м3, снабженной выкатным подом. Обжигу подвергали образцы геометрической формы в виде сегментов с габаритными размерами 250-250-100мм. На рис.2. проведено сопоставление температурных кривых обжига образцов ВПЯН в лабораторных и промышленных условиях. Максимальная температура обжига одинакова, но ход кривых отличается. Скорость подъема температуры и охлаждения в промышленной печи ниже, чем в лабораторных условиях, и в среднем составляла 100°С/час. Выдержка при максимальной температуре обжига в промышленной печи составляла 2 часа.
1400 -1200 -01000 -° ° 800 -^ 600 -400 -200^
0 2 6 8 1 0 1 21 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6
-лабораторная печь объемом 9л -А- промышленная печь объемом 17м3 ч
Рис. 2. Сопоставление температурных кривых обжига в лабораторных (печь объемом 9л) и в промышленных условиях (печь объемом 17м3)
Из температурных кривых обжига видно, что при переходе на промышленную печь продолжительность обжига увеличилась более, чем в 2 раза, при этом характер обжига изменился. Были удалены площадки выдержки температуры необходимые для
равномерного прогрева в лабораторной печи. При этом качество обожженного блочного ВПЯН в промышленных условиях значительно выше, чем в лабораторных условиях.
В табл.2. представлены основные физические свойства образцов блочного ВПЯН, обожженных в лабораторных условиях (состав №1) и в промышленных условиях (состав №2).
Табл. 2. Основные физические свойства образцов блочного ВПЯН, обожженных в лабораторных и промышленных условиях.
Тмах обжига, °С Г частиц, МКМ Ркаж Г/СМ3 По, % дУ/У, % Р, кпс
Состав №1 1550 22,5 0,32 91,6±0,2 8,6±0,1 65 ± 10
Состав №2 1435 22,5 0,22 94,7±0,2 12,4±0,1 49 ± 10
Из приведенных данных (табл.2.) следует, что образцы блочного ВПЯН, обожженные в промышленной печи, обладают наилучшими структурными и каркасными (П0 и ркаж) характеристиками, чем образцы, обжигаемые в лабораторной муфельной печи. На рис.3. представлена зависимость начальной разрушающей нагрузки от кажущейся плотности образцов блочного ВПЯН.
Рис. 3. Зависимость начальной разрушающей нагрузки от кажущейся плотности образцов блочного ВПЯН, обожженных в лабораторной и промышленной печи.
На рисунке очень хорошо видно, что образцы, обожженные в промышленной печи, обладают лучшими прочностными характеристиками. Одинаковая величина прочности достигается при кажущейся плотности 0,25 г/см3 (состав №2 - промышленные условия) и кажущейся плотности 0,31 г/см3 (состав №1 - лабораторные условия).
УДК 542.941.4
А.И. Козлов, В.Н. Грунский, А.В. Беспалов, И.А. Козлов, А.А. Комаров, Е.Н. Мизгунова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ФКП Завод им. Я.М. Свердлова, Россия
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НИТРОБЕНЗОЛА НА ГРАНУЛИРОВАННОМ ПАЛЛАДИЕВОМ КАТАЛИЗАТОРЕ
The results of the experimental investigation of the nitrobenzene reduction on the granulated catalyst with the palladium on the catalyst carrier of pyrolysis carbon are presented. It was found that with the elevation of temperature the velocity of the reaction increases. The optimal conditions for the process reduction of the nitrobenzene are determined.
