Способ проведения физических ихимических процессов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ Сфез Советских Сецнвлистическик Республикс присоединением заявки ЙУ Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй.(088. 8) Дата опубликования описания 2 3.0481 д.д. Логвиненко, З,А.Савенкова, Л.Н,Качан, Е.А. Морозко, А.А.Черняк и Т.Г,Шемонаева(Научно-исслерукторскотехнологичес ованного х миЯеского довательский и конст кий институт эмалир оборудования Зал "Ц"Ф Ж ВЕДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИИХ ПРОЦЕССОВ ака 1 2Изобретение относится к способам Большие скорости движения Ферро-проведения физических и химических магнитных частиц в вихревом слое, процессов в условиях вихревого слоя соударение их между собой и с части- ферромагнитных частиц, образованного цами твердой Фазы, трение вызывают при воздействии на Ферромагнитные , 5 нэмельчение с поверхности самих ферчастицы вращающимся электромагнит- ромагнитных частиц. ным полем, и может быть использовано. Наиболее близким к предлагаемому в химической, нефтехимической и др. является способ выделения вещества отраслях промышленности при проведе- , иэ растворов,в котором осуществляется нии гетерогенных химических и фиэи эффективное ведение процессов осаждеческих процессов, например осажде- ния гидроокисей металлов иэ раство. ние гидроокисей металлов, получение ров их солей в вихревом слое Ферроодно- и многокомпонентных мелкодис- магнитных частиц, находящихся под .персных суспенэий как неорганическо- влиянием вращающегося электромагнитго, так и органического происхожде ногополя с индукцией не менее 0,08 Т. ния. При этом становится возможным осаждениеметаллов в виде гидроокисей приИзвестны способы проведенИя рЕ- Расходе необходиввах реагентов в .коакций осаждения металлов в виде гид- ,личестве, меньшем стехиометрическо роокисей, а также получения тонких 20 го расчета 121.одно-. и многокомпонентных суспензийв вихревом слое ферромагнитных час- Недостатком известного способа тиц, язляется попадание в осажденные гидПрн выполнении этого способа эф- ооокиси металлов примеси мелкодисперФективное ведение процессов осажде ского порошка железа, никеля образуюния гидроокисей металлов осуществля- щегося вследствие соударення ферется в вихревом слое, образованном ромагнитных частиц друг о друга и воздействием вращающегося электро-истирания с поверхности, Данное магнитного поля на неравноосные фер- явление является, отрицательным Ф ромагнитные частицы (,1). 30 том, особенно в том случае, когд822874 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 5 материалы, например фторопласт., полиэтилен и др. Смесь ферромагнитных и полимерных частиц приводится в движение, образуя вихревой слой, воз-. действием вращающегося электромагнитного поля напряженйостью от 800 до3000 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. Время обработки,мин. 100 г части1= 15 мм) 00 г частиц из 0,038 53,4 07 100 г частиц иэ стал 12 Р 2 А 00 г частиц 0,004 15 с 90,1 0,003полиэтиленовых шариков в течение 5 с О полноте прохождения реакции судят по остаточному содержанию в растворе исходной соли - РЬ(НОЭ), определяемой комплексонометрическим способом химического анализа, степень загрязнения продукта железом опрело деляют колориметрическим методом вприсутствии, сульфосалициловой кисло.- ты. 00 Полученные результаты представле 65 ны в табл, 2. гидрокисям предъявляются определенные требования чистоты соединения.Цель изобретения -. интенсификация физическихи. химических процессов и . уменьшение загрязнения получаемого продукт а.,Состав вихревого слоя 200 г частиц (б = 1 мм - 15 мм) 3 г частиц из ПЭП р и м е р 2. Осаждение серно- кислого свйнца.В реакционную емкость загружают 200 мп раствора аэотнокислого свинц (концентрация - .167,2 г/л), 170 мл серной кислоты с концентрацией 33,4 г/л; что соответствует 80 осадителя от стехиометрического расчета. Смесь исходных компонентов, обрабатывают в вихревом слое, состоящем из смеси стальных ферромагнит иых частиц (материал сталь свароч - ная, диаметр 1,2 мм, длина 16 мм) и1 П р и м е р 1. Получение суспен-, эии СаСО 3 в воде.В реакционную емкость объемом .1 л загружают 100 г карбоната кальция с размером частиц 5-50 мкм, 200 мл дистиллированной воды (Т:Ж 1:2), Емкость с указанными компонентами подвергают обработке, в вихревом слое, образованном смесью частиц, состоя-. щей из. 100 г шарообразных частиц полиэтилена (ПЭ) и 100 г никелевых, частиц (днаметр 1 мм, длина 15 мм) в течение 5 мин и 15 с. По истечении указанного времени суспензию 4 ильтру" ют, о качестве полученной суспенэии судят по фракционному составу твер" дой 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 1 Содержание одержание преимущест- римеси в венной,фра суспензии,ции (2,7- г/л4,1 мкм), %822874 Таблица 2 Время обработки вв вихревомслое, с Содержание примеси в продукте,Ф Остаточное содержание в растворе РЬ (008)фг/л 0,077. 25 87,5 г частиц из ПЭ 52,5 г тех же частиц 122,5 г частиц.иэ ПЭ 0,035 25 0,133 33 СодержаниеФенола висходномрастворе,мг/л Содержание примеси железа в раст- воре, Ъ Остаточное содержание фенола в. растворе,г/л 5100 510 87,5 г частиц иэ ПЭ О, 056 О, 135 680 5100 П р и м е р 4. Получение. много-, компонентной суспензии.Аналогично примеру 1, но с тем от,личием, что получают многокомпонентную водную суспензию следующего состава, ггСера . 27 Неоэон Д 3,8 ВулкацитДА, 10,8 Вулкацит ВМ 10,8Дифенилгуанидин 13, 5 Окись цинка 60 ДисперГатор Нф 7,5 паолин 60 55Вода 183 ф 4Содержание:.примеси, железа ь суспенэии определяют колориметрическим методом. химического анализа в присутствии сульфосалициловой кислоты 40 . Условия получения суспензии приведены в табл. 4. Состав вихревого слоя 87,5 г стальных частиц (й = 1,2 мм, Й . 16 мм) 175 г тех же частиц из стали (й 1,2 мм,= 16 мм) П р и м е р 3. Окисление Фенола.В реакционную емкость загружают 200 мл раствора фенола (С5,1 г/л СКОН), содержащего 10 г/л серной кислоты для создания кислой среды и 100 мл бихромата натрия (Ту а- -5-67). Смесь указанных компонентов обрабатывают в вихревом слое смеси Ферромагнитных частиц из стали сварочной (с 3 1,6 мм,. Й 16 мм) и не- магнитных полиэтиленовых частиц шарообразной форы в течение 10 с. Пои Состав вихревого слоя 87,5 .г стальных. частиц 175 г стальных. частиц зтом проходит химическая .реакция последующей схемеЗСНОН + 14 йа Сг От + 56 НаЯОл25 14 Сг(0)3 + 14 Уа ВОд. + .1 ВСО ++ б 5 ЙзО.О полноте прохождения реакции.судят по остаточному содержанию врастворе Фенола, определенного брома 30 тометрическим методом. Для сравненияаналогичную реакцию проводят в вих-.ревом слое только Ферромагнитныхчастиц. Полученные результаты приве-дены в табл. 3.Таблица 3,08 7,8 76,3 0,16 ме .п 2 Время ра боты вих ревого слоя,мин г Ферро- олиагнит тиле ных овых рромаг олитных тиле- овых 00,14 бычный вихревой сл 0 195, 85 189,45 4,10 час 0,0:98,62 97,00 2,20 Состав вихревого слоя 100 г стальных частиц100 г частиц из ПЭ200 г стальных частиц Данные, приведенные во всех при рах, показывают, что именно совоку ность ферромагнитных и полимерных частиц позволяет эффективно осуществлять в вихревом слое физические и химические процессы с одновременным уменьшением степени загрязнения получаеьвх продуктов металлическими примесями. В частности, для процессов получения одно и многокомпонентных суспензий .количество металлических примесей в готовых суспензиях снижается на 40-47 по сравнению с обычным вихревым слоем, для процессов осаждения металлов ввиде гидроокисей на 20 - 50, в виде труднораствори" ;мых солей - на 40 - 70 в .зави.симости ,от соотношения ферром 4 гниСостав вихревого слоя олько Ферромагнитные 30 Комбинированииф-,ЭИЗре-: О вой слой ( Ферромагнитные 3 лиэтиленовые частицы ) Предлагаеяай способ является экономически выгодным, так как поз. воляет экономить стальные ферромагнитные частицы.Износ ферромагнитных частиц в комбинированном вихревом слое по сравнению с обычным уменьшается в 10 раз (изменение веса частиц равно 1,48 и 10,69 соответственно) .Кроме того, применение данного способа позволяет увеличить эффекти алость работы вихревого слоя, напри 1 тных и полимерных элементов вихревого слоя.Предлагаемый способ является высокоэффективным еще и в плане уменьшенияизноса 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 Вес чаотиц, г Изменение вечастиц, б щ мер увеличить на 22 дисперсность с ,пензии при сохранении производитель ности аппарата. Частичная замена стальных Ферромагнитных частиц полимерными приводит к снижению интен сивных ударных( нагрузок и трения по 60 действием ферромагнитных частиц нареакционные емкости вихревых аппа. ратов. Следствием этого является пошение срока службы реакционных емкостей, изготавливаемых из дефицитных нержавеющих сталей,10 822874 Формула изобретения Составитель К.Мороэко Редактор А.химчук Техрад Н. Майоров . Корректор М.ШарошиЗаказ 1935/6 а Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, В-.35, Раущская наб., д. 4/5вфилиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Для процесса получения водных неорганических суспенэий срок службы реакционных емкостей из нержавею щей стали 12 х 18 Н 10 Т составляет 3-4 мес. по сравнению с 2,5 мес. для обыч ного вихревого слоя. 5 Способ проведения Физических и хй-мических процессов, включающий об"работку в вихревом слое Ферромагнитных частиц, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и уменьщения загрязнения получаемого продукта, в слой ферромагнитных частиц Добавляют частицы иэ полимерных материалов в соотнощении 1 ф 1 до 1:3.