Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Снижение затрат энергоресурсов при регенерации растворителя на установке деасфальтизации гудрона
Статья научная
Для установок пропановой деасфальтизации гудрона характерна достаточно большая энергоёмкость технологического процесса. С целью её снижения выполнена оценка возможности уменьшения расхода пара при регенерации пропана из асфальтового раствора. Исследование проводили с использованием моделирующей системы Honeywell UniSim Design, в которой сформировали модель установки пропановой деасфальтизации гудрона. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов фракций использовали метод Peng-Robinson. Компонентный состав сырья представлен нефтяными фракциями с температурами кипения от 405 до 616 ?. При проведении вычислительного эксперимента использовали следующие значения технологических параметров: расход гудрона 38.9 т/час, отношение (пропан: сырье) составляло (6.4:1), выход деасфальтизата порядка 30 %мас. Выполненный анализ типовой схемы регенерации пропана из асфальтового раствора показал, что в технологическом потоке, поступающем на питание отпарной колонны К-6, уже присутствует достаточно большое количество паровой фазы, состоящей практически из пропана и следов нефтяных фракций. Для эффективного использования энергии потока без привлечения дополнительных энергетических затрат целесообразно разделить газовую и жидкую фазы до их поступления в колонну К-6, то есть перед ней включить в технологическую схему дополнительный сепаратор. Проведенный вычислительный эксперимент показал, что в предложенном варианте технологической схемы требуемый для выделения пропана расход пара уменьшается на 17,5 %, что соответственно для последующих аппаратов схемы снижает количество воды, сбрасываемой в канализацию. Оптимизация технологических режимов отпарной колонны К6 обеспечивает четкое выделение пропана, в потоке которого содержание битумных фракций составляет 0.03% мол., что делает возможным в промышленных условиях возвращать поток пропана на питание экстракционной колонны. Предлагаемое технологическое решение для регенерации пропана может использоваться в процессах одно- и двухступенчатой деасфальтизации гудрона.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложено совершенствование адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров нафты за счет применения узла очистки от сернистых соединений. Данный узел позволяет удалять из паров нафты экологически опасные сернистые компоненты, негативно влияющие на адсорбционные фильтры, без повышения температуры и значительного перепада давления газовоздушной смеси. Актуальность проведенного исследования обусловлена тем, что морские терминалы являются объектами значительной эмиссии углеводородов и сернистых соединений. Интенсивное испарение нафты в процессе налива приводит к загрязнению атмосферного воздуха и потере ценного продукта. Решить проблему призваны установки рекуперации паров с узлом очистки от сернистых соединений, однако их внедрение на объектах налива требует установки дополнительных побудителей расхода и, как правило, дополнительному расходу электроэнергии. Основная цель исследования состояла в изыскании возможностей повышения экологической безопасности и совершенствования адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров на действующих объектах налива морских танкеров с учетом существующего уровня их технического оснащения. Установлено, что использование предложенного узла очистки от сернистых соединений позволяет ожидать уменьшения расхода энергоресурсов за счет отсутствия побудителей расхода (газодувки), а также увеличение работы адсорбционных фильтров на 35-45 %. Эффективность моделирования очистки низконапорного газа от сероводорода подтверждена исследованиями на лабораторной установке, включающей реактор сероочистки. Очистка газа от сероводорода с помощью комплекса хелатного железа обеспечивает конверсию сероводорода в серу, остаточное содержание сероводорода при этом может быть снижено менее 1 ppm. Реализация каталитической очистки комплексом хелатного железа в дисковом пленочном аппарате позволяет очистить газовоздушную смесь от примесей сероводорода.
Бесплатно
Совершенствование рецептуры резины для массивных шин путем добавок нетрадиционных наполнителей
Статья научная
Исследовали влияние новых наполнителей на свойства резин для массивных шин. В качестве новых наполнителей использовали модифицированные фуллеренами и немодифицированные железооксидные наполнители (ЖОН). Усталостные характеристики определяли двумя методами: многократное растяжение на приборе УР-500 в соответствии с ГОСТ 261-79; знакопеременный изгиб с вращением на приборе СЗПИ в соответствии с ГОСТ 10952-75. Основные задачи построения усталостных кривых - оценка соответствия результатов прочностных испытаний (растяжение с постоянной скоростью до разрыва) усталостным по показателям усталостной долговечности, усталостной прочности, усталостной плотности энергии разрушения. Кроме того, стояла задача проверки возможности нанесения на одну кривую Веллера точек, полученных на разных приборах, - УР 500 и ЗПИ. Ранжирование резин в статике не совпадает друг с другом. Так как усталостные условия нагружения ближе к условиям реальной эксплуатации, чем статические, то для прогнозирования поведения РТИ в эксплуатации следует ориентироваться на результаты усталостных испытаний...
Бесплатно
Статья научная
Процессы изомеризации парафиновых углеводородов обеспечивают снижение содержания ароматических и низкооктановых углеводородов в автомобильных бензинах. Октановое число товарного изомеризата во многом зависит от чёткости разделения компонентов реакционной массы изомеризации и степени рециркуляции не превращенных парафиновых углеводородов нормального строения. В реакционной массе технологической установки низкотемпературной изомеризации лёгкой бензиновой фракции ПГИ-ДИГ вместе с целевыми продуктами содержатся низкоразветвленные и нормальные углеводороды, в частности в промышленном изомеризате присутствует до 12%масс. н-пентана, ухудшающего качество товарного изомеризата из-за его низкого октанового числа (ОЧИ=61,7). Одним из потоков технологической схемы, формирующим поток изомеризата с установки, является дистиллят колонны деизогексанизатора, содержание н-пентана в котором составляет до 14,6%масс. поэтому в промышленных условиях целесообразно его извлечение из дистиллята деизогексанизатора с последующим рециркулированием в сырьевой поток. В работе предлагается изменение технологической схемы установки низкотемпературной изомеризации с целью максимального извлечения сырьевых углеводородов из стабильного изомеризата путём включения в неё системы из двух дополнительных ректификационных колонн Сдоп и ДП. Исследования выполнены с использованием моделирующей программы Honeywell Unisim Design. Выполненными расчётами показаны целесообразные технологические режимы работы и конструкционные параметры колонн: колонна Сдоп содержит 61 трех-поточные клапанные тарелки, давление в колонне Рниз = 245кПа и Рверх = 196кПа, температура Треб = 81,7 °С и Тконд = 47,9 °С; колонна ДП имеет 60 двух-поточных клапанных тарелок, давление Рниз= 400кПа и Рверх = 200кПа, температура Треб = 83,4 °С и Тконд = 45,5 °С. В предложенной технологической схеме обеспечивается практически полное извлечение н-пентана (99,9 %мас.) из стабильного изомеризата с одновременным увеличением его октанового числа на 2 пункта.
Бесплатно
Совершенствование узла получения товарного продукта установки синтеза пара-третичного бутилфенола
Статья научная
Промышленный синтез пара-третичного бутилфенола осуществляется алкилированием фенола изобутиленом на катализаторах Amberlyst 36 Dry, Amberlyst 36 Wet Resin или КУ-23. В реакционной массе алкилирования кроме целевого продукта пара-третичного бутилфенола присутствует непрореагировавший фенол и побочные продукты, поэтому в технологической схеме предусмотрено их разделение, рециркулирование фенола в реакционный узел и получение в виде дистиллята колонны К-148 товарного пара-третичного бутилфенола с возвратом кубового остатка в реактор. Кубовый остаток содержит пара-третичный бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. С целью оценки принципиальной возможности организации эффективного и четкого разделения кубового остатка колонны К-148 на целевой пара-третичный бутилфенол и поток, рециркулируемый в реактор алкилирования для диспропорционирования побочного 2,4-ди-трет-бутилфенола в целевой продукт выполнено исследование работы промышленной колонны К-148. С использованием промышленных данных эксплуатации установки синтеза пара-третичного бутилфенола в моделирующей программной среде Honeywell UniSim Design разработана модель узла разделения алкилата и получения товарного пара-третичного бутилфенола. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов технологических потоков использовали метод NRTL. Адекватность модели технологической схемы подтверждается сопоставлением расчетных значений с промышленными данными. В компонентном составе алкилата присутствуют фенол, пара-третичный бутилфенол, орто-третичный бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. Выполненный анализ технологических потоков колонны К-148 показал, что кубовый остаток колонны, рециркулируемый в реактор алкилирования, содержит до 96 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, поступление которого в реактор приводит к уменьшению полезного реакционного объёма аппарата, и одновременно практический интерес представляет оценка возможности выделения из кубового остатка колонны К-148 качественного целевого пара-третичного бутилфенола. Для этого предложен вариант изменения технологической схемы процесса с включением в неё дополнительной ректификационной колонны РК-1-2. Рассчитанные по модели оценки технологических и конструкционных параметров колонны РК-1-2 показали, что отбираемый в качестве дистиллята поток содержит 99.92 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, что составляет порядка 8.8 % к количеству целевого продукта, отбираемого с верха колонны К-148. Одновременно с этим, уменьшение количества пара-третичного бутилфенола в кубовом остатке колонны РК-1-2 обеспечивает увеличение использования объёма реактора алкилирования на 1.7 %. Результаты исследований и модель могут быть использованы для оптимизации технологических режимов и оценки конструкционных параметров массообменных аппаратов схемы, а также для обучения технологов приемам квалифицированного ведения процесса.
Бесплатно
Совмещенный синтез и гидрооблагораживание углеводородов на кобальтовом цеолитсодержащем катализаторе
Статья научная
Разработан композитный Со-Al2O3/SiO2/НZSM-5 катализатор для одностадийного синтеза углеводородов топливного ряда из СО и Н2. Катализатор получен смешением и формованием порошков Со-Al2O3/SiO2 катализатора, цеолита НZSM-5 и бемита Al(O)OH?H2O. Физико-химическими методами РФА, ПЭМ, БЭТ установлен фазовый состав катализатора, размер частиц кобальта (8,2±1 нм), площадь его удельной поверхности (286 м2/г). Проведены испытания в синтезе углеводородов из СО и Н2 в непрерывном режиме в течение 60 ч при температуре 240 С, давлении 2,0 МПа, объемной скорости газа 1000 ч-1. Показано, что на синтез-газе, разбавленном на 40% азотом, возможно получать жидкие углеводороды С5+ с селективностью 69% и производительностью 81 кг/(м3?ч). Выход углеводородов С5+ составил 70 г/м3 пропущенного синтез-газа и 135 г/м3 превращённого синтез-газа. Синтетическая нефть имеет молекулярно-массовое распределение близкое к мономодальному (вероятность роста цепи составляет 0,81), на 88% состоит из бензиновой и дизельной фракций и на 12% из длинноцепочечных углеводородов С19+...
Бесплатно
Современные аспекты исследования влияния физических воздействий на свойства полимеров
Статья научная
Статья посвящена анализу современных аспектов физического воздействия на полимерные материалы и их качественные характеристики. В процессе изучения литературы были выделены как положительные, так и отрицательные стороны физического воздействия на структуру, и качество полимерных материалов. В качестве физических методов воздействия были рассмотрены: ультрафиолетовое облучение, ионизирующее и микроволновые излучения, лазерное воздействие, механическое нагружение, термическая обработка и другие. Описан опыт применения физического воздействия для расширения области применения полимеров, включая повышение прочности, термостойкости, устойчивости к коррозии и др. Затронуты риски, которые могут возникать в результате воздействия на различные структуры полимерных материалов, в том числе применяемых для упаковки пищевых продуктов. Обозначена перспективность изучения влияния микроволнового излучения, как вида физического воздействия на полимеры, с целью снижения негативных последствий. Данная статья может быть полезна специалистам, занимающимся разработкой и производством полимерных материалов, а также для научных исследователей, занимающихся изучением физических свойств материалов.
Бесплатно
Соединения лейцина с катионами меди (II) в водных растворах
Статья научная
Строение альфа-аминокислот обусловливает возможность образования большого количества форм координационных соединений с катионами металлов. В реакциях комплексообразования с катионами металла могут участвовать все формы аминокислоты: протонированные образуют с ионами металлов аддукты за счет координации с неподеленными электронными парами атомов кислорода карбоксильной группы, константы устойчивости таких комплексов невелики, и они обычно подобны сольватокомплексам; биполярная и депротонированная формы образуют не только аддукты, но и внутрикомплексные соединения. Изучение равновесий в системе аминокислота-катион металла наиболее часто проводят потенциометрическими и спектрофотометрическим методами, позволяющими быстро, с хорошей воспроизводимостью определять равновесные концентрации и состав раствора без смещения химического равновесия. В литературе достаточно подробно изучено хелатное соединение лейцина с катионами меди (II), образующееся в щелочной среде, с показателями констант устойчивости 7,89 и 6,45. В настоящей работе проведено изучение условий комплексообразования в нейтральных водных растворах в системе, содержащей алифатическую аминокислоту L, D лейцин и катионы меди (II). Различие в длинах волн, соответствующих максимальной оптической плотности, свидетельствует об изменении состава водного раствора и присутствии соединений лейцината меди. Спектрофотометрическим методом изомолярных серий доказано существование комплексного соединения между биполярными ионами лейцина и катионами меди (II) в нейтральных водных растворах состава (СuLеu4)2+. Для определения констант устойчивости использовали метод Я. Бьеррума со следующими допущениями: аминокислота рассматривалась как одноосновная слабая кислота, константа устойчивости комплексного соединения рассчитывалась, как среднее значение для всех функциональных групп лейцина. Определенный в работе показатель константы устойчивости протонированного соединения состава (СuLеu4)2+ равен 4,27 ± 0,21.
Бесплатно
Статья научная
Внедрение автоматизированной системы управления на линии производства резиновой смеси уменьшит влияние человеческого фактора на качество резиновых изделий, что приведет к значительному улучшению эксплуатационных и физико-механических характеристик конечного изделия. Также разработка этой системы позволит создать централизованную систему сбора данных для создания отчетов о технологических операциях процесса производства. Для получения высококачественной продукции необходим контроль и поддержание всех технологических параметров во время работы оборудования на неизменном уровне, современных средств регистрации и управления параметрами. При производстве резиновой смеси необходимо обеспечить высокую степень автоматизации основного технологического оборудования, что позволит более точно дозировать ингредиенты, в том числе и пылящие, вести процесс в заданном температурном режиме в течение времени, необходимого для получения качественной продукции. Осуществление автоматического контроля в процессе применения оборудования высокой производительности не возможно без использования средств измерений и контроля...
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена задача придания электропроводящих свойств стандартным полимерным материалам для 3D-печати методом поверхностной модификации. Объектами исследования являлись полилактид, полиэтилентерефталатгликоль и термопластичный полиуретан. В качестве модификатора использован проводящий полимерный комплекс поли(3,4-этилендиокситиофен) поли(стиролсульфонат) (PEDOT:PSS). Метод модификации включал пропитку образцов водной дисперсией PEDOT:PSS с последующей термообработкой. Электрические характеристики композитов определяли путем измерения сопротивления и расчета удельной электропроводности. Установлено, что поверхностная модификация приводит к увеличению электропроводности полимеров на 12–14 порядков по сравнению с исходными диэлектрическими материалами. Максимальная удельная электропроводность достигнута для композита полиэтилентерефталатгликоль + PEDOT:PSS и составила 9.26×10^-2 См/м. Для полилактида значение электропроводности равно 2.73×10^-3 См/м, для термопластичного полиуретана – 3.97×10^-6 См/м, что связано с особенностями структуры и смачиваемости поверхности. Определены оптимальные технологические параметры процесса: время ультразвуковой обработки 30 минут и температура сушки 100 ℃. Показано, что разбавление дисперсии водой снижает проводимость, а введение органических растворителей в модификатор неэффективно. Выявлен синергетический эффект при сочетании объемного наполнения полилактида многостенными углеродными нанотрубками и поверхностной модификации PEDOT:PSS, при этом максимальная проводимость наблюдается при содержании 7 % нанотрубок. Полученные результаты подтверждают перспективность предложенного метода для создания функциональных электропроводящих элементов аддитивного производства.
Бесплатно
Сорбционные свойства модификаторов пьезокварцевых резонаторов на основе 3D-элементов
Статья научная
Переходные металлы являются комплексообразователями, следовательно, их введение в модификаторы сенсоров может повысить селективность покрытий. Методом пьезокварцевого микровзвешивания изучены сорбционные характеристики пленок на основе малорастворимых фосфатов 3d-элементов (марганца (II), железа (II и III), никеля, меди, цинка, хрома) и покрытий, содержащих малорастворимые соли двухвалентного железа (гидроксид, фторид, карбонат, сульфид, фосфат). Соли получали непосредственно перед анализом, в качестве пленкообразователя применяли пчелиный клей. Наиболее эффективным способом формирования пленок признан метод погружения сенсоров в суспензию пленкообразователя и малорастворимой соли, однородность которой поддерживали при помощи ультразвуковой ванны. Сорбционные свойства сформированных покрытий пьезокварцевых резонаторов оценивали по площадям под кинетической кривой сорбции и максимальному значению падения частоты колебания сенсора при анализе равновесной газовой фазы, отобранной над чистыми веществами (вода, фенол, изопропанол, изобутанол, уксусная кислота, хлороформ, бензол, толуол, ацетон, этилацетат, аммиак, диэтиламин, триэтиламин, третбутиламин, бензиламин)...
Бесплатно
Сорбция аммония волокнистым сорбентом ВИОН КН-1
Статья научная
Представлены результаты исследований сорбционного извлечения ионов аммония из водных сред волокнистым сорбентом ВИОН КН-1. Слабокислотное ионообменное волокно ВИОН КН-1 обладает развитой поверхностью, хорошей способностью к набуханию, высокой скоростью сорбции и большой устойчивостью к истиранию движущимся потоком. Установлено, что лимитирующей стадией процесса сорбции ионов аммония является внутренняя диффузия. Рассчитаны кинетические параметры процесса сорбции, с увеличением концентрации уменьшается время полусорбции и увеличивается коэффициент внутренней диффузии. Проведено сравнительное исследование применимости моделей Ленгмюра и Фрейндлиха для описания экспериментальных изотерм сорбции ионов аммония волокном. Определены константы и параметры этих уравнений. Путем сопоставления коэффициентов регрессии R2 показано, что модель Ленгмюра лучше описывает экспериментальные данные по сорбции ионов аммония волокнистым сорбентом. Проведено исследование сорбции в динамических условиях. По кривым зависимости степени извлечения от концентрации и от объема пропущенного раствора установлено, что с уменьшением концентрации в динамическом режиме сорбционные характеристики волокон не уменьшаются, что делает их использование целесообразным при очистки разбавленных растворов, содержащих ионы аммония. При низких концентрациях ионов аммония в исходном растворе степень извлечения составляет более 93 %. Для прогнозирования степени извлечения ионов аммония из сточных вод применили автоматизированную нейронную сеть пакета прикладных программ STATISTICA. Входными параметрами для обучения нейронной сети были выбраны: концентрация ионов аммония, объем пропущенного раствора через слой сорбента и масса навески волокна. Выходной параметр - степень извлечения ионов аммония. Обученная нейронная сеть MPL-3-5-1 имеет высокие коэффициенты детерминации для обучающей, тестовой и контрольной выборок, что определяет высокую производительность обученной сети и может использоваться для прогноза степени извлечения ионов аммония волокнистым сорбентом ВИОН КН-1.
Бесплатно
Статья обзорная
В статье подробно рассмотрены мембранные процессы обработки сложных систем - обратный осмос (ОО) и мембранный электродиализ (ЭД). В настоящее время разработка технологий очистки промышленных сточных вод вызывает большой интерес у многих исследователей. Это связано с тем, что пищевая, фармацевтическая и химическая промышленность приобретают все большее значение в нашей жизни, одновременно усугубляя одну из самых серьезных экологических проблем - загрязнение окружающей среды промышленными сточными водами, которые содержат вредные вещества в высоких концентрациях. Данная работа посвящена анализу новой технологии извлечения сложных компонентов из промышленных сточных вод, объединяющей обратный осмос и электродиализ. Система обратного осмоса - это управляемые давлением мембранные процессы разделения. В отличие от них, система электродиализа представляет собой электрохимический процесс, который обычно используется в промышленности при нормальном атмосферном давлении. Однако подобные мембранные процессы имеют существенный недостаток - рабочие мембраны загрязняются взвешенными веществами, находящимися в сточных водах, и теряют свою активность. Следовательно, для поддержания активности мембран в течение длительного времени необходима предварительная обработка сточных вод путем удаления взвешенных веществ. Анализ извлеченных компонентов открывает новые перспективы для рекуперации промышленных сточных вод. Существует широкий спектр методов предварительной обработки вод для обратного осмоса и электродиализа. Важным процессом отделения органических и неорганических соединений сточных вод является ультрафильтрация (УФ) с последующим обратным осмосом. В статье рассмотрены некоторые из указанных методов. В заключение следует отметить, что электродиализ демонстрирует замечательные технические преимущества при обработке концентрированного раствора после ОО.
Бесплатно
Сравнение сорбентов для извлечения катионов никеля (II) из водных сред
Статья научная
Актуальной экологической и технологической задачей является очистка природных и сточных вод от катионов никеля (II) и контроль их содержания, поскольку катионы никеля относятся к третьему классу и являются опасными для здоровья человека. К настоящему времени предложено большое количество методов удаления катионов никеля (II) из воды, основным из которых можно считать сорбционный. В свою очередь в литературе имеются разнообразные сведения о наиболее эффективных сорбентах для очистки от катионов никеля, которые иногда противоречат друг другу. В работе определены равновесные характеристики сорбции катионов никеля (II) на различных полярных сорбентах: катионообменниках пористом карбоксильном Токем 200, хелатном иминодикарбоксильном Amberlite IRC 748, гелевом сульфокатионите КУ-2, опытном фосфорнокислом гелевом КФП; сильноосновном гелевом анионообменнике АВ-17, а также природных адсорбентах кремень и шунгит. Получены и описаны уравнением Ленгмюра изотермы сорбции, установлены наиболее перспективные материалы для удаления катионов никеля (II) из водных сред. Определено, что изученные сорбенты по равновесным сорбционным характеристикам можно расположить в ряд: Токем 200 > КФП > Amberlite IRC 748 > АВ-17 > КУ-2 > Кремень > Шунгит. Наиболее эффективными сорбентами для удаления катионов никеля (II) из водных растворов можно считать опытный образец фосфорнокислого гелевого катионообменника КФП и карбоксильного пористого катионообменника Токем 200. В работе получены выходные кривые сорбции и десорбции катионов никеля (II) из смеси с катионами меди (II), показана возможность полного выделения катионов никеля из водного раствора.
Бесплатно
Статья научная
В современной гидрометаллургии процессы автоклавного выщелачивания находят широкое применение, что связано с рядом преимуществ перед процессами, протекающими в открытых системах. В аффинажной отрасли страны внедрение таких технологий затруднительно, и одна из причин - высокие требования к коррозионной устойчивости конструкционных материалов. В настоящей работе исследовано поведение металлических пластин тантала, титана и платины в растворах соляной кислоты с добавками пероксида водорода в автоклавных условиях, в температурном диапазоне 100-200 °С. Показано, что удельная скорость растворения платины в автоклавных условиях на несколько порядков выше скоростей растворения титана и тантала в аналогичных условиях. Так, при температуре 130 °С платиновая пластина полностью растворяется в течение 2 часов, что соответствует удельной скорости растворения 1500⋅10-12 г·м2/сек; скорость растворения титана и тантала в тех же условиях составила 40⋅10-12 и менее 1⋅10-12 г·м2/сек, соответственно. Создание окислительных условий способствует пассивации тантала и, в значительной степени, титана. Платина, наоборот, в окислительных условиях интенсивно переходит в раствор. С учетом того, что в большинстве случаев сырье МПГ представляет собой дисперсные порошки с высокой удельной поверхностью, титановое оборудование может быть рекомендовано к их переработке. Установлено, что титан достаточно стабилен в присутствии окислителя в растворах 3М соляной кислоты до температуры 160 °С. Тантал в солянокислых окислительных средах стабилен до температуры 200 °С. Полученные в работе количественные данные могут быть использованы для разработки технологий переработки сырья, содержащего металлы платиновой группы, и создания соответствующего оборудования.
Бесплатно
Статья научная
Характерной особенностью высококонцентрированных стоков является наличие ценных компонентов - биологически активных веществ, которые являются вторичными сырьевыми ресурсами. Проанализирована эффективность способов физико-химической коагуляции и электрокоагуляции в отношении высококонцентрированных сточных вод предприятия птицеперерабатывающей промышленности, а также предотвращение вторичного загрязнения стока, подаваемого на биологическую очистку. Объектами исследования были выбраны: сток птицефабрики (взвешенные вещества 1770,0 мг/дм3, сухой остаток 1920,0 мг/дм3, химическое потребление кислорода (ХПК) 1769,0 мгO2/дм3), в качестве коагулянта - хлорид железа (III) FeCl3, железные растворимые электроды. В задачи исследования входило определение эффективности очистки стоков изучаемыми способами (физико-химическая коагуляция и электрокоагуляция) по изменению приоритетных показателей: взвешенных веществ, сухого остатка, химического потребления кислорода, железа, хлоридов, массы выпавшего осадка...
Бесплатно
Статья научная
В данной статье проведено комплексное сравнительное исследование различных геометрических характеристик микрокапилляров, которые используются для проведения химических реакций. Рассмотрены три основные формы микрокапилляров: серпантинная, фрактальная и лобулярная. Основное внимание уделено тому, как геометрия микрокапилляров влияет на ключевые параметры реакционного процесса, включая эффективность смешения реагентов, распределение потоков, теплопередачу и скорость реакции. Оптимизация этих параметров является крайне важной для повышения производительности химических процессов в микромасштабах. Для моделирования использовалось программное обеспечение COMSOL Multiphysics, которое дало возможность провести оценку гидродинамических характеристик, таких как число Рейнольдса, коэффициенты перемешивания и профиль распределения температуры. В исследование также включены расчеты критериев, используемых для количественной оценки эффективности смешения реагентов. Кроме численного моделирования, проведены эксперименты, результаты которых использовались для верификации полученных расчетных данных. Это позволило повысить точность и достоверность выводов. Результаты исследования показывают, что выбор геометрии микрокапилляров оказывает значительное влияние на гидродинамические параметры течения и, следовательно, на общую эффективность химических реакций. Например, серпантинная геометрия может обеспечивать лучшее перемешивание на ранних этапах реакции, тогда как кишкообразная форма может быть оптимальной для длительных процессов с высокой скоростью теплообмена. Выводы данной работы содержат практические рекомендации по выбору геометрии микрокапилляров в зависимости от специфики химической реакции. На примере самоконденсации ацетона была выявлена подходящая геометрия - лобулярная. Рекомендации направлены на повышение производительности, улучшение качества продуктов реакции и снижение энергетических затрат.
Бесплатно
Теплоаккумулирующие материалы на основе наномодицированного парафина, управляемые магнитным полем
Статья научная
В статье представлены исследования наномодифицированных теплоаккумулирующих материалов управляемых магнитным полем. В качестве материала обладающего эффектом накопления энергии в фазовом переходе использован парафин. Для модифицирования парафина применены углеродные нанотрубки. Для синтеза углеродных нанотрубок использован катализатор Co-Mo/Al2O3-MgO. Процесс синтеза основан на CVD методе. Описана методика получения наномодифицирвоанного парафина обладающего ферромагнитными свойствами. Для придания ферромагнитных свойств парафину в него вводился предварительно измельченный с углеродными нанотрубками ферромагнитный порошок. Для ферромагнитного порошка была использована механоактивация, что обеспечило получение частиц со средним размеров в 5 мкм. Анализ режимов управления зарядом теплоаккумулирующего материала на основе парафина был осуществлен с помощью бесконтактного метода измерения температурного поля. Для этого использовался тепловизозор FLUKE Ti9 с приемником излучений 160 x 120 и матрицей в фокальной плоскости и диапазоном измерений от -20 до +250?...
Бесплатно
Теплоизоляционный раствор на основе композиционного вяжущего
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по получению теплоизоляционного раствора, полученного измельчением. Синтезированы вяжущие композиции при различных соотношениях цемента и отходов производства перлитового песка в вихревой струйной мельнице при различных режимах измельчения. Изучены особенности процессов измельчения и определены технологические и физико-механические свойства полученных вяжущих композиций. Методом электронной микроскопии исследована микроструктура цементных камней, полученных из активированного портландцемента и вяжущих композиций в вихревой струйной мельнице. Установлено, что открытые поры цементно-вяжущих композиций, приготовленных с использованием перлитовых наполнителей, заполнены новообразованиями и зерна перлита имеют пластинчато-призматическую форму, что отчетливо видно на микрофотографиях. Микроструктура вяжущих композиций имеет плотную структуру за счет рационально подобранного состава, использования эффективного минерального наполнителя, создающего дополнительные подложки для формирования внутренней микроструктуры композита...
Бесплатно
Краткое сообщение
Получение синтетических аналогов природных соединений, в том числе высокомолекулярных, а также изучение процессов формирования их структуры представляет собой актуальную задачу технологии органических веществ. В значительной степени это относится к синтетическим гуминовых веществам - важным продуктам, характеризующимся рострегулирующими, хелатирующими и другими важными свойствами. Простые углеводы и ароматические амины в качестве кислород- и азотсодержащих составляющих в ходе конденсации в этанольных средах дают фракционируемые водой продукты, растворимые фракции которых исследованы в настоящей работе посредством термодеструкции в сочетании с ИК-Фурье спектроскопией. Профиль спектральных полос подтверждает преимущественно алифатическую структуру с высокой степенью функционализации карбоксильными, гидроксильными и аминными группами. По мере термодеструкции выделенных водорастворимых твердых продуктов в интервале температур 100-180 °С в инертной атмосфере происходит снижение интенсивности полос 1030 и 1090 см-1, при этом интенсивность первой полосы падает почти до нуля при 180 °С...
Бесплатно
