Материал: 8 неделя науки СВАО - тезисы с содержанием

Обратный осмос - БМ разделение истинных растворов (размер частиц 0,0001–0,001 мкм; давление 0,15 – 4,0 МПа). Он заключается в фильтровании растворов под давлением, превышающим осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ. В основе описываемого метода лежит явление осмоса — самопроизвольного перехода растворителя через полупроницаемую перегородку в раствор. Давление, при котором наступает равновесие, называется осмотическим. Если со стороны раствора приложить давление, превышающее осмотическое, то перенос растворителя будет происходить в обратном направлении, что нашло отражение в названии процесса «обратный осмос».

Несмотря на сравнительно высокие рабочие давления, обратный осмос оказывается энергетически выгоднее большинства других массообменных процессов и даже многокорпусного выпаривания. Обратноосмотический процесс протекает без фазовых превращений, что также позволяет снизить затраты энергии на разделение до минимальной термодинамической энергии.

Обратный осмос используется для обессоливания растворов и получения особо чистой воды, в промышленности стал применяться после 1962 г., когда С.Лоэб и С.Соурираджан получили асимметричные ацетилцеллюлозные мембраны, состоящие из тонкого и плотного активного слоя с узкими порами и толстого слоя с широкими порами.

Многочисленными исследованиями было установлено, что эффект разделения в обратном осмосе может быть объяснён лишь с учетом сложных физико-химических взаимодействий между молекулами растворителя и растворённого вещества с мембраной.

Для обеспечения качественной и стабильной работы обратноосмотических мембран в течение длительного периода эксплуатации необходимо обеспечить высокий уровень предварительной очистки, т.к. образование аморфного осадка - геля на поверхности полупроницаемой мембраны резко ухудшает условия её работы.

Помимо качественной предварительной очистки необходимо своевременно проводить химическую очистку мембран, для удаления загрязнений с поверхности, образующихся в процессе эксплуатации.

Список литературы.

Дубяга В.П., Поворов А.А. Мембранные технологии для охраны окружающей среды и водоподготовки // Крит. технологии. Мембраны. 2002. № 13. С. 3–10.
Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. М.: Химия, 1986. 272 с.
Колзунова Л.Г. Баромембранные процессы разделения: задачи и проблемы.
Мулдер М. Введение в мембранную технологию / под ред. Ю.П.Ямпольского, В.П.Дубяги. М.: Мир, 1999. 513 с.
Свитцов А.А. Основы проектирования производств, использующих мембранное разделение. Учебное пособие – М:РХТУ им.Д.И.Менделеева, 2007.

Влияние некоторых технологических параметров на процесс спекания и свойства спеченных тел

Филиппова Е.В., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Условия получения металлических порошков во многом предопределяют их поведение при спекании. Интенсивность процесса спекания зависит от контактной поверхности и она тем больше, чем больше эта поверхность. Следовательно, с увеличением дисперсности порошка процесс спекания ускоряется. Так как поверхностная энергии порошка тесно связана и с формой частиц, то плотность и прочностные свойства спеченных изделий возрастают с увеличением шероховатости частиц порошка. При одной и той же плотности брикетов механические и электрические свойства спеченных брикетов тем выше, чем дисперснее порошок. Интенсификации спекания способствую окислы, содержащиеся в большом количестве в мелких порошках и восстанавливающиеся в процессе спекания. С увеличением удельной поверхности порошка усадка прессовки при спекании возрастает. Наличие выступов и впадин на поверхности частиц активирует усадку за счет образования микропор с малым радиусом кривизны на стыках частиц. Содержание дефектов кристаллического строения в этих выступах также повышенное, что способствует активированию диффузной подвижности атомов.

Структура изделий, спеченных из тонких порошков, отличается наличием большого числа крупных зерен, выросших в процессе спекания. Усадка при спекании существенно уменьшается, если порошок подвергнуть отжигу, при котором происходит сглаживание рельефа частиц, их срастание и устранение несовершенств кристаллического строения. В общем случае на изменение плотности и свойств при спекании влияют величина частиц и гранулометрический состав порошка, состояние поверхности частиц, содержание окислов и несовершенства кристаллического строения, зависящие в свою очередь от условий изготовления порошка.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА АММИАКА

Харичев О.Е., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

По аммиаку сложилась рыночная тенденция, когда действительно необходимая или практическая потребность определяет масштабы производства. Это благоприятно сказывается и на экологической обстановке.

Из технических предложений, в т.ч. и реализованных (в агрегате АМ-88-500), по усовершенствованию производства аммиака отметим следующие;

улучшение условий использования тепла (использование тепла отходящих га зов для подогрева наружного воздуха, поступающего в трубчатый реактор для сжигания природного газа при обогреве реакционных труб);
применение физической абсорбции (чаще всего рекомендуют растворы К-метилпиролидина, пропиленкарбонаты) при поглощении СО₂;
промежуточное выделение СО₂ при двухстадийной конверсии СО;
применение кислорода и тем самым проведение конверсии метана в одну стадию

5) уменьшение содержания инертных газов (инертов) в циркуляционном газе и более полное извлечение аммиака из циркуляционного газа - извлечение аммиака водой под давлением после конденсации;

6) применение двух колонн синтеза, причем первая из них используется в начале технологической схемы как колонна предсинтеза, либо применение наряду с основной колонной синтеза аммиака параллельной колонны меньшей мощности - для увеличения производительности агрегата. Применяются колонны с радиальной насадкой;

7) извлечение из танковых и продувочных газов не только аммиака (что выполняется), но и водорода методом криогенного разделения.

Наблюдается тенденция к снижению давления в отделении синтеза аммиака с 300 до 100-120 атм., что позволит уменьшить энергозатраты на компрессию, снижению требований по технологиям и техники безопасности к применяемому оборудованию и затрат металла. Снижение давления стало возможным благодаря появлению промышленного рутениевого катализатора ИКСА.

Еще в начале 90-х годов XX века в Государственном институте азотной промышленности разработан агрегат типа АМ-88-500, затраты тепла в котором составляют 9,36 Гкам/т аммиака. Давление синтеза 100-120 атм., катализатор СА- Однако снижение давления потребовало 3-кратного увеличения (по сравнению с агрегатом 1360 т/сут аммиака) объема катализатора и проектирования двух колонн синтеза с объемом 75 м катализатора в каждой.

Однако при более низком давлении процесса синтеза ухудшились условия конденсации: вместо охлаждения азото-водородоаммиачной смеси на второй ступени до температуры -10 "С (агрегат АМ-80) в новом агрегате предусмотрено газовую смесь охлаждать до минус 17 °С. Для температуры -17 "С аммиачного испарителя недостаточно и требуется заложить в проект агрегата AM-8S-500 холодильную установку.

Технологическая схема агрегата АМ-88-500 состоит из следующих основных стадий:

Сжатие природного газа до давления 4,4 МПа в центробежном компрессоре. Глубокая очистка природного газа от серосодержащих соединений со стадиями гидрирования на алюмокобальтмолибденовом катализаторе и поглощения сероводорода поглотителем на основе цинка (тип поглотителя оксидно-цинковый ГИАП-10 или ГИАП-ПС). Очистка проходит при температуре 370-400 °С и давлении 4,2 МПа. Начальное содержание серы в природном газе до 10 мг/ги - после очистки содержание серы не более 0,5 мг/м . На стадиях гидрирования и сероочистки установлено по 1 аппарату радиального типа с объемом катализатора 8 и 20 м катализаторов алюмоко-бальтмолибденового и ГИАП-10 соответственно.

Сжатие кислородовоздушной смеси до 4.1 МПа в центробежном турбоком прессоре. Агрегат АМ-88-500 дополнительно оснащен блоком разделения воздуха (методом ректификации) для обеспечения схемы техническим кислородом, содержащим 95 % О₂, и азотом.

Парокислородовоздушная конверсия метана в одну ступень в шахтном конверторе. Смесь содержит 40,7 % об. кислорода; соотношение пар : газ равно 2,97 : 1; шахтный конвертор содержит 44 м³ катализатора ГИАП-8, температура газа на выходе из конвертора 920 "С, остаточная доля метана в конвертированном газе 0,77 % об.

Конверсия оксида углерода в две ступени при давлении 3,4 МПа. На первой ступени при температурах 360 "С (на входе в конвертор) и 415 °С (на выходе) с использованием среднетемпературного железохромового катализатора СТК-ЗМ (новой регулируемой геометрической формы). Очистка от СО позволяет получить газ с концентрацией 2,5 % об. Конверсия на второй ступени идет при температуре 192 °С с использованием катализатора НТК-8 (на основе цинка), остаточное содержание СО в очищенном газе не превышает 0,3 % об.

Очистка конвертированного газа отСО₂, которая осуществляется смесью хемосорбента с физическим растворителем. Смешанный абсорбент имеет состав в масс.%: 20 % моноэтаноламина и 68 % Ы-метилпирролидия, остальное - вода. Очистка от СО₂осуществляется в две ступени с охлаждением раствора после второй ступени. Осуществляется также регенерация абсорбента: часть регенерируется в детандерах сбросом давления без обмена тепла при адиабатическом расширении, другая часть абсорбента попадает в регенератор-рекуператор.

Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/284476

Смотрите также:



_1966(~1
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27
'Образ–Я' и его развитие средствами диалога
"Логистическая технология JIT"
"Особенности правовой системы Российской Федерации" по дисциплине "Теория государства и права"
«Анализ ликвидности и платежеспособности предприятия» (на материалах ОАО Московская кондитерская фабрика «Красный Октябрь»)