close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Низкотемпературный способ получения материалов из отходов теплоэнергетических и нефтехимических предприятий..pdf

код для вставкиСкачать
Агроинжен ер и я
Таблица 3
Предельное напряжение сдвига θ0 (Па)
и пластическая вязкость молока жирностью
2,5 % ηо 103 (мПа·с)
Ноябрь
Декабрь
ведение молока при вискозиметрическом течении
уравнением Шведова–Бингама. Определены реологические свойства молока (предельное напряжение сдвига и пластическая вязкость) и установлена
их линейная зависимость от температуры.
t, °C
θ0
ηо
θ0
ηо
Список литературы
15
20
25
30
35
40
45
50
0,138
0,119
0,100
0,080
0,061
0,042
0,023
0,004
1,81
1,70
1,58
1,46
1,35
1,23
1,12
1,01
0,133
0,115
0,098
0,080
0,063
0,045
0,028
0,011
1,72
1,61
1,50
1,39
1,28
1,17
1,06
0,95
1. Вайткус, В.В. Изучение вязкости молока и сливок /
В.В. Вайткус // Труды Литовского филиала ВНИИМС. —
Вильнюс: Минтис, 1964. — Т. 1. — С. 16–26.
2. Randhahn, H. Beitrag zum Flie verhalten von Milch
und Milchkonzentraten / H. Randhahn. — Milchwissenschaft,
28 (10), 620–628 (1973).
3. Горбатов, А.В. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А.В. Горбатов [и др.]. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 296 с.
УДК 669.018.298: 669.054.8: 631.3
Р.Р. Ахметзянов, ассистент
И.Г. Хабибуллин, доктор техн. наук, профессор
Х.С. Фасхутдинов, канд. техн. наук, доцент
Х.В. Гибадуллина, канд. хим. наук
ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет»
Низкотемпературный способ получения материалов
из отходов теплоэнергетических и нефтехимических
предприятий
Р
азработка новых порошковых материалов,
стойких к климатическим, биологическим,
производственно-химическим и другим агрессивным воздействиям, прочных и надежных в эксплуатации и получение их по менее энергоемким
технологиям представляет важнейшую научнотехническую проблему. Производить их можно
из промышленных отходов, которых в Татарстане сегодня более 1,2 млрд т. В центральных, северных, западных и восточных областях в отвалах
различных предприятий содержатся шлаки черной и цветной металлургии, ГРЭС и ТЭЦ. В Татарстане ежегодно образуется более 300 т серных отходов на Миннибаевском ГПЗ. Ввод Нижнекамского НПЗ добавит еще 200 тыс. т серных
отходов, которые необходимо будет утилизировать [1, 2].
На основе серного вяжущего получен универсальный материал — серобетон, который может
найти применение на химических и металлургических предприятиях, где необходимы коррозионностойкие и прочные бетоны, а также в портах,
доках, на набережных, т. е. там, где требуется защита от морской воды, разъедающей обычный бетон; для изготовления армированных труб и коллекторов, железнодорожных шпал, мостовых ферм
34
и опор; в качестве дорожного покрытия не только в жарких широтах, но и в зонах вечной мерзлоты.
Отечественные разработки таких материалов
на основе серного вяжущего, как правило, ограничивались лабораторными исследованиями и до сих
пор не нашли применения на практике, хотя и содержат много ценной информации, которую можно
использовать в будущем. А между тем в США и Канаде работают крупнейшие заводы по производству
сероцемента, серобетона сероасфальта и изделий
из них строительного назначения. И неслучайно,
прочность бетонов на серном вяжущем, к примеру,
находится в пределах марок 400…700, морозостойкость — более 100 циклов, водонепроницаемость
относится к В‑8, коэффициент водо- и коррозионной стойкости, в зависимости от вида используемых крупных и мелких заполнителей и наполнителей, составляет 0,8…0,9.
Материалы, полученные на основе серного вяжущего, имеют улучшенные характеристики
по сравнению с известными материалами. Материалы машиностроительного назначения с использованием серного вяжущего практически до настоящего
времени не создавались, и это служит основанием
для разработки технологии их получения.
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 4'2009
Техника и технологии агропромышленного комплекса
В машиностроении материал на основе сернолитную структуру, и прочность резко возрастает,
ного вяжущего можно использовать для создания
достигает максимума, а затем резко снижается. Снидеталей сложной формы, которые трудно и эконожение прочности образцов при температуре более
мически невыгодно изготавливать традиционными
180 °C связано с удержанием мелких частиц наполметодами, для изготовления рабочих органов ронителя в образцах сгущенным серным вяжущим.
торных, плунжерных и поршневых насосов, подПри температуре более 180 °C сера сильно расплавшипников скольжения, работающих в труднодоляется и вместе с мелкими частицами наполнитеступных для смазки местах и в агрессивных среля выплывает из состава образца, снижая тем садах, абразивных инструментов, носителей твердой
мым прочность.
смазки и др.
Продолжительность выдержки образцов в суАвторы предлагают материал на основе сершильном шкафу оказывает существенное влияние
ного вяжущего, который изготавливается при нена их прочность (рис. 3). Так, при увеличении вревысоких температурах. В состав предлагаемого
мени нагрева от 30 до 135 мин прочность образцов
материала входят сера, отходы шарикоподшипниувеличивается, достигает максимума при 60 мин
кового и металлургического производств, металлии затем снижается. Оптимальные продолжительческие порошки (железо, алюминий и др.) и разность и температура нагрева, при которых образец
личные оксиды. Данный способ
получения порошкового материаP, МПа
ла экономически выгоден, и при
этом решается проблема утилиза- 120
ции отходов.
Такой способ позволяет полу- 100
чать материалы различной формы,
80
пористости, прочности, плотности
и твердости. При получении тако60
го материала с целью достижения
оптимальных режимов варьиро40
вали следующими параметрами:
20
размерами частиц; температурой;
временем термообработки; давле0
нием холодного и горячего прес200
400
600
800
1000
1200 d, мкм
сования; процентным соотношеРис. 1. Зависимость прочности образцов S(28 %) + Аl2О3(28 %) + шлак
нием компонентов.
металлургического завода (43 %) на сжатие от размеров частиц
Исследования показали, что
наполнителей. Размер частиц корунда (Аl2О3) — 0…7 мкм, размеры
с уменьшением размеров частиц
частиц шлака — 0,1…0,25 мм, время нагрева — 60 мин, температура
прочность образцов повышается,
нагрева — 180 °C, давление горячего прессования — 80 МПа, давление
холодного прессования — 80 МПа
и наоборот (рис. 1). При очень высокой дисперсности частиц (меP, МПа
нее 0,25 мм) получение качественного образца затруднялось из-за 180
вытекания жидкой серы из пресс160
формы.
Опыты показали, что с повы- 140
шением температуры прочность
120
образцов возрастает и достигает максимума при 180 °C, а затем 100
снижается (рис. 2).
80
Низкая прочность образцов
60
при температурах ниже 180 °C,
на взгляд авторов, связана с тем,
40
что сера при таких температурах
и малой выдержке в сушильном
100
120
140
160
180
200
220
240 Т, С
шкафу не успевает расплавитьРис. 2. Зависимость прочности образцов S(28 %) + Al2O3(28 %) + шлак
ся полностью, поэтому не обвометаллургического завода (43 %) на сжатие от температуры нагрева.
лакивает частицы наполнителей
Размеры частиц корунда — 0…7 мкм, размеры частиц шлака —
и не связывает их друг с другом.
0,1…0,25 мм, время нагрева образцов — 60 мин, давление холодного
прессования — 80 МПа, давление горячего прессования — 80 МПа
При 180 °C образец принимает моВестник ФГОУ ВПО МГАУ № 4'2009
35
Агроинжен ер и я
P, МПа
180
160
140
120
100
80
60
15
30
45
60
75
90
105
120
t, мин
Рис. 3. Зависимость прочности образцов S(28 %) + Al2O3 (28 %) + шлак
металлургического завода (43 %) на сжатие от времени нагрева.
Размеры частиц корунда — 0…7 мкм, размеры частиц шлака —
0,1…0,25 мм, температура нагрева — 180 °C, давление холодного
прессования — 80 МПа, давление горячего прессования — 80 МПа
P, МПа
Выводы
120
При добавлении в состав
композиций твердых смазывающих веществ, таких как сульфиды, графит, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора,
можно получить самосмазываемые материалы, применяемые
в узлах трения.
Разработанный метод позволяет получать химически стойкие
высокотемпературные пористые
материалы, которые могут быть
применены в качестве регенерируемых фильтров для очистки масел и различных жидкостей.
110
100
90
80
70
60
50
40
30
зать их друг с другом. При обработке образцов в течение 60 мин
сера полностью расплавляется,
обволакивает все частицы наполнителей, образуется прочная монолитная система. При более длительной выдержке образцов в сушильном шкафу при 180 °C сера
расплавляется, выплывает на поверхность образцов и прочность
снижается.
С увеличением давления горячего прессования прочность образца вначале увеличивается практически по линейному закону, проходит максимум при 140 МПа и затем
снижается (рис. 4). При дальнейшем увеличении давления горячего прессования расплавленная сера
вытекает из пресс-формы и монолитные образцы не получаются.
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Pпр, МПа
Список литературы
1. Порфирьева, Р.Т. Полисульфидные композиции строительного назнаРис. 4. Зависимость прочности образцов S (33 %) + Al2O3 (33 %) + Fe2O3
чения на основе отходов нефтеперера(34 %) на сжатие от давления горячего прессования. Время нагрева —
батывающего комплекса и теплоэнерге60 мин, температура нагрева — 180 °C, давление холодного
тики / Р.Т. Порфирьева, В.В. Герасимов,
прессования — 80 МПа, размеры частиц шлака — 0,1…0,25 мм,
Г.А. Медведева, В.А. Ефимова // Изверазмеры частиц корунда — 0…7 мкм
стия КГАСУ. — 2005. — № 1 (3). —
С. 95–97.
2. Порфирьева, Р.Т. Свойства и технология новых поимеет максимальную прочность, составляют 60 мин
лисульфидных материалов строительного назначения на оси 180 °C.
нове отходов Нижнекамского НПЗ и золошлаковых отхоПрочность образцов, полученных при выдерждов ТЭЦ / Р.Т. Порфирьева, В.В. Герасимов, Г.А. Медведева,
ке в сушильном шкафу в течение 30 мин, в 4 раза
В.А. Ефимова // Туполевские чтения: сб. тезисов докладов
ниже прочности образцов, полученных при 60‑мин
Междунар. молод. научн. конф. — Казань, 2005. — Т. 1. —
выдержке. Это можно объяснить тем, что за 30 мин
С. 116–117.
сера не успевает полностью расплавиться и, следо3. Черкашин, М.И. Отходы и побочные продукты /
М.И. Черкашин. — М.: Химия, 1980.
вательно, обволочь частицы наполнителей и свя-
36
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 4'2009
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа