Разработка технологии производства композитного сорбента на основе современных энергосберегающих и экологически безопасных технологий, страница 8

2.3. Определение и отработка режимов процесса центробежно-термической активации гидраргиллита

Определение с последующей отработкой режимов процесса центробежно-термической активации ГГ необходимо для получения АОА с заранее заданными свойствами с целью его последующей регидратации, либо для прямого использования в составе формуемой пасты осушителя как компонент/наполнитель.

Использование установки ЦЕФЛАР для осуществления быстрого терморазложения ГГ может привести, при определенных условиях проведения процесса, к разрушению кристаллической структуры исходного тригидроксида и получению рентгеноаморфного продукта, способного к последующей регидратации с образованием гидроксидов алюминия псевдобемитной и байеритной структуры. Байерит и псевдобемит используются как связующее в процессе получения формуемой пасты адсорбента.

В качестве исходного вещества использовали ГГ Ачинского глинозменого комбината, некоторые характеристики которого приведены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристика исходного образца гидраргиллита

Перед термообработкой ГГ сушили при температуре 110^оС до постоянного веса и рассеивали для удаления крупных, более 0.25 мм, агломератов.

Детальное описание центробежного флаш-реактора тарелочного типа (рис. 6) приведено в работе [4], а барабанного флаш-реактора (рис. 7) в работе [5].

В центробежном флаш-реакторе тарелочного типа исходный ГГ через регулятор расхода поступает в центральную часть разогретой до определенной температуры тарели и преодолевает ее за счет центробежной силы. Находясь в контакте с тарелью, исходное вещество нагревается и претерпевает химические превращения, причем время τ контакта регулируется в интервале 0.5-1.5 с путем изменения скорости вращения тарели. Ссыпаясь с тарели, порошок поступает в зону закалки, в которой за счет контакта с холодной стенкой происходит быстрое охлаждение продукта терморазложения до температуры 40-80^оС. В другой модификации центробежного реактора (ЦЕФЛАР-Б) процесс терморазложения гидраргиллита происходит на внутренней поверхности вращаемого вертикального цилиндра (барабана) с подачей исходного вещества сверху.

Использованные установки обеспечивают практически мгновенный нагрев частиц гидроксида алюминия от 20^оС до температуры эндотермической реакции дегидратации (около 300^оС).

Рис. 6. Центробежный флаш-реактор тарелочного типа

Рис. 7. Центробежный флаш-реактор барабанного типа

Свойства продукта центробежной термической активации зависят от условий его терморазложения, т.е. от параметров процесса ЦТА, легко поддающиеся регулированию и контролю. Перечислим эти параметры:

            - температура окружающей среды вблизи поверхности нагрева;

            - время контакта порошка с теплоносителем;

            - скорость нагрева частиц исходного материала до температуры, характерной для проведения процесса ЦТА;

            - режим удаления паров воды из зоны реакции, т.е. регулирование парциального давления паров воды;

            - скорость подачи реагента в зону реакции;

            - физико-химические свойства реагента.

            Каждый из этих параметров, за исключением свойств подаваемого в реактор материала, варьируется таким образом, чтобы получить продукт ЦТА с заранее заданными свойствами.

            Основные параметры процесса ЦТА поддаются контролю и обеспечивают воспроизводимость  физико-химических свойств получаемых продуктов.

Продукт терморазложения гиббсита можно условно разделить на два вида в зависимости от температуры активации:

            1) низкотемпературный, когда в процессе ЦТА формируется вещество с неравновесной, промежуточной слоистой структурой типа гидроксиоксида. Коэффициент n у такого продукта в формуле Al₂O₃∙nH₂O, как правило, лежит в диапазоне  от 0,2 до 0,4;