Разработка эффективных режимов и технологий удаления солевых и железо-оксидных отложений с поверхности стального оборудования
Значение процессов по очистке, промывке технологического оборудования, исследование растворения оксидов с поверхности металлов. Сущность эффективных режимов применения стимуляторов для проведения процессов растворения железо-оксидных и солевых отложений.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2017 |
| Размер файла | 202,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разработка эффективных режимов и технологий удаления солевых и железо-оксидных отложений с поверхности стального оборудования
И.В. Артамонова
В настоящее время накоплен огромный экспериментальный материал по растворению оксидов, окалины с поверхности металлов и сплавов, который позволяет проводить процессы по очистке и промывке технологического оборудования. Предложенные в России и за рубежом технологии химической очистки теплотехнического оборудования обоснованы только эмпирически, технологические режимы не рациональны и недостаточно эффективны с экономической и экологической точки зрения.
В связи с этим возникла необходимость развивать новое научно-техническое направление комплексного анализа факторов, влияющих на процессы растворения, изучения природы лимитирующей стадии процесса и поиска различных моделей для полного анализа влияния стимуляторов и комплексонов на реакции, протекающие на границе раздела твердое тело/раствор для эффективного управления процессами растворения.
Цель работы - поиск эффективных режимов применения стимуляторов (ЭДТА, ОЭДФ) для проведения процессов растворения железооксидных и солевых отложений с поверхности технологического оборудования.
Для поиска оптимальных условий удаления карбонатных отложений с поверхности стальных изделий изучена кинетика растворения кальцита (СаСО3). Результаты эксперимента по растворению кальцита и взятые из литературных источников [1-6] приведены на рисунке 1.
Рисунок 1. Зависимость скорости растворения кальцита от рН: 1 -результаты эксперимента; 2 - данные из работ [1-6]
Рисунок 2. Зависимость скорости растворения кальцита от концентрации ЭДТА в 0,7М KCl при рН=12, в атмосфере азота, T=293±2 К
Из анализа кинетических закономерностей следует, что с увеличением рН скорость растворения резко снижается в интервале рН от 2 до 5. В области рН от 5 до 10 наблюдается почти постоянная скорость растворения не зависящая от концентрации ионов Н+. При рН больше 10 происходит дальнейшее снижение интенсивности процесса.
Поскольку ЭДТА полностью диссоциирован при рН ? 12, то нами изучена зависимость скорости растворения кальцита от концентрации ЭДТА при рН=12 (рисунок 2).
Из данных рисунка 2 следует, что с ростом концентрации комплексона скорость растворения кальцита увеличивается.
Механизм растворения кальцита в комплексонах при рН 12 представлен последовательностью стадий (1-3):
Но из данных рисунка 1 следует, что с ростом рН скорость растворения карбонатов уменьшается. В связи с этим были проведены исследования по изучению зависимости скорости растворения кальцита от рН в присутствии комплексонов, с целью определения оптимальных значений рН использования комплексонов. Результаты исследований отражены на рисунке 3.
Из анализа данных рисунка 3 следует, что использование комплексонов для удаления карбонатных отложений на поверхности теплоэнергетического оборудования наиболее эффективно в интервале рН 4-5.
На основании проведенных исследований найдены оптимальные условия удаления карбонатных отложений с поверхности технологического оборудования: раствор HCl рН=4-5, С(ЭДТА) ? 0,01М (соотношение НСl:ЭДТА 100:1).
Для поиска оптимальных условий удаления железооксидных отложений с поверхности стального оборудования исследовано влияние ЭДТА на скорость растворения основного компонента окалины - магнетита.
Из анализа данных, представленных на рисунке 4, следует, что скорость растворения магнетита в ЭДТА проходит через максимум от величины рН. Для ЭДТА рН максимальной скорости растворения соответствует значению рН 2,3±0,2.
Рисунок 3. Зависимость логарифма скорости растворения кальцита от рН в присутствии комплексонов: 1 -0,7 М KCl без добавок комплексонов (контроль); 2 - с добавками 0,25 М ЭДТА
Рисунок 4. Зависимость скорости растворения магнетита в серной кислоте от рН при концентрации ЭДТА - 0,01М (1), ОЭДФ-0,1М (2)-0,01М (3), Н2SO4 контроль без добавок комплексонов (4).
Как видно из рисунка 5 скорость растворения магнетита зависит от концентрации ЭДТА в интервале 0,0025-0,02 моль/л и проходит через максимум при концентрации 0,003 моль/л.
Рисунок 5. Зависимость скорости растворения магнетита от концентрации ЭДТА при рН=3,7 и С (Fe(II))=0,001моль/л.
С повышением температуры раствора процесс растворения Fe3O4 в ЭДТА значительно интенсифицируется. Величина эффективной энергии активации процесса составляет 60±6 кДж/моль.
Как следует из рисунка 6 добавки Fe(II) ускоряют процесс растворения Fe3O4 в ЭДТА, формальные порядки реакций по ионам железа (II) равны +0,5.
промывка оксидный поверхность металл
Рисунок 6. Влияние концентрации комплексонатов Fe (II) с ЭДТА на скорость растворения магнетита при рН=3,7 и С(ЭДТА)=0,02 моль/л, Т=298К
На основе проведенных исследований найдены оптимальные условия использования ЭДТА для удаления окалины с поверхности стальных изделий: концентрация (ЭДТА) 0,002-0,007 моль/л; рН=2,3±0,2, Т=333 -353К.
Выводы
1. Найдены оптимальные условия удаления карбонатных отложений с поверхности технологического оборудования: раствор HCl рН=4-5, С(ЭДТА) ? 0,01М (соотношение НСl:ЭДТА 100:1).
2. Предложены оптимальные условия использования ЭДТА для удаления окалины с поверхности стальных изделий: концентрация ЭДТА 0,002-0,007 моль/л, рН=2,3±0,2, Т=333 - 353К.
Литература
1. Plummer L. N., Wigley T. M. L., Parkhurst D. L. The kinetics of calcite dissolution in CO2-water systems at 5 ?10?C and 0.0-1.0 atm 2 CO . // Am. J. Sci. 1978. V. 278. P. 179.
2. Fredd C. N., Fogler H.S. The influence of chelating agents on the kinetics of calcite dissolution. // Journal of colloid and interface science. 1998. V. 204. P. 187.
3. Wiese G.R., James R.O., Jates D.E., Healy T.W. Electrochemistry of the Colloid/Water Interface. International Review of Science. / Ed. J.Bockris. V.6. London. 1976. P.53.
4. Westall J., Hohl H. A Comparison of Electrostatic Models for The Oxide/Solution Interface. // Adv. Colloid Interface Sci. 1980. V.12. N 2. P.265.
5. Devis J.A., James R.D., Lackie J.O. Surface lonization and Complexation at the Oxide/Water Interface. // J. Colloid Interface Sci. 1978. V.63. N 3. P.480.
6. Devis J.A., Lackie J.O. Surface Preperties of Amorphous Iron Oxyhydroxide and Adsorption of Metal Ions. //. J. Colloid Interface Sci. 1978. V.67. N 1. P.90.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров режимов резания для каждой поверхности по видам обработки. Определение норм времени. Назначение геометрических параметров режущей части резца. Расчет режимов резания при сверлении и фрезеровании. Выбор инструмента и оборудования.
курсовая работа [161,2 K], добавлен 25.06.2014Способ подготовки поверхности алюминиевых сплавов при получении оптически селективных покрытий. Закономерности формирования и оптические свойства оксидных покрытий на алюминиевых сплавах, полученных при поляризации переменным асимметричным током.
автореферат [634,9 K], добавлен 08.12.2011Железо как химический элемент, его основные свойства и сферы практического применения. Методы получения железе, промышленные типы месторождений и их оценка, факторы, определяющие ценность. Характеристики главных железных руд Российской Федерации.
реферат [22,9 K], добавлен 23.07.2009Выбор типа заготовки для втулки. Назначение и оценка экономической эффективности вариантов технологических маршрутов обработки поверхности детали. Расчет промежуточных и общих припусков. Определение рациональных режимов резания и технических норм времени.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 29.05.2012Подготовка к дефектации и ремонту. Способы ремонта поверхностей детали. Разработка технологического маршрута ремонта детали. Выбор оборудования и станочных приспособлений. Подготовка поверхности детали под наплавку. Расчет режимов механической обработки.
курсовая работа [93,6 K], добавлен 23.08.2012Обоснование выбора технологического способа производства лака ПФ-060. Выбор оборудования для стадии растворения и постановки на "тип" и для фильтрации. Расчет фонда времени работы оборудования. Расчёт количества реакторов и выбор объёма реактора.
курсовая работа [432,4 K], добавлен 10.06.2015Диаграмма стабильного равновесия железо–углерод и процесс образования в чугуне графита – графитизация. Связь структуры чугуна с его механическими свойствами. Особенности маркировки серого чугуна, его основные разновидности и область применения.
контрольная работа [847,3 K], добавлен 17.08.2009Определение объема выпуска переходника и типа производства. Разработка технологического процесса обработки детали. Выбор оборудования, режущего инструмента и приспособления. Расчет размеров заготовки, режимов резания и нормы времени для токарной операции.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.01.2015Физико-химические основы термической и химико-термической обработки материалов. Структуры и превращения в системе железо-углерод. Защитно-пассивирующие неорганические и лакокрасочные покрытия. Основы строения вещества. Кристаллизация металлов и сплавов.
методичка [1,2 M], добавлен 21.11.2012Разработка схемы базирования для обработки поверхности. Выбор режущего инструмента при групповой обработке. Разработка конструкции комплексной детали. Расчет шероховатости и режимов резания для заданной шероховатости. Выбор токарно-револьверного станка.
курсовая работа [828,5 K], добавлен 24.11.2012Составление диаграммы состояния железо-цементит с указанием структурных составляющих во всех ее областях. Построение кривой охлаждения (с применением правила фаз) для сплава, содержащего 3,5 % углерода. Определение температуры полного и неполного отжига.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 03.12.2010Анализ процессов изготовления и монтажа оборудования для вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха. Разработка и отладка имитационных моделей в системе GPSS W. Моделирование процессов изготовления и монтажа оборудования по стратегическому плану.
курсовая работа [7,2 M], добавлен 12.03.2013Определение причин и описание механизма необратимости пластичной деформации металлов. Изучение структурных составляющих сплавов железа с углеродом, построение кривой охлаждения сплава. Описание процессов закаливаний углеродистых сталей, их структура.
контрольная работа [596,1 K], добавлен 18.01.2015Характерные особенности диаграммы железо-углерод. Обработка металлов давлением: ковка, штамповка, прокатка, прессование. Правила работы с электролитом для кислотных аккумуляторов. Понятие системы электросвязи, канала связи. Радиостанция Моторола Р040.
контрольная работа [959,0 K], добавлен 11.10.2010Назначение и описание детали "остов якоря", точностные характеристики ее поверхности. Выбор станочного оборудования и режущих инструментов. Описание технологического процесса, программа обработки детали. Расчет режимов резания, контроль качества.
курсовая работа [52,3 K], добавлен 29.07.2012Подготовка детали вал опоры к дефектации и ремонту. Выбор способа ремонта поверхностей детали и разработка технологического маршрута ремонта. Разработка технологических операций ремонта поверхности: расчёт режимов наплавки и механической обработки.
курсовая работа [90,6 K], добавлен 23.08.2012Анализ технологического процесса и оборудования прокатного стана, анализ технологических схем производства толстого листа, предлагаемая технологическая схема прокатки. Выбор оборудования прокатного стана, разработка технологии прокатки и расчет режимов.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 04.05.2010Разработка маршрутной технологии обработки детали. Расчёт режимов резания на фрезерование поверхности прилегания. Проектирование и расчёт инструментальной наладки. Рабочее пространство оборудования. Выбор стадий обработки и наладка приспособления.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 21.09.2013Анализ материала и классификация поверхности детали. Назначение технологических баз, схем базирования и установки заготовки. Разработка маршрутной технологии. Методы обработки отдельных поверхностей, оборудования и средств технологического оснащения.
курсовая работа [322,2 K], добавлен 14.10.2010Процесс обработки металлов резанием, его роль в машиностроении. Основные требования, предъявляемые к проектируемой детали. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента для обработки детали. Расчёт режимов резания. Вид заготовки и припуски на обработку.
курсовая работа [340,4 K], добавлен 26.03.2013
