Аппаратурно-технологическое оформление процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза ферратов (VI) щелочных металлов для продуктов регенерации воздуха

• Автор: Рылов, Юрий Борисович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1 Литературнопатентный обзор, анализ и обоснование задач исследования.

1.1 Обзор физикохимических свойств ферратов VI щелочных

металлов.
1.2 Обзор областей применения ферратов VI щелочных металлов и их роль в некоторых производственных процессах.

1.3 Способы получения ферратов VI щелочных металлов.

1.4 Методы определения содержания ферратов VI щелочных металлов

в продуктах синтеза.

1.5 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез общий

взгляд на процесс и задачи

Постановка задач исследования
Глава 2 Методики экспериментальных исследований.
2.1 Исходные вещества и материалы 5.
2.2 Методика определения активного . кислорода в пероксидных продуктах.
2.3 Метод определения содержания ферратов VI щелочных металлов
в продуктах синтеза.
2.4 Методика определения количества выделяющегося тепла при СВС соединений шестивалентного железа через стенку реактора к охлаждающей воде и отходящее с газовой фазой
2.5 Метод определения динамической емкости хемосорбентов
2.6 Методика проведения испытаний на установке Искусственные
легкие.
Глава 3 Экспериментальные исследования свойств и процесса получения ферратов VI щелочных металлов методом СВС.
3.1 Разработка способа получения ферратов VI щелочных металлов методом СВС
3.2 Исследование влияния соотношения исходных компонентов на качество синтезируемых продуктов
3.3 Исследование влияния качества сырья на содержание феррата VI щелочного металла в продукте синтеза.
3.4 Исследование влияния технологических параметров на качество синтезируемых ферратов VI щелочных металлов
3.5 Моделирование содержания ферратов VI К и в конечном продукте СВС методом регрессионного анализа экспериментальных данных.
3.6 Обобщение и преимущества разработанного способа получения ферратов VI щелочных металлов
3.7 Физикохимические исследования ферратов VI щелочных
металлов
Выводы по главе 3.
Глава 4 Аппаратурнотехнологическое оформление энергосберегающего процесса производства ферратов VI щелочных металлов
4.1 СВС технология производства порошков
4.2 Разработка технологической схемы производства ферратов VI щелочных металлов и смесителя шихты.
4.3 Разработка конструкции реактора СВС и установки синтеза.
4.4 Оценка энергоэффективности разработанного энергосберегающего
процесса получения ферратов VI щелочных металлов
Выводы по главе 4
5 Разработка и испытания регенеративного продукта с ферратным катализатором для защиты органов дыхания человека при работе
в составе изолирующих дыхательных аппаратов.
5.1 Разработка и исследования регенеративного продукта на основе
солей железа VI.
5.2 Испытания РПКФ в динамической трубке и в составе средств
защиты органов дыхания
В ыводы по главе 5
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список используемой литературы


Катализатор готовят смешиванием Ре3а или умодификации с порошком феррата VI калия 0,2 вес. Таблетки такого состава нагревают в течение 4 часов при 0 С в окислительной атмосфере, а затем в течений приблизительно часа в восстановительной атмосфере при 0 0 С. Личт предложил использовать ферраты VI в качестве катода в щелочных электролитических батареях. Изза высокого окислительновосстановительного потенциала такие батареи в литературе называют супержелезными. Их электролитическая емкость приблизительно на выше, чем у обычных батарей. Мп Н 2 Мп3 Н Е0. В 1. Процесс на катоде при использовании феррата VI описывается реакцией
2Ре2 5Н 6е Рез 0ЩЕ0. В 1. Процесс, происходящий в супержелезной батарее можно описать реакцией
2Ре2 п Ре3 2гп2 гпО 1. Применение ферратного катода в супержелезной батареи позволяет в процессе ее отработки получать вместо опасных солей тяжелых металлов,экологически безопасный оксид железа III. К2Ре Н2О 4РеОН3 8К0Н2. ПДК гидроксида железа III, образующегося в результате разложения феррата калия достаточно велико , что позволяет использовать данный реагент для очистки и обеззараживания не только сточных вод, но и для водоемов, загрязненных нефтепродуктами, промышленными выбросами, болезнетворными бактериями. Гидроксид железа III, обладая хорошо развитой поверхностью, активно адсорбирует ионы тяжелых металлов, частицы суспензий и органические остатки, дополнительно очищая воду, что также может быть использовано для очистки сточных вод промышленных предприятий. Поскольку феррат VI является эффективным дезинфицирующим средством, у него имеется потенциал для использования вместо экстенсивного хлорирования питьевой воды. При увеличении загрязнений существует потребность в очищающем воду агенте, который может безопасно использоваться для малых количеств питьевой воды, а также на уровне муниципальных или промышленных водных отходов. Такие очищающие агенты в идеале должны быть способны дезинфицировать и удалять взвешенные частицы, тяжелые металлы в том числе радиоизотопы и некоторые органические вещества путем флоккуляции для того, чтобы по меньшей мере частично разрушать растворенные органические загрязнения посредством окисления, и, в качестве последнего шага, самоудаляться из раствора . Ферраты VI являются агентами для одностадийной очистки воды. Поскольку ферраты VI щелочных металлов имеют многоцелевые окисляющекоагулирующие свойства, они очень привлекательны для обработки отходов, производимых химическими и фармацевтическими компаниями. Такие компании тратят миллиарды долларов ежегодно на очистку загрязненных используемых в их процессах вод. Практически все отходы, производимыми этими компаниями, могут быть окислены до относительно безвредных побочных продуктов с помощью ферратов VI. Таким образом, любая компания, направляющая на очистку водные отходы с органическими, неорганическими или биологическими загрязнениями, может использовать ферраты VI в своей сточной лини. Ученые Японии представили результаты экспериментальных, исследований по эффективности стерилизации воды с помощью феррата VI калия в качестве стерилизующего агента. Для исследований была использована речная вода из шести источников с содержанием бактерий 3 6 штмл и шесть типовых модельных сточных вод с содержанием микроорганизмов 2 5 штмл. Отдельно готовили водный раствор, . VI калия в концентрации 3 мольл концентрация железа ,8 мгл и который использовали для добавления к стерилизуемой воде до концентрации 5 мольл феррата VI калия мгл железа. Время инкубации варьировали через каждые 5 минут в интервале одного часа. Показано, что введение феррата VI калия в концентрациях 5 4 мольл концентрация бактерий в воде снижается на один два порядка, причем, чем выше концентрация стерилизующего агента, тем больше эффективность его действия. Однако с увеличением содержания агента происходит повышение , что в некоторых случаях может быть нежелательным. Особенно эффективно, по мнению авторов, стерилизуются модельные сточные воды, что связано с однотипностью бактерий. Реальная вода стерилизуется несколько хуже.