Русский Русский

Архив

Исследование переработки ископаемых углей месторождений «Калейва» и «Тиджит» как сырья для производства активных углей парогазовой активацией

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-93-101
, , ,
 93-101 стр.
Аннотация
Цели: в статье раскрываются результаты исследований технических показателей целевых продуктов процессов парогазовой активации ископаемых углей месторождений «Тиджит» и «Калейва» (Tigyit/Kalewa, Мьянма).
Методы. С целью оценки пригодности ископаемых углей месторождений Тиджит и Калейва для полу-чения зерненых активных углей охарактеризованы результаты их петрографического анализа в виде ма-церального состава и произвольных показателей отражения витринита, свидетельствующие о потенци-альной возможности их использования для решения этой задачи, на основании данных термографических испытаний, выполненных в защитной атмосфере, оценены рациональные границы термического воздей-ствия на данное сырьё при пиролизе.
Результаты. Представлены результаты парогазовой активации названного ископаемых углей, свиде-тельствующие о возможности получения активных углей с приемлемыми для практического использова-ния структурно-адсорбционными свойствами, сделан вывод о необходимости совершенствования процес-сов названной паровой активации с целью их оптимизации.
Выводы. Таким образом, охарактеризованные результаты указывают на принципиальную возможность получения на базе ископаемых углей месторождений «Калейва» и «Тиджит» охарактеризованным приемом активных углей достаточно высокого качества.
PDF

Extraction of sodium hydroxide from cotton processing facilities

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-102-108
 102-108 стр.
Аннотация
The process of extracting technological contaminants from textile materials is considered as a mass transfer process, for the intensification of which pulsed exposure to an ultrasonic field is chosen.
A lightweight fabric was selected for the study in order to eliminate the influence of surface density and fabric thickness on the kinetics of the process. The results of an experimental study of the kinetics of the extraction of so-dium hydroxide during washing after mercerization of a light standard cotton fabric are presented. The studies were carried out in laboratory conditions on a model installation with a different washing bath module without intensification and with the use of ultrasonic exposure as an intensifier. At the same time, the optimal distance from the ultrasound source to the washed tissue was determined based on previous studies. Exposure to ultrasound sig-nificantly reduces the duration of the process, especially at the initial stage. Equations for approximating the kinet-ics curves of sodium hydroxide extraction from cotton fabric without intensification and with intensification by ul-trasonic action are obtained, and their parameters are determined. The correlation of calculated and experimental data is acceptable for approximate kinetic calculations. The obtained equations can be practically used in engi-neering practice for a preliminary assessment of the duration of the process of extrusion-washing of cotton fabrics belonging to the group of light cotton fabrics from alkali in various modules of the washing bath.
PDF

Повышение энергоэффективности процесса сушки волокнистых материалов

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-109-119
, ,
 109-119 стр.
Аннотация
В современной текстильной промышленности одним из самых энергозатратных и распространенных процессов является сушка, которой подвергаются волокна, пряжа и ткани после различных операций (пропитка, экстрагирование, крашение и др.). Сложный тепло-массообменный процесс сушки проводится при достаточно высоких температурах и является энергозатратным. Для снижения общего энергопотребления в текстильном производстве необходимо проводить предварительное обезвоживание материалов перед сушкой, например, в центрифугах, интенсификацию сушки физическими полями и др. Современные промышленные сушильные установки для текстильных материалов обеспечивают доста-точно быструю и равномерную сушку, повышая общую эффективность данного этапа производства го-товой текстильной продукции. Энергоэффективные решения для процесса сушки, позволяют снизить негативное воздействие процесса на окружающую среду. Промышленная сушка текстильных материалов проводится в конвективных или контактных сушилках при использовании тепловой энергии. В конвектив-ных сушилках сушильным агентом является воздух. В контактных сушилках для обогрева барабанов ис-пользуется водяной пар. В статье рассматриваются важные направления совершенствования технологи-ческого процесса и оборудования, предназначенного для сушки волокнистых материалов. К ним относятся: внедрение механического предшествующего сушке обезвоживания; выбор гибридных систем в бара-банных сушилках; утилизация конденсата и пара в барабанных сушилках; изоляция торцевых панелей и отмена промежуточной сушки в барабанных цилиндрических сушилках; контроль влажности материала для предотвращения пересушивания ткани; сокращение времени простоя сушилок посредством планиро-вания подачи партий ткани; использование многократной сушки ткани в барабанных сушилках. Совер-шенствование процесса сушки текстильных материалов возможно при использовании ультразвукового поля, инфракрасного излучения и других способов интенсификации при обеспечении своевременного техни-ческого обслуживания сушильного оборудования, программируемого изменения температуры в процессе сушки.
PDF

Повышение стойкости к ударным нагрузкам полимерного композиционного материала на основе эпоксидного препрега за счет добавления нетканого материала на основе полиамида 12

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-120-136
, , , , , ,
 120-136 стр.
Аннотация
Исследовано влияние введения нетканого материала из полиамида ПА 12-Э на механические свойства полимерных композиционных материалов на основе эпоксидного автоклавного препрега Т107. Наличие нетканого материала незначительно снижает температуру стеклования до 171 ℃, что не влияет возможность применения материала до максимальной эксплуатационной температуры в 120 ℃. Исследование срезов композитов электронной микроскопией выявило равномерное распределение термо-пластичной фазы между слоями углеродной ткани, а также высокую адгезию полиамида к эпоксидной матрице. Показано, что введение нетканого материала не приводит к снижению механических свойств композитов. Основным преимуществом композитов на основе нетканого материала является повышенное сопротивление к ударным нагрузкам. При свободном ударе с энергией 6,67 Дж на 1 мм образца у образца без нетканого материала наблюдается сквозной пробой с разрушением волокон, в то время как у образца с нетканым материалом разрушение носит характер расслоения без повреждения волокон. Предел прочности при сжатии после удара вырос с 257 до 326 МПа при введении нетканого материала. В итоге, предложенная модификация коммерческого препрега позволит расширить область применения материала и повысить безопасность, в первую очередь, в конструкциях летательных аппаратов.
PDF

Оптимизация проточной части микрофлюидного канала

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-4-12
, ,
 4-12 стр.
Аннотация
В данной работе рассматриваются особенности оптимизации микрофлюидного канала. Микрофлюидный канал является ключевым компонентом микрореактора, его форма и особенности гидродинамического режима напрямую влияют на успешное протеканий проводимых в нём химических реакций. Микрофлюидная отрасль регулирует процессы, протекающие в малых объемах жидкостей – порядка нано литра и меньше. Она применима к различным областям, таким как микроэлектроника, фармацевтика, специальная химия и т.д. В качестве инструмента оптимизации использовали программу вычисли-тельного моделирования Comsol Multiphysics. Она основана на методе конечных элементов, который поз-воляет в точности моделировать задачи гидродинамического профиля. В данной статье рассмотрена простейшая форма микроканала – канал круглого сечения размером 0.75 мм со смесительной ячейкой. Приведено математическое моделирование процесса, определён критерий оптимальности, адекватный для поставленной задачи. В качестве одного из компонентов данного критерия использовали диодность – критерий, обуславливающий способность пропускать поток в прямом направлении при условии наличия обратного потока. В результате данной работы выявлена наиболее оптимальная форма канала микроре-актора, удовлетворяющая требуемым условиям процесса, получены основные гидродинамические пара-метры и определена зависимость диодности от используемого критерия.
PDF

Влияние закачки водорода совместно с метаном на изменение физико-химических свойств песчаника

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-137-145
,
 137-145 стр.
Аннотация
Научные основы хранения водорода в среде, причины и механизмы его взаимодействия с другими природными газами и флюидовмещающей средой разработаны слабо. Поэтому актуально проведение комплекса исследований, направленных на уточнение основных факторов его хранения в условиях ПХГ совместно с метаном. Методами инфракрасной спектроскопии (ИК), ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), рентгенофлуоресцентного анализа и измерения скоростей продольных и поперечных звуковых волн исследованы изменения физико-химических свойств образца песчаника после длительного пребывания в водород-метановой смеси (ВМС). Изменения состава горной породы подтверждаются различиями в спектрах ИК, ЯМР и преобразованию минеральной составляющей песчаника, что во многом связано с про-цессами кристаллизации растворенных в адсорбированной воде веществ. Результаты настоящих исследований могут быть использованы при планировании и эксплуатации подземных хранилищ газа в регионах, где будет организовано масштабное производство водорода и его хранение.
PDF

Электрофильно-нуклеофильные и гидрофобные свойства поверхностно-модифицированных металлов

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-13-25
,
 13-25 стр.
Аннотация
Разработанный в Санкт-Петербургском горном университете метод наслаивания разноразмерных молекул аммониевых и кремнийорганических соединений на металлах – перспективный способ гидрофобизации и стабилизации поверхностных свойств дисперсных металлических материалов. Прове-дено сравнение гидрофобности образцов на основе порошка меди марки ПМС-1, обработанных в парах модификаторов в смесевом или последовательном режимах. Для физико-химического обоснования меха-низма гидрофобизации поверхности проведено квантово-химическое моделирование и оценка электро-фильно-нуклеофильных свойств изолированных молекул модификаторов в программном комплексе HyperChem, а также их адсорбционного взаимодействия с кластерной модельной поверхностью в про-граммном комплексе Gaussian 09. Установлено, что значения энергии адсорбции лежат в диапазоне 64–127 кДж/моль, что соответствует химическому взаимодействию молекул этилгидридсилоксана и чет-вертичных соединений аммония (ЧСА) с металлом. Установлено, что образцы, содержащие в поверх-ностном слое металла модификаторы с различными электрофильно-нуклеофильными свойствами харак-теризуются лучшей гидрофобностью, а также меньшим количеством гидрофильных центров поверхно-сти. Также, установлена ключевая роль ЧСА в гидрофобизации поверхности за счет обеспечения более сильного гетероатомного взаимодействия с металлической поверхностью и формирования подготови-тельного ЧСА-подслоя для структурно подобных функциональных групп.
PDF

Исследование сорбционных свойств диоксида кремния на основе вскрышных пород для извлечения красителей из сточных вод

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-26-42
 26-42 стр.
Аннотация
Статья представляет результаты исследования сорбционных свойств диоксида кремния, полученного из вскрышных пород, для применения при удалении метиленового синего – органического катионового тизианового красителя – из водных растворов. Целью исследования было оценить сорбционные свойства диоксида кремния и его эффективность при извлечении метиленового синего из водных растворов. Экспериментальные данные показали, что эффективность сорбции зависит от температуры, pH и скорости перемешивания. Установлено, что повышение pH и скорости перемешивания способствует уве-личению сорбции, в то время как повышение температуры снижает эффективность сорбции. Кроме то-го, исследована возможность регенерации диоксида кремния после сорбции и показано, что его сорбцион-ные свойства практически не изменяются после нескольких циклов использования. Максимальная сорбци-онная емкость составила 515,9 мкмоль/г. В ранее опубликованной статье при стандартных условиях мак-симум сорбционной емкости составил 438,22 мкмоль/г. Полученные результаты подчеркивают потенциал диоксида кремния как эффективного и устойчивого сорбента для удаления органических красителей из сточных вод. Таким образом, диоксид кремния может быть рекомендован для многократного использова-ния в процессах очистки сточных вод благодаря его высокой термической стабильности и долговечности.
PDF

Оптимизация типового процесса конденсации на примере синтеза изофорона в микроканале

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-2-43-52
, , ,
 43-52 стр.
Аннотация
Работа посвящена способу получения изофорона в микроканале. Проведена численная и экспериментальная оптимизация процесса получения изофорона в микроканале. Изофорон – ненасыщен-ный циклический кетон, широко использующийся в промышленности в качестве растворителя нитроцел-люлозных красок, а также в качестве промежуточного вещества для синтеза других соединений. Синтез проводили в микроканалах. Микроканалы представляют из себя каналы диаметром меньше 1 мм. Их ос-новная особенность – возможность проведения различных типов реакций, требующих высокие давления и температуры. За счёт небольшого внутреннего объёма, все процессы, протекающие в них, легко интен-сифицируются, можно достигать высокой точности и эффективности эксперимента. Варьировались такие параметры, как температура реакции и расход реагентов. Использовался новый подход к проведе-нию эксперимента, основанный на минимизации используемых параметров регулирования и правильному их комбинированию. Такой подход требует высокой точности и воспроизводимости результатов, поэтому лучшим выбором для таких задач являются микроканалы, используемые в данной работе. Разработана математическая модель реакции, основанная на системах уравнений разной сложности. Построены трехмерные и двухмерные контурные диаграммы, позволяющие визуализировать математическую модель процесса. Установлены наилучшие технологические параметры процесса.
PDF

Композиционные материалы на основе природных хризотиловых волокон

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-1-4-21
 4-21 стр.
Аннотация
Рассматривается технология производства, проблемы развития хризотиловой и хризотилцементной отраслей в странах СНГ. В статье приводятся сведения о составе и свойствах природных хризотиловых волокон, данные по качеству сырьевых материалов цемента и хризотиловых волокон, поставляемых на хризотилцементные предприятия, характеристики суспензии, полуфабриката и свойства затвердевших хризотилцементных изделий.
Цель исследований – изучение влияния внешних и внутренних факторов, рисков на развитие хризотил-асбестовую отрасль, на рынок сбыта. Выявление зависимости влияния параметров хризотилового волок-на и цемента на качество готовых хризотилцементных изделий.
Анализ научной литературы, анализ действующего производства, идентификация и мониторинг каче-ства сырья и готовой продукции, сравнительный анализ рынков производства и потребления.
PDF