К материалам высшей огнеупорности относят карборунд SiC(огнеупорность 2100°С), бор иды, нитриды, карбиды, силициды d-элементов (до 2500°С), нитрид кремния Si3N4(до 3000°С). Многие из них хрупки и склонны к окислению и применяются часто в виде спеченных композиционных материалов.
4. Футеровка аппаратов штучными коррозионно-устойчивыми изделиями. Схемы футеровок
Плитки и кирпичи из кислотоупорной керамики, плавленого диабаза, фарфора, стекла и антегмита закрепляются на защищаемой поверхности специальными вяжущими, обычно силикатной замазкой. Ее готовят из «жидкого стекла» (раствор Na2Si03), фторсиликата натрия Na2SiF6 (ускоритель твердения) и наполнителей (андезитовой, кварцевой, фарфоровой муки и других кислотоупорных порошков).
Однослойную футеровку применяют для защиты поверхности газоходов, полов в химических цехах, аппаратов с парогазовой средой, в которой не происходит конденсации паров.
Многослойную и комбинированную футеровки используют для защиты стенок аппаратов, работающих в наиболее тяжелых условиях. Футеровочные материалы (керамика и др.) обладают чаще всего определенной пористостью, поэтому при защите аппаратуры от высокоагрессивных сред на нее наклеиваются непроницаемые подслои покрытия из органического материала (резин, полиизобутилена и др.).
Проницаемость футеровок можно снизить разделкой швов наружного слоя замазками на органической основе (арзамит, битумные мастики, эпоксидная смола). Применение в подслое органических материалов, обладающих благоприятным сочетанием механической прочности со значительной деформируемостью, предупреждает образование трещин в футеровке. Однослойную и многослойную футеровку используют, например, в аппаратах сушильно-абсорбционного отделения сернокислотного производства, комбинированную футеровку – для защиты сушильной башни в производстве хлора и промывной башни в производстве серной кислоты.
Достоинства футеровок: высокая механическая. прочность (можно применять при механическом и абразивном воздействиях среды), высокий предел рабочей температуры среды (300–400°С) и низкая стоимость. Недостатки: увеличение массы аппарата и уменьшение его полезного объема.
Защита штуцеров и люков штучными изделиями возможна лишь при их диаметре не менее 500 мм. Практика показала, что наиболее надежной конструкцией защиты штуцеров является вставка в них специального вкладыша (отрезка трубы) из материала, химически стойкого к данной среде при рабочей температуре. Наиболее распространены вкладыши из кислотоупорной керамики, диабазового литья, фаолита и антегмита.
Для защиты оборудования от коррозии в производстве неорганических веществ довольно часто применяют методы катодной защиты и ингибирования (торможения) коррозионных процессов.
Метод катодной защиты используют для предохранения от коррозии подземных трубопроводов для транспорта электролитов и воды. Его обычно сочетают с битумной изоляцией трубопроводов. Для защиты от коррозии рассолопроводов перед укладкой в землю их покрывают битумом, что однако не обеспечивает надежной защиты. На участках с дефектами покрытия развиваются интенсивные коррозионные процессы, для подавления которых металлический трубопровод соединяют с катодом источника постоянного или выпрямленного тока; положительный полюс присоединяют к анодному заземлению, расположенному параллельно трубопроводу на расстоянии 60–100 м от него. Заземление представляет собой несколько стальных труб, зарытых вертикально в землю на расстоянии 5–6 м друг от друга и соединенных между собой полосовым железом. В качестве источника тока применяют селеновые выпрямители напряжением 22–24 В.
При наличии разности потенциалов между рассолопроводом и анодным заземлением протекает слабый ток, под действием которого в местах дефекта на поверхности трубопровода (катод) происходит разряд ионов водорода и медленное разрушение анодов. Одна станция катодной защиты мощностью 400 Вт обслуживает трубопровод длиной до 4 км. Катодная защита может быть использована также и для подавления коррозии емкостных аппаратов, содержащих другие агрессивные жидкости.
5. Теплоизоляционные материалы, применяемые при организации технологических схем по производству неорганических продуктов
В качестве теплоизоляционных материалов используют вещества, обладающие низкой теплопроводностью и достаточной стойкостью в интервале рабочих температур. Для теплоизоляции рекомендуется применять материалы с коэффициентом теплопроводности не более 0,3Вт/(мК). Теплоизоляционные материалы должны быть химически стойкими, негигроскопичными, возможно легкими, дешевыми и не должны вызывать коррозию оборудования.
По способу использования при монтаже и ремонте оборудования теплоизоляционные материалы подразделяют на мастичные, оберточные и мастично-формованные. Мастичные материалы применяют в виде порошков; при затворении их на воде получают тестообразные массы, которые наносят на изолируемые поверхности. Примером оберточных материалов являются рулоны стекло- и шлаковаты, заключенные между металлическими сетками. Мастично-формованные теплоизоляционные детали изготовляют в виде готовых изделий определенной формы (скорлупы, плиты, кирпича и т.д.).
Теплоизоляционные материалы делят на высоко-, средне- и низкотемпературные. Первые применяют при температурах выше 450°С. К ним относят следующие материалы:
6) Асбест низких сортов и асбестовые отходы;
7) Диатомит (трепел), который употребляют в виде кирпичей или порошков как добавку в теплоизоляционные смеси, содержащие также асбест, отходы слюды или цементно-шиферного производства.
8) Пенобетон, получаемый затворением цемента с добавкой пенообразующих веществ (эмульсии); его используют реже из-за высокой стоимости;
9) Шлаковую вату; вследствие малой механической прочности ее используют только в засыпных и набивных конструкциях.
К среднетемпературным теплоизоляционным материалам (150–450°С) относят асбозурит и ньювель. Асбозурит состоит из 70% молотого диатомита, 15% асбеста и 15% шиферных отходов. Он обладает хорошей сцепляемостью с металлом и применяется для мастичной изоляции. Ньювель – это смесь из 85% жженной магнезии (MgO) и 15% асбеста. Это ценный изоляционный материал.
К низкотемпературным изоляционным материалам относят войлок (кошма), стекловату, пенопласт, отходы текстильной промышленности и т.д. Эти материалы применяют при температурах не выше 150 °С. Войлок и текстильные отходы используют в производственных помещениях с пониженной влажностью, так как они подвержены гниению.
6. Скребковые конвейеры. Их расчет и устройство
Скребковый конвейер состоит из желоба (деревянного, железного или чугунного), в котором непрерывно движется тяговый элемент 2 с прикрепленными к нему скребками 3. Последние при движении цепи захватывают поступающий на одном конце желоба материал и перемещают его с собой, пока он не выгрузится на другом конце желоба.
Материал может подаваться и выгружаться в любом месте желоба, в зависимости от наличия в нем отверстий.
При помощи одного скребка со скоростью 0,16–0,40 м/с перемещают за 1 ч 8–15 т материалов на расстояние до 100 м. Производительность (Q, т/ч) конвейера определяют по уравнению:
Q= 3,6FpMv /aCK.
Здесь V – объем материала, забираемый одним скребком, м3; v – скорость перемещения тягового элемента, м/с; аск – расстояние между скребками, м (0,4–0,6 м).
Скребковые конвейеры находят применение для транспортировки пылевидных, зернистых и мелкокусковых материалов (колчедана, колчеданного огарка и пыли, суперфосфата, аммофоса, хлорида калия, извести и т.д.). Их используют также для перемещения и одновременного охлаждения горячих грузов.
К достоинствам скребковых конвейеров относят: простоту конструкции; возможность загрузки и выгрузки материала в любой точке; герметичность; подъем материала по вертикали; осуществление перемещения материала при одновременной его сушке, охлаждении, промывке и т.д.
Недостатками являются: повышенный расход электроэнергии; износ цепи, желоба, скребков; измельчение транспортируемых материалов; малая длина перемещения (до 60–100 м).
Список литературы
1. Хуснутдинов В.А. Сайфуллин Р.С. Оборудование производств неорганических веществ Л. Химия 1987–248 с/