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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2278077

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG Hydroxid oder Aluminiumoxid und WASSERSTOFF UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG Hydroxiden oder Aluminiumoxide
UND WASSERSTOFF UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

Name des Erfinders: Bersh Alexander V. (RU); Ivanov Yuri Leonidovich (RU); Mazalov Yury Alexandrovich (RU); Anton Glukhov (RU); Trubachov Oleg
Der Name des Patentinhabers: Bersh Alexander V. (RU); Ivanov Yuri Leonidovich (RU); Mazalov Yuri Alexandrovich
Korrespondenzanschrift: 107065, Moskau, ul. Khabarovsk, 23, Gebäude 3, kv.480, AB Entin
Startdatum des Patents: 2005.07.11

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Wasserstoff, Aluminium Hydroxide oder Oxide von Aluminium-Metall. Das Verfahren umfasst eine Suspension von fein pulverisiertem Aluminium in Wasser bereitet, einen gesättigten Wasserdampfdruckreaktor zu schaffen, um die Aufschlämmung in einem Druckreaktor Versprühen, der Ausgang aus dem Reaktor ein Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff, aber auch aus dem Reaktor von Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid in der Empfangseinrichtung, eine Temperaturmessung in dem Reaktordruckmessung des Gasgemisches in den Reaktor. Bestimmung der Partialdruck von gesättigtem Wasserdampf in den Reaktor, der Wasserstoff-Partialdruck bestimmt ist, das freie Volumen des Reaktors festzustellen, und indem das Gewicht von Aluminium in der Suspension in Übereinstimmung mit der Formel eingeführt ändern, erzeugen Temperatur- und Druckregelung im Reaktor. Die Vorrichtung umfaßt eine Quelle einer Aufschlämmung von feinteiligen Aluminiumpulver und Wasser mit einem Mischer, Reaktor, einem Kühler, Empfänger, ein einstellbares Ventil mit einem Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff Anpassungs Ventilauslaß Hydroxiden oder Aluminiumoxide, dem Reaktortemperatursensor, einen Drucksensor auf dem Aufschlämmungsreaktor Einlaßsensor entlädt Ausgangsdruck und Gasgemisch-Drucksensor Dampfgemisch vor Eintritt in den Kühler, einem einstellbaren Aufhängungsmittel für den Reaktor mit dem Master-Controller Eingangs Einspeisen und Ausgang, wobei die Suspension eine einstellbare Quelle der Wasserversorgungseinrichtung und gesteuerte Mittel zum Zuführen von Aluminiumoxidpulver. Die Erfindung erhöht die Stabilität des Reaktors.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Aluminium - Oxiden oder Hydroxiden, nämlich - Verfahren zur Herstellung von oxidativ Aluminiumoxide oder Hydroxide von Aluminiummetall in einem wässrigen Medium. Aluminiumoxide und -hydroxide werden in verschiedenen industriellen Bereichen als Adsorbentien, Katalysatoren usw. verwendet Und Hydroxiden von hochreinem Aluminiumoxid in der Elektronik und optischen Industrie in Form von feinem Pulver verwendet - wie Scheuerpulver, insbesondere für Festplatten oder Magnetköpfe. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxid und Böhmit bayeritnoy Form.

Das Verfahren bezieht sich auf die Herstellung von Wasserstoff - nämlich auf Verfahren von Wasserstoff durch chemische Wechselwirkung von Wasser und Metallen herzustellen. Wasserstoff kann in verschiedenen chemischen Verfahren als Reduktionsmittel, und unter bestimmten Bedingungen verwendet werden, als ein Brennstoff.

Aluminiumhydroxide existieren in verschiedenen Kristallformen - Hydrargillit, Bayerit, Diaspor, Boehmit, usw., Oxide - wie alpha, gamma, theta Formen. Der Hauptunterschied zwischen diesen Formen ist die Anordnung der Aluminiumionen und die Sauerstoffionen relativ zueinander. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "Aluminiumhydroxid" bedeutet und hydratisierte Aluminiumoxide und Al 2 O 3.

Die wichtigste Methode der industriellen Produktion von Aluminiumhydroxid ist das Bayer-Verfahren und deren anschließende Trocknung und Calcination Ergebnisse in Aluminiumoxid [Chemical Enzyklopädie, ed, "Soviet Enzyklopädie", M., 1988, Band 1, s.213-214]. Allerdings ist herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxid nicht Erzielung hoher Reinheit (Homogenität und Struktur) Produkt bereitzustellen.

Es ist bekannt, [US-Patent 5225229, Kl. 423/629, Aluminum Company of America, publ. 1993.07.06 g] gidrokisida Verfahren zur Herstellung von Aluminium, bei dem die Reaktion von Wasser in der flüssigen Phase bei einem pH-Wert von etwa 12,4 mit Aluminium. Bei diesem pH gidrokisid Aluminiumoxid erzeugt eine annehmbare Rate der Dispersion , wie in der Partikeloberfläche mit einer Fläche von 75.000 mm 2 / g und 50.000 mm 2 / g. Reaktion ist möglich , auch mit Werten von weniger als 50 000 mm 2 / g, bis zu 20.000 mm 2 / g. In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird das Wasser als Katalysator in organischen Stoffen hinzugefügt - Chlor. Ein Nachteil des Verfahrens ist die Notwendigkeit, den pH-Wert zu erhöhen, der durch Zugabe von Substanzen, die Bereitstellung eines solchen hohen pH-Wert hergestellt wird. Daher wird dieses Verfahren nicht die erforderliche Reinheit Produkt. Darüber hinaus geht der Prozess mit unzureichender Geschwindigkeit.

Der Prototyp der vorgeschlagenen Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Hydroxiden oder Oxiden und Wasserstoff aus Aluminium und Wasser [RF-Patent 2223221, Kl. C 01 F 7/42, ZAO "Firma Rick St. Petersburg", publ. 10.02.2004], wobei die feinen Aluminiumoxidpartikel einer Größe von weniger als 20 Mikrometer Aluminiumpulver - Suspension in Wasser in einem Verhältnis von Al hergestellt: H 2 O = 1: 4-16 pbw Die Aufschlämmung wird kontinuierlich in einen Hochdruckreaktor eingespeist, wo gesprüht weniger als 100 Mikrometer in Wasser Tröpfchendurchmesser. Dampf und Gas aus dem Reaktor zu einem Kondensator zugeführt, wo Wasserstoff von dem Wasserdampf getrennt wird. Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid-Eingang in die Aufnahmevorrichtung Hydroxiden. Durch Variation der Temperatur und Druckbereichen, in den Reaktor, sondern auch das Gewicht beteiligt Verhältnisse bei der Umsetzung von Aluminium und Wasser ist notwendig, hergestellt in jeweils Formen von Aluminiumhydroxid: Boehmit, bayeritnuyu und alpha-Aluminiumoxid, theta-Aluminiumoxid, gamma-Aluminiumoxid und eine Mischung von Hydroxiden, Boehmit und Aluminium bayeritnoy Form. Durchführung des Verfahrens erfolgt in einer Anlage mit einem Mischer, einem Hochdruckreaktor, ausgestattet mit einer Düse mit einem Durchmesser Zerstäubung von pulverförmigem Aluminium in Wasser Suspensionströpfchen Bereitstellen von weniger als 100 Mikrometer, einen Kondensator der Empfangsvorrichtung Hydroxiden. Zur Erzielung destilliertes Wasser hochreinem Wasserstoff verwendet wird. Das Verfahren hat viele Vorteile: es kontinuierlich ist, die Teilnahme an Reaktionen nur Wasser und Aluminium, die die Reinheit der erhaltenen Produkte (Aluminiumoxide und -hydroxide, Wasserstoff und a) ändert Moden gewährleistet, - die Temperatur und der Druck die Art der erhaltenen Produkte bestimmen. Es sollte beachtet werden, dass die erforderlichen Temperatur- und Druckbereichen des Reaktors während dieses Vorgangs durch kontinuierliches Entfernen von Dampf-Gas und Aluminiumhydroxid Suspension gehalten werden. Diese Unterstützung ist eine große technische Herausforderung dar, da die Beziehung zwischen dem Druck, Temperatur und Gewicht zugeteilt Dampf-Gas und Aluminiumhydroxid-Suspension durch eine ziemlich komplizierte Formel bestimmt wird, daß der Partialdruck von gesättigtem Wasserdampf und Wasserstoff, die Masse der injizierten Aluminium, die Temperatur in dem Reaktor, wobei das freie Volumen des Reaktors berücksichtigt. Dynamische Veränderung dieser Faktoren macht nicht genug, um als Regulationsfaktor nur die Entfernung der Reaktionsprodukte, bieten nicht die erforderliche Genauigkeit des Wartungsmodus in einem Reaktor in Abwesenheit von Rückkopplung zwischen den Prozessen im Reaktor nimmt, und die Quelle der Zufuhrtrübe. Ferner wird, wenn die Aufschlämmung von feinen Aluminiumpulver Vorkochen und Wasser in diesem Verfahren verwendet wird, gibt es keine Möglichkeit, die Zusammensetzung der Suspension Modus für Abweichungen in Temperatur und Druck in dem Reaktor zu verändern. Wenn die vorbereitete Suspension Lagerung eine teilweise Oxidation von Aluminiumpulver, das in der tatsächlichen Zusammensetzung der Zufuhrtrübe zu einer Änderung führt. In dem Mischer die Wasserstoffentwicklung auftritt, dass die Sicherheit des Verfahrens auswirkt. Angesichts des vorgeschlagenen Verfahrens beseitigt die Nachteile.

zu gewährleisten Empfang der Ausgabe von Produkten angegebenen Art und Reinheit das Ziel des Verfahrens ist es, die erforderlichen Prozessparameter zu liefern. Lösen dieser technischen Probleme, wie die Zuverlässigkeit des Reaktors und seine Stabilität erhöht wird.

Das Wesen des vorgeschlagenen Verfahrens besteht Hydroxide oder Aluminiumoxide und Wasserstoff aus einer Suspension von fein pulverisiertem Aluminium in Wasser zu erhalten. Es enthält eine Suspension von fein pulverisiertem Aluminium in Wasser bereitet, einen gesättigten Wasserdampfdruckreaktor zu schaffen, um die Aufschlämmung in einem Druckreaktor Versprühen, der Ausgang aus dem Reaktor ein Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff, aber auch aus dem Reaktor von Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid in der Empfangseinrichtung, eine Temperaturmessung T in dem Reaktor, die Gasmischung die Druckmessung P in den Reaktor. (Im Folgenden werden Merkmale des Verfahrens). Bestimmen Sie den Partialdruck von gesättigtem Wasserdampf in dem Reaktor wird der Wasserstoff-Partialdruck bestimmt Bestimmen Sie das freie Volumen des Reaktors V lo und erzeugen Anpassungsdruck P und der Temperatur T innerhalb des Reaktors Änderung in der Zusammensetzung verabreicht Masse m Al Aluminiumschlamm gemäß der Formel

wobei R - universelle Gaskonstante (8,317 J / mol · deg).

Weiterhin ist ein Verfahren zur Hydroxide oder Oxide von Aluminium und Wasserstoff aus einer Suspension von feinteiligen Aluminiumpulver in Wasser produziert, wobei die Einstellung von Druck und Temperatur im Reaktor durch Verändern des Verhältnisses von Al erzeugt wird: H 2 O in der Aufschlämmung und bayeritnoy Formen Hydroxid Verhältnis Al zu erhalten: H 2 O = 1: 7-14 Gewichtsteilen, ein Hydroxid - Form Böhmit Verhältnis Al zu erhalten: H 2 O = 1: 5,12 Gewichtsteile einer Mischung von Formen bayeritnoy Hydroxid und Böhmit Verhältnis Al zu erzeugen: H 2 O = 1: H 2 O = 1:: 4,8 Gewichtsteile Aluminiumoxid theta Verhältnis Al: H 2 O = 1: 05 bis 14 April Gewichtsteile, gamma-Aluminiumoxid - Verhältnis von Al zu erhalten , das Verhältnis von Al 7 Gewichtsteilen, alpha-Aluminiumoxid zu erzeugen: H 2 O = 1: 5,3 Gewichtsteile

Das Wesen der Vorrichtung zur Hydroxide oder Aluminium und Wasserstoffoxiden besteht darin, daß sie eine Quelle einer Aufschlämmung von feinteiligen Aluminiumpulver und Wasser mit einem Mischer, Reaktor, einem Kühler, Empfänger umfasst, ein einstellbares Ventil mit einem Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff Anpassungs Ventilauslaß Hydroxide oder Oxide Entladungs Aluminium, das Reaktortemperatursensor, Drucksensor Schlammaufgabeeinlaß zum Reaktorauslaß Gasgemisch-Drucksensor und dem Drucksensor Dampfgemisch vor Eintritt in den Kondensator. (Die folgenden sind Funktionen des Geräts). Ferner umfasst es eine einstellbare Mittel zur Aufschlämmung in den Reaktor und die Hauptsteuerung mit einem Eingang und Ausgang und eine Quelle der Aufschlämmungszuführungseinheit ein einstellbares Wasserversorgungseinrichtung und eine einstellbare Einrichtung zum Zuführen von Aluminiumpulver, eine Eingabesteuereinrichtung mit einem Temperatursensor in den Reaktor gekoppelt ist, und die genannten Drucksensoren und der Reglerausgang mit der Source des Schlamms, gesteuerte Mittel zum Zuführen der Suspension von feinen Aluminiumoxid-Pulver mit Wasser in einem Reaktor, Auslaßventils Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff-Abgabeventil und variable Aluminiumhydroxide oder -oxide gesteuert.

Ferner ist es eine Vorrichtung, in der eine einstellbare Aufhängungsmittel zum Zuführen von feinem Aluminiumpulver in Wasser enthält eine Hochdruckpumpe und dem Lenkventil vorgeschlagen.

Ferner ist es eine Vorrichtung, in der eine einstellbare Aufhängungsmittel zum Zuführen von feinem Aluminiumpulver in Wasser umfasst einen einstellbaren Hochdruckpumpe vorgeschlagen.

Die Steuereinheit kann Teil einer automatischen Prozessleitsystems sein und ist auf der obersten Ebene Maschine-Schnittstelle angeschlossen ist.

Das vorgeschlagene Verfahren und eine Vorrichtung für die Realisierung werden durch die folgenden Figuren näher erläutert:

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG Hydroxid oder Aluminiumoxid und WASSERSTOFF UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, Figur 2 ein Funktionsdiagramm des Controllers zeigt.

Die Liste der akzeptierten Bezeichnungen:

1. einstellbare Leistungs Suspension von feinen Aluminiumpulver mit Wasser,
2. Die einstellbare Mittel zum Zuführen von Aluminiumpulver,
3. Einstellbare Wasserversorgungseinrichtung,
4. Die einstellbare Mittel zum Zuführen der Aufschlämmung in den Reaktor,
5. Die Hochdruckpumpe,
6. Ventil
7. Controller
8. Der Reaktor
9. Kondensator
10. Eine Empfangsvorrichtung,
11. Der Einlaßdrucksensor in dem Suspensionsreaktor,
12. Der Ausgangsdrucksensor Gasgemisch,
13. Der Drucksensor Dampfgemisch vor Eintritt in den Kondensator,
14. Das verstellbare Ablaßventil Gemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff;
15. Verstellbare Ablassventil Hydroxiden oder Aluminiumoxide,
16. Der Temperatursensor innerhalb des Reaktors,
17. Der Temperatursensor des Reaktorgehäuses,
18. Der Reglereingang
19. Der Ausgang des Reglers,
20. Der Mischer
21. Die automatische Steuerung und Überwachungssystem (ACMS)
22. Die Top-Level-Maschine (HLM)
23. Die Eingangsmodule von diskreten Signalen,
24 analoge Eingangsmodule,
25. O-Module binäre Signale,
26. Die Analogausgabebaugruppen,
27. Die CPU des Reglermoduls,
28. Die Netzwerkcontroller-Adapter
29. AC-Adapter IDP
30. Der Prozessor IDP-Modul
31. Die Prozesskontroll-Software-Modul,
32. Die Basisdaten Quellenparameter,
33. Die Software-Modul Bearbeitung Basisparameter.

3 zeigt die Top-Level-Funktionsschema der Maschine.

In einem Blockschaltbild in Figur 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer Quelle einer Aufschlämmung von feinen, teilchenförmigen Aluminiumoxid mit Wasser 1, umfassend einen Reaktor 8, wobei der Empfänger (Slurry Sumpf) 10, einen Kondensator 9, eine einstellbare Einrichtung zum Zuführen der Aufschlämmung in den Reaktor 4, Steuerung 7 Quelle 1 umfasst einstellbare Aufhängungsmittel zum Zuführen von 2 Aluminiumoxidpulver mit einer Schraubenvorrichtung mit regelbarer Antrieb bildet; einstellbare Mittel zum Zuführen von Wasser 3 - Durchflussregler Firma Bronkhorst Hallo-Tech BV Aluminiumpulver und Wasser werden zu einem Mischer 20 gesendet - mit einem Rührer aus rostfreiem Stahl und ausgestattet aus einem Behälter. Source Mischung 1 ist mit einstellbaren Mitteln verbunden ist, um die Aufschlämmung in den Reaktor zuzuführen 4, die Membranpumpe Firma URACA Ventil 5 und N 6 Firma Automation einen hohen Druck aufweist. Eine Suspension von Aluminiumpulver und Wasser in den Reaktor 8 zugeführt, der eine Einheit steht unter hohem Druck, die mit einer Düse versehen, die Zerstäubung von Aluminiumpulver-Suspension in Wasser zu einem Tröpfchendurchmesser von weniger als 100 Mikrometer gewährleistet. Der Reaktor mit einem internen Temperatursensor ausgestattet war, wurden 16 auf dem Gehäuse des Reaktors Temperatursensor 17 angebracht ist, die Suspension Beschickungseinlaß mit einem Drucksensor 11 verbunden ist, wird das Ausgangs Dampf-Gas-Gemisch einen Drucksensor 12. Aus dem oberen Teil des Reaktors eine Mischung aus Wasserdampf und entladen durch die Wasserstoff-Einstellventil 14 mit dem Kondensator 9 verbunden ist wobei Wasserdampf wird aus dem Wasserstoff abgetrennt. Bevor der Kondensator mit einem Drucksensor 13 Vom Boden des Reaktors 15 durch ein einstellbares Ventil 10 in der Sammel ausgestattet Eingabe angezeigt Hydroxide und Aluminiumoxide. Einstellbare Ventile 14 und 15 N Automation Unternehmen. Zur Messung der Druck- und Temperatursensoren Metran Unternehmen gelten. Die Steuerung 7 weist einen Steuereingang 18 Steuerausgang 19, und zusätzlich ist er mit einem Computer verbunden ist (im Folgenden - Fahrzeug) von der oberen Ebene, in Figur 1 nicht gezeigt.

2 zeigt ein Funktionsdiagramm der Steuerung 7. Die Steuerung Prozessormodul 27 gekoppelt diskrete Module der Eingangssignale 23 und analoge Eingangsmodul 24, das seinerseits mit dem Steuereingang des Reglers 18. Zusätzlich, 27 der Controller-Prozessormodul ist mit O-Module 25 und digitale Signale analoge Ausgangsmodule 26, die, wiederum mit 19 auch die Ausgabe-Steuereinrichtung zu steuern, der Controller Prozessor-Modul 27 über einen Netzwerkadapter 28 verbunden ist und dem Computer 29 ein IDP 22 (siehe Fig. 2 und 3). Die Steuerung 7, bietet beispielsweise die Art der CM 1820M KP2.14 128 digitalen Eingangssignale von der "trockenen Kontakt" mit der Kraft dieser Kontakte aus dem internen (12) Stromversorgung, die Ausgabe von 64 diskrete Signale durch normalerweise offene Relaiskontakte 10 A, 220 V AC 50 Hz, 64 analoge Eingangssignal 4 ÷ 20 mA und 4 analoge Ausgangssignal 4 ÷ 20 mA. Die Eingabe die digitalen Signale 4 Digitaleingang sind Module 23 - MDV4.3 (32 Kanäle pro Modul) und 8-Cross-Module Digital-I / O MKDV / B1.1 (16 Kanäle pro Modul), die Ausgabe von diskreten Signalen sind 2 Module von 25 MDVyv3.4 digitale Ausgangsmodule und 4-Cross MKR3.1 Relais, I / O, analoge Signale bereitgestellt 4 Module 26 MAV1.8 und 4 analoge Eingangsmodule-Cross MKAV2.7. Das Prozessormodul 27 MP3.1 verfügt über eine RS232 integrierte Kanal / 485 22 für die Kommunikation mit der Maschine 22 Top-Level bei Geschwindigkeiten von bis zu 115.200 Bit / s.

3 zeigt die oberste Ebene Funktionsschema der Maschine 22. Die Verarbeitungseinheit 30 über einen IDP 29 verbunden ist, der IDP-Netzwerkadapter an die Steuerung 7. Weiterhin das Modul 30 an dem Prozesssteuerungssoftwaremodul 31 verbunden ist, die wiederum an der Quelldatenbank verbunden ist, 32. Basisparameter der anfänglichen Parameterdaten 32 mit der Datenbanksoftware Bearbeitungsmodul angeschlossen Eingangsparameter 33.

Vertriebsweg

Um durch Reaktion Aluminiummetallpulver mit Wasser aktiv zu reagieren

2Al + 4H 2 O = 3H 2 + 2AlOON (Gas) + Q (kcal)

erforderlich ist, mit Wasser in einem Reaktor, in dem es Wasser und dessen Dampf bei einer Temperatur von 250-400 ° C und einem Druck von 10-20 MPa, wobei das Verhältnis in der Aufschlämmung zugeführt in den Reaktor und dessen Wasserdampf in den Reaktor feine Zerstäubung der Aufschlämmung von Aluminiumpulver zu gewährleisten, sollten sein 1: 50-100 Gewichtsteile Die Größe der injizierten Aufschlämmung Tröpfchen sollte weniger als 100 Mikrometer.

Bei dem Verfahren in Reaktor 8 zuvor mit Wasser versorgt wird dessen Erwärmung um einen gesättigten Dampf auf eine Temperatur von 250-400 ° C und einem Druck von 10-20 MPa zu schaffen, durchgeführt wird. Wenn diese Werte der Parameter des Kochquelle 1 über eine einstellbare Aufhängungsmittel 4 Beschickungsaufschlämmung teilchenförmigem Aluminiumpulver mit einer vorbestimmten Strömungsrate und dem Verhältnis von Al und H 2 O zugeführt wird 8 zum Reaktor.

Die resultierenden Produkte werden kontinuierlich aus dem Reaktor entfernt. Wasserstoffdampf-Gaszusammensetzung (ca. 25 Gew.% Wasserstoff und etwa 75 Gew.% Wasser) und Hydroxide (Oxide) von Aluminium in der Form einer wässrigen Aufschlämmung (25-35 Gew.% Natriumhydroxid (Oxid) aus dem Reaktor in die Trennstufe entfernt.

Verwalten der Installationsprozess funktioniert wie folgt:

Die ACMS 21 Werte werden eingegeben gestellte Massenstrom erhalten Hydroxid und Wasserstoff, das Verhältnis von Al und H 2 O in der Suspension, die in Form von Hydroxiden erhalten werden , die berechneten Werte von Druck und Temperatur im Reaktor bestimmt. Die Steuerung 7 gibt Steuersignale an die Einrichtung 2 und 3 Zufuhraluminiumpulver und destilliertes Wasser entspricht, den Nominalkosten einstellen. In Abhängigkeit von den eingestellten Werten des Massendurchsatzes pro Zeiteinheit von Hydroxiden und Wasserstoff erhalten gelieferten Steuersignale an die einstellbaren Ventile 14, 15 montiert, die auf jeweiligen Straßen, denen deren Öffnung, Steuersignale an Mittel zum Zuführen der Suspension 4 in den Reaktor (der Pumpe und dem Lenkventil). Das Vorhandensein von zwei verstellbaren Elementen, da die hohen Kosten genau die Pumpe eingestellt 5 Steuer Gülle, ein kleines - regelbares Ventil 6. Im eingeschwungenen Zustand der Aluminiumoxidationsprozess in dem Reaktordruck darin wird durch die Summe der Partialdrücke von gesättigtem Dampf bestimmt und als Ergebnis der Reaktion von Wasserstoff freigesetzt:

für die Reaktortemperatur T p, (Anzeige des Sensors 16) aus den Tabellenwerten der Mengen der Wasserdampfdruck von der Temperatur bestimmt.

Der Partialdruck von Wasserstoff von der Clapeyron-Mendelejew Gleichung bestimmt, die unter diesen Bedingungen:

wo - Masse der extrahierten Wasserstoff pro Zeiteinheit,

- Die Molmasse,

R - universelle Gaskonstante (8,317 · J / mol · deg)

T r - die Temperatur in dem Reaktor,

V St. - das freie Volumen des Reaktors.

Das freie Volumen des Reaktors V Bindungs - es die geometrische Verhältnis des Reaktorvolumens V p ist, minus dem Volumen , das es zunächst in Wasser (eingestellt für die Expansion bei einer gegebenen Temperatur) gebadet einnimmt und das Volumen der Suspension von Aluminiumpulver mit Wasser in den Reaktor vor dem stationären Zustand der Wasserstoffentwicklung V susp empfangen.

Nach der Reaktion zwischen Aluminium und Wasser mit 1 g · mol Al gibt 1,5 g · mol H 2, d.h. die vollständige Oxidation von Al geben 9 g 1 g H 2.

Dann wird die Gleichung (2) hat die folgende Form:

.

wobei m Al - Aluminium Masse des Reaktors pro Zeiteinheit eingeben.

Somit wird in einem stationären Zustand

Der Controller - Steuerprogramm gemacht , um die berechneten Werte: T ass , V St.

Somit Druckregelung im Reaktor 8 und damit die Menge an Wasserstoff kann ausgegeben werden eine Änderung in der Masse der Aluminiumreaktorzulaufs zu erzeugen.

Der Regler vergleicht die Sensorablesungen mit Druck P12 ausgewählten optimalen Wert F und im Falle einer Abweichung dieser Werte, Formel (5) Steuersignale auf Aluminiumoxid Versorgung erzeugt die Masse in den Reaktor aus Aluminium eingespeist einzustellen.

Temperaturfühler am Reaktorgehäuse 17 dient Unfälle zum Überhitzen des Reaktors mit Bezug zu verhindern.

Falls erforderlich, erhalten ein hochreines Produkt unter Verwendung von gereinigtem Wasser, wie destilliertes, aber ein Verfahren kann, und Wasser verwendet werden.

Tabelle

Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen der Wirkungs Erhalt von Hydroxiden und Oxiden von Aluminium
№ p / p Marke Aluminiumpulver Das Verhältnis Al / H 2 O in der Aufschlämmung Parameter im Reaktor Empfangene Hydroxide und Oxide von Aluminium
P, MPa T, ° C
1 ASD-4 1 / 6,5 17 360 AlOOH Böhmit
2 ASD-4 1/7 17 340 AlOOH Böhmit
3 ASD-6 1/7 17 380 AlOOH Böhmit
4 ASD-6 1 / 7.5 17 360 AlOOH Böhmit
5 ASD-6 1/8 18 340 AlOOH Böhmit
6 ASD-4 1/9 15 250 Al (OH) 3 Bayerit
7 ASD-4 1/10 14 240 Al (OH) 3 Bayerit
8 ASD-6 1/11 14 250 Al (OH) 3 Bayerit
9 ASD-4 1 / 5,5 15 450 -Al 2 O 3 -oxid, theta
10 ASD-6 1/6 15 460 -Al 2 O 3 -oxid, theta
11 ASD-4 1/5 20 510 -Al 2 O 3, gamma-Aluminiumoxid
12 ASD-6 1/5 20 550 -Al 2 O 3 -oxid, gamma
13 ASD-6 1/2 25 1050 -Al 2 O 3, alpha-Aluminiumoxid

Das sich ergebende Verfahren ist gekennzeichnet wastelessness, Verarbeitbarkeit und eine hohe Produktivität und Umweltschutz und Sicherheit. Installation eingerichtet überwiegend auf der Basis von handelsüblichen Elementen, speziell Druckbehälter mit der erforderlichen Eingangs- und Ausgangs-Highways verarbeiteten Produkten. Darüber hinaus haben wir eine entsprechende matobespechenie AMCS.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Aluminiumhydroxide oder -oxide und Wasserstoff, umfassend in Wasser eine Suspension von feinteiligen Aluminiumpulver bilden einen gesättigten Dampfdruck des Reaktors zu erzeugen, in einem Druckreaktor Versprühen Aufschlämmung, die Reaktorausgangsgemisch aus Wasserdampf und Wasserstoff und Hydroxidionen und Ausgabe aus dem Reaktor Aluminium oder Aluminiumoxid zu einem Empfänger, die Messung der Temperatur T in dem Reaktor, um den Gasdruck P in der Reaktormischung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Partialdruck von gesättigtem Wasserdampf in dem Reaktor wird der Wasserstoff-Partialdruck bestimmt Bestimmen das freie Volumen des Reaktors V - Bindung, und die Änderung der Zusammensetzung in die Masse m Al Aluminium Aufschlämmung eingeführt in Übereinstimmung mit der Formel

wobei R - universelle Gaskonstante,

und Druckregelung des Reaktortemperatur erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturkontrolle im Reaktor durch Änderung des Verhältnisses von Al erzeugt wird: H 2 O in der Aufschlämmung und Formen für bayeritnoy Hydroxid Verhältnis Al: H 2 O = 1: 7-14 Gew. Stunden Böhmit Form Hydroxid Verhältnis Al :. h 2 O = 1 zu erhalten: H 2 O = 1:: 5-12 Gew. - Teile, einer Mischung bayeritnoy Hydroxid und Böhmit Formen Verhältnis Al zu erhalten , 5-14 Gewichtsteilen, für gamma-Aluminiumoxid - Verhältnis von Al: H 2 O = 1: 4,8 Gewichtsteilen Al - Verhältnis Aluminiumoxid theta: H 2 O = 1: 7,4 Gewichtsteile für alpha Aluminiumoxid - Verhältnis Al: H 2 O = 1: 5,3 Gewichtsteile

3. Vorrichtung zur Herstellung von Hydroxiden oder Oxiden von Aluminium und Wasserstoff enthält Quelle Suspension (1) feinverteilte Aluminiumpulver und Wasser mit einem Mischer (20), einen Reaktor (8), einem Kondensator (9), wobei der Empfänger (10), Steuerventil (14) (15) Entfernen von Hydroxiden oder Oxiden von Aluminium, Temperaturfühler (16) des Reaktors, einen Drucksensor (11) am Eingang der Aufschlämmung in den Reaktor, ein Drucksensor (12) Ausgangs Dampf-Gas-Gemisch und einem Drucksensor, der eine Mischung aus Wasserdampf und Wasserstoff, ein einstellbares Ventil Entfernen ( 13), bevor das Gas-Dampf-Gemisch in dem Kondensator eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine einstellbare Mittel (4) zum Einspeisen der Aufschlämmung in den Reaktor Hauptcontroller (7) an den Eingang (18) und dem Auslaß (19), die Quelle der Aufschlämmung (1) einstellbare Mittel eine Wasserversorgung (3) und einstellbare Mittel zum Aluminiumoxidpulver (2) zugeführt wird, den Eingang (18) des Reglers (7) mit dem Sensor (16) die Reaktortemperatur und Drucksensoren (11, 12, 13) und Ausgang (19) des Reglers ( 7), verbunden mit der Quelle der Suspension (1), einstellbare Mittel (4) zur Aufnahme einer Suspension aus fein verteiltem Aluminiumpulver und Wasser in den Reaktor, geregelten Ventil (14), Zuführen eines Gemisches aus Wasserdampf und Wasserstoff und geregelten Ventil (15) das Entfernen von Hydroxiden oder Aluminiumoxide abzulenken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Mittel (4) für die feinpulverige Aluminiumoxidaufschlämmung in Wasser Zuführen enthält eine Hochdruckpumpe (5) mit einem verstellbaren Ventil (6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Mittel (4) für die feinpulverige Aluminiumoxidaufschlämmung in Wasser Zuführen einer einstellbaren Hochdruckpumpe umfasst.

Druckversion
Erscheinungsdatum 01.03.2007gg