Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
но анализ
|
Рнс. 53. |
Схемы |
экспериментальной |
||
|
установки |
для |
изучения |
фазового |
|
|
равновесия в системе Н 2 — С 0 2 : |
||||
|
/ — термостат; |
2— |
рабочая |
бомба; |
|
|
3— промежуточная |
бомба; |
4—жид |
||
|
костный |
насос; |
5—бачок |
с жидко |
|
\\\У\\\\\\\\\\\\\\\\к\ |
стью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 54. |
Зависимость |
растворимости С 0 2 (%) |
в Н 2 |
от давления |
р |
|||||||
(ат) при различных температурах, °С: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
а—(—30); |
б — ( — 4 1 ) ; |
в—(—51). |
Точки: |
/ — рассчитанные |
по |
урав |
||||||
нению |
(VI1-2); |
/ / — экспериментальные, |
имеющие |
отклонения |
по |
|||||||
температуре — I |
град; |
/ / / — без |
отклонений |
для кривых |
б и в н е |
|||||||
отклонением —1 град для кривой а; IV |
— с |
отклонениями |
+1 |
град |
||||||||
для кривых б и в и без отклонений для |
кривой |
а; V — с отклонения |
||||||||||
ми +2 |
град для |
кривых б и в и |
+1 град |
для |
кривой а |
|
|
|
|
|||
150
Тогда, согласно зависимости |
(VII-1), |
|
с = Pco. + ki (Р —Рсо) |
100 о/0. |
(VII-3) |
Для kt построен график (рис. 56). |
||
Рассчитанные по |
формуле |
(VI1-2) концентрации |
СОг в газовой фазе хорошо совпадают с опытными дан ными в исследованном интервале температур и давлений (см. рис.54).
Концентрация СОг в газовой фазе при тем пературе —50° С и дав лении 300 ат в соот-
-30
-SO
|
|
|
|
300 р |
|
|
0,05 |
0,10 |
0,15кt |
|
Рис. |
55. Зависимость PQQ |
О Т Р |
ат |
Рис. 56. Зависимость |
k[ от |
темпера |
||||
туры, °С |
|
|
|
|
||||||
при |
различных температурах, |
°С: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||
а — ( - 2 2 ) ; |
б — ( — 3 0 ) ; |
в — ( - 4 1 ) ; |
|
|
|
|
|
|||
г - (-51) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ветствии с уравнением |
(VII-3) составит [6,75+0,05(300— |
|||||||||
—6,75] : 300 = 7,15%. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
В исходной смеси |
(после |
конверсии |
СО) значение С |
|||||||
в 20/7,15=2,8 раза |
больше. |
|
|
|
|
|
||||
Сконденсировавшееся |
количество |
углекислоты |
ути |
|||||||
лизируется |
в виде |
сухого льда. С |
учетом |
последнего |
||||||
стоимость |
чистого |
водорода |
составляет всего |
лишь |
||||||
3,5 коп. за 1 м3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Регенерация цеолитов в колонках |
(см. рис. 51) |
про |
||||||||
изводится без нагрева по описанному |
ранее |
Heatless- |
||||||||
method. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
151
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОСОБО ЧИСТОГО ВОДОРОДА
В ряде случаев, например при термической обработ ке особо тонкостенных изделий толщиной <0,2 мм из
некоторых марок |
нержавеющих сталей, |
при |
отжи |
|
ге высококачественной трансформаторной |
стали, |
когда |
||
нужна высокая степень удаления азота и |
других |
при |
||
месей из металла, в порошковой металлургии |
(при спе |
|||
кании некоторых |
изделий) и в других случаях |
требует |
||
ся использование очищенного аргона или глубокого ва куума. Аргон очень дорог, создавать же вакуум в боль ших проходных печах технически сложно. Поэтому свет лый нагрев нержавеющих сталей осуществляется лишь в небольших вакуумных печах.
Указанные трудности преодолеваются в случае при менения особо чистого водорода. Водород высокой сте
пени чистоты рационально получать |
диффузией |
через |
||
мембраны, изготовленные |
из сплавов |
на основе |
палла |
|
дия (табл. 17), содержащие элементы |
I и V I I I |
групп. |
||
Представляется, что |
механизм |
проникновения Н3 |
||
через Pd и его сплавы происходит следующим |
образом: |
|||
1) молекулярный водород адсорбируется на поверх |
||||
ности, где диссоциирует, |
образуя атомарный |
водород; |
||
2)атомарный водород превращается в протоны и электроны, которые и проникают через атомную ре шетку;
3)достигая противоположной стороны, протоны и электроны воссоединяются в атомы, которые адсорби руются на противоположной поверхности;
4)атомы водорода образуют вновь молекулярный водород, который в виде газа удаляется.
Чистый палладий не находит промышленного приме нения главным образом из-за изменений его объема, со провождающих фазовый переход a-PdH в p-PdH. а- и (3-фазы образуют гранецентрированную кубическую ре шетку с разными параметрами, причем разница в па раметрах решетки тем больше, чем ниже температура, при которой происходит переход.
При охлаждении в среде чистого водорода палладий полностью переходит в (3-фазу, в которой атомное от ношение Н/Ме при равновесии составляет 0,65—0,75. Поскольку р-фаза порождает хрупкость, принято счи тать, что чем меньше это отношение в сплаве, тем выше стойкость мембран, изготовленных из него. В настоя-
152
Состав |
и свойства |
сплавов на основе палладия |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 17 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
v i n r p |
|
|
Твердость |
(шкала H V ) |
|
vc, см7(см2 Х |
vC~vPd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хмин), при |
|
|
Pd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к г с / с м 2 , |
|
Н/Ме |
|
Ае |
|
|
|
|
|
|
д о |
после |
6=0,15 мм, |
"pd |
|||
|
Аи |
pt |
Rh |
Ru |
Ir |
Fe |
работы |
работы |
при 500° С |
^soo0 С, |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р , = 4 а т , р 2 = 1 а т |
% |
|
65 |
30 |
|
5 |
|
|
|
|
110 |
70 |
2000 |
4,6 |
100 |
0,34 |
65 |
28 |
5 |
|
|
2 |
|
|
90 |
88 |
1500 |
4,8 |
109 |
0,33 |
70 |
|
25 |
5 |
|
|
|
—. |
100 |
62 |
1550 |
4,6 |
100 |
0,34 |
70 |
|
25 |
|
5 |
|
|
|
120 |
90 |
1900 |
4,5 |
96 |
0,35 |
68 |
30 |
|
|
2 |
|
|
|
ПО |
95 |
2200 |
4,6 |
100 |
0,34 |
67 |
30 |
|
|
|
|
3 |
|
140 |
125 |
1770 |
4,5 |
96 |
0,40 |
65 |
10 |
20 |
1 |
2 |
1,8 |
|
0,2 |
135 |
120 |
1950 |
5,5 |
140 |
0,32 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
ПО |
700 |
2,3 |
— |
0,75 |
90 |
10 |
|
|
|
|
|
|
55 |
95 |
910 |
3,4 |
48 |
0,70 |
80 |
20 |
|
|
|
|
|
|
98 |
100 |
840 |
3,8 |
65 |
0,58 |
70 |
30 |
|
|
|
|
|
|
57 |
55 |
770 |
4,1 |
78 |
0,41 |
60 |
40 |
|
|
|
|
|
|
55 |
54 |
700 |
4,0 |
77 |
0,38 |
95 |
|
5 |
. |
|
|
— |
—. |
51 |
'88 |
720 |
4,6 |
100 |
0,63 |
90 |
|
10 |
|
|
|
|
|
50 |
60 |
760 |
5,0 |
117 |
0,60 |
85 |
|
15 |
|
|
|
|
|
65 |
55 |
840 |
4,8 |
109 |
0,58 |
80 |
|
20 |
|
|
|
|
|
66 |
53 |
910 |
4,6 |
100 |
0,46 |
75 |
|
25 |
. |
|
|
|
|
65 |
50 |
1050 |
4,6 |
100 |
0,40 |
90 |
|
|
10 |
|
|
|
|
52 |
ПО |
820 |
2,8 |
22 |
0,46 |
80 |
|
|
20 |
. . |
|
|
—. |
56 |
128 |
870 |
1,3 |
—44 |
0,08 |
95 |
|
|
|
5 |
|
.—. |
— |
52 |
114 |
850 |
3,1 |
35 |
0,71 |
90 |
— |
— |
|
10 |
— |
— |
— |
76 |
107 |
960 |
2,0 |
—13 |
0,24 |
Здесь: v , vp .— поток |
соответственно чистого водорода через |
сплав на основе палладия и |
чистьп'1 палладии; б — т о л щ и н а мем |
браны; t — температура, |
при которой осуществляется д и ф ф у з и я ; |
р и р 2 — парциальное давление |
водорода до н после мембраны. |