Феромагнітна фільтруюча насадка для магнітного осадження

Реферат: Винахід стосується магнітного розділення речовин, переважно очищення рідких, газових і сипучих середовищ в магнітному полі, і може бути використаний в енергетичній, хімічній, металургійній, нафтопереробній, скляній, харчовій промисловості, в газоочищенні, при очищенні стічних і природних вод. В основу винаходу поставлена задача підвищити антикорозійні властивості феромагнітної фільтруючої насадки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у феромагнітній фільтруючій насадці, яка включає гранули, що містять хром, вуглець, кремній, кобальт, залізо, гранули феромагнітної фільтруючої насадки містять додатково нікель, при наступному кількісному співвідношенні інгредієнтів (%): хром 13...19 вуглець 0,01...0,4 кремній 2...5 кобальт 5...10 нікель 3...8 залізо решта. Додавання до складу феромагнітної фільтруючої насадки нікелю у кількості 3...8 % дозволить підвищити антикорозійні властивості феромагнітної фільтруючої насадки. Завдяки цьому дану насадку можна буде використовувати для очищення різного роду рідких середовищ, в тому числі агресивних середовищ хімічної технології. UA 102270 C2 (12) UA 102270 C2 UA 102270 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід стосується магнітного розділення речовин, переважно очищення рідких, газових і сипучих середовищ в магнітному полі, і може бути використаний в енергетичній, хімічній, металургійній, нафтопереробній, скляній, харчовій промисловості, в газоочищенні, при очищенні стічних і природних вод. Відома фільтруюча насадка [1] у вигляді гранул, що містять: хром 13...19 %, вуглець 0,01...0,4 %, кремній 2...5 %, решта - залізо. Недоліком даної фільтруючої насадки є її невисокі антикорозійні властивості при очищенні рідких і газових середовищ, які мають хімічно активні властивості. Відома фільтруюча насадка [2], гранули якої містять: хром 13...19 %, вуглець 0,01...0,4 %, кремній 2...5 %, кобальт 5...10 %, решта - залізо. Дана фільтруюча насадка ефективно очищує малоконцентровані рідкі та газові середовища. Проте її антикорозійні властивості недостатні для ефективного очищення агресивних рідких і газових середовищ, наприклад, хімічних виробництв. В основу винаходу поставлена задача підвищити антикорозійні властивості феромагнітної фільтруючої насадки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у феромагнітній фільтруючій насадці, яка включає гранули, що містять хром, вуглець, кремній, кобальт, залізо, гранули феромагнітної фільтруючої насадки містять додатково нікель, при наступному кількісному співвідношенні інгредієнтів (%): хром 13...19 вуглець 0,01...0,4 кремній 2...5 кобальт 5...10 нікель 3...8 залізо решта. Введення в гранули насадки додатково нікелю в кількості 3...8 % підвищує антикорозійні властивості гранул насадки, робить її стійкою, наприклад до агресивних рідких середовищ хімічної технології, які забруднені феромагнітними домішками і підлягають очищенню. Висока стійкість гранул до корозії дозволяє також ефективно очищувати малоконцентровані водні середовища, наприклад, конденсати теплових і атомних електричних станцій, в яких масова -6 -8 частка домішок складає 10 ...10 . Для виготовлення запропонованої феромагнітної фільтруючої насадки готують металеву шихту у вказаному співвідношенні, потім розплавляють її і струмінь рідкого сплаву диспергують потоком повітря або газу. Цей процес реалізується на спеціальній установці типу "Град" або на металургійному заводі. Розпилені частинки струменя металу під дією міжфазного натягу сфероїдизуються і в подальшому охолоджуються у воді. Висушену гранульовану феромагнітну насадку розділяють на фракції і використовують в магнітних фільтрах для очищення рідких середовищ. Для вибору раціонального хімічного складу гранул феромагнітної фільтруючої насадки були виготовлені декілька партій гранульованої насадки з різним хімічним складом, в яких інгредієнти змінювали в такому співвідношенні: Насадка № 1: хром 14...16 %, кремній 4...5 %, вуглець 0,015...0,02 %, кобальт 6...8 %, нікель 0 %, решта - залізо. Насадка № 2: хром 14...16 %, кремній 4...5 %, вуглець 0,015...0,02 %, кобальт 6...8 %, нікель 3...5 %, решта - залізо. Насадка № 3: хром 14...16 %, кремній 4...5 %, вуглець 0,015...0,02 %, кобальт 6...8 %, нікель 6...8 %, решта - залізо. Насадка № 4: хром 14...16 %, кремній 4...5 %, вуглець 0,015...0,02 %, кобальт 6...8 %, нікель 8...11 %, решта - залізо. Насадка № 5: хром 14...16 %, кремній 4...5 %, вуглець 0,015...0,02 %, кобальт 6...8 %, нікель 11...16 %, решта - залізо. Проводились випробування з визначення антикорозійних властивостей цих насадок (табл.). Для кожного зразка відбирали однакову кількість гранул (≈350 штук). Зразки розміщували в скляні стакани, заливали конденсатом теплоелектроцентралі і перемішували в магнітному полі з індукцією В=124 мТл. Температура конденсату складала 25-30 °С. Розраховувалась поверхня кожної гранули насадки та загальна поверхня всіх гранул насадок. Через рівні проміжки часу (одна година) електромеханічною мішалкою гранули перемішували. Через 4 години відібрали проби конденсату (по 3 проби з кожного зразка) і фотокалориметричним методом визначили 2 концентрацію заліза та розрахували швидкість корозії (г/м ∙год.). Результати вимірювань і розрахунків представлені в табл. 1 UA 102270 C2 Таблиця г Номер досліду 1 2 3 Середнє значення (W к) 5 10 15 20 25 30 Насадка № 1 0,85 0,87 0,83 0,85  10 3 Швидкість корозії (W к), м  год. Насадка № 2 Насадка № 3 Насадка № 4 0,66 0,48 0,45 0,65 0,5 0,47 0,64 0,46 0,44 2 0,65 0,48 Насадка № 5 0,42 0,43 0,42 0,45 0,42 Досліди показали, що концентрація нікелю від 3 до 5 % в гранулах насадки № 2 зменшує швидкість корозії в 1,3 разу (W к1/W к2=0,85/0,65=1,3) в порівнянні з насадкою № 1. Концентрація нікелю від 6 до 8 % в гранулах насадки № 3 зменшує швидкість корозії в 1,35 разу (W к2/W к3=0,65/0,48=1,35) в порівнянні з насадкою № 2. Наявність нікелю від 8 до 11 % в гранулах насадки №4 зменшує швидкість корозії в 1,06 разу (W к3/W к4=0,48/0,45=1,06) в порівнянні з насадкою № 3. Наявність нікелю від 11 до 16 % в гранулах насадки № 5 зменшує швидкість корозії в 1,07 : разу (W к3/W к4=0,45/0,42 =1,07) в порівнянні з насадкою № 4. Результати вимірювання швидкості корозії показали, що в насадках № 2 і № 3 спостерігається значне зменшення швидкості корозії в 1,3-1,35 разу. При збільшенні концентрації нікелю в гранулах насадки до 8-11 % швидкість корозії зменшилась всього в 1,06 разу. Таке ж незначне зменшення швидкості корозії спостерігається і для насадки № 5, в якій зменшення швидкості корозії в 1,07 разу менше, ніж в насадці № 4. Таким чином раціональним хімічним складом феромагнітної фільтруючої насадки є: хром 13...19 %, вуглець 0,01...0,4 %, кремній 2...5 %, кобальт 5...10 %, нікель 3...8 %, решта - залізо. Гранули нової феромагнітної фільтруючої насадки мають більшу антикорозійну стійкість, тому їх можна використовувати в магнітних фільтрах для очищення агресивних рідких середовищ хімічної технології, а також для очищення малоконцентрованих водних середовищ, наприклад конденсатів, живильної води атомних і теплових електростанцій. Додавання до складу феромагнітної фільтруючої насадки нікелю у кількості 3...8 % дозволить підвищити антикорозійні властивості феромагнітної фільтруючої насадки. Завдяки цьому дану насадку можна буде використовувати для очищення різного роду рідких середовищ, в тому числі агресивних середовищ хімічної технології. Джерела інформації 1. Состав насадки в устройствах для магнитного осаждения примесных частиц из жидкостей и газов. А. С. № 1839482, 30.05.1989, В03C1/00, B01D35/06. 2. Феромагнітна фільтруюча насадка в пристроях для магнітного осадження. Патент на винахід № 84779 С2 25.11.2008, Бюл. № 22 2008, B01D35/06, В03 С1/00 (прототип). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 Феромагнітна фільтруюча насадка в пристроях для магнітного осадження, яка включає гранули, що містять хром (Сr), вуглець (С), кремній (Si), кобальт (Co), залізо (Fe), яка відрізняється тим, що гранули феромагнітної фільтруючої насадки містять додатково нікель (Ni), при наступному співвідношенні інгредієнтів (%): хром 13...19 вуглець 0,01...0,4 кремній 2...5 кобальт 5...10 нікель 3...8 залізо решта. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2