Спосіб одержання гранульованого хладореагенту

Изобретение отн'стся к метео* рологии и может быть испопьзовано для активных в о з д е й с т в и й на переохлажденные облака и туманы. Целью и з о б р е т е н и я я в л я е т с я повышение н у к л е ационной а к т и в н о с т и х л а д о р е а г е н т а . Поставленная цель д о с т и г а е т с я т е м , ч т о после насыщения пористых гранул криожидкостью ее орошают водной с у с п е н з и е й . Твердая фаза с у с п е н з и и о б р а зована частицами п и р о г е н н о г о оксида кремния, оксида т и т а н а , оксида алюминия или их двойных комбинаций. Нукл е а ц и о н н а я а к т и в н о с т ь повышается за с ч е т генерации дополнительных ядрр л ь д о о б р а з о в а н и я от ледяных о с к о л к о в о б о л о ч к и , з а с ч е т генерации д о п о л нительных я д е р л ь д о о б р а з о в а н и я о т л е дяных о с к о л к о в оболочки,, которые о б разуются при механическом разрушении оболочки в р е з у л ь т а т е кипения к р и о ж и д к о с т и , 2 , э . л . ф-лы, 3 т а б л . Изобретение относится к м е т е о р о логии и может быть использовано д л я активных в о з д е й с т в и й иа переохлажденные облака и туманы. Целью и з о б р е т е н и я я з л я е г с я повышение нуклеационной активности х л а дореагента. Выяснено, что генерация ледяных к р и с т а л л о в гранулированными х л а д о р е а г е н т а м и имеет ограничения по высоте з а с е в а р е а г е н т а над уровнем верхней границы. Для обеспечения необходимой к о н центрации ледяных кристаллов при а к тивных в о з д е й с т в и я х с больших высот ^возникает необходимость неоправданно-го увеличения размера гранул х л а д о р е а г е н т а , ч т о приводит к н е о п р а в д а н 31-91 ным потерям х л а д а г е н т а на пассивном у ч а с т к е т р а е к т о р и и осаждения г р а н у л . Гранулированный х л а д о р е а г е н т г о т о в я т следующим о б р а з о м . Пористые матрицы ^древесный у г о л ь ГОСТ 7 6 5 7 - 8 4 , обоэкжениая целлюлоза) п р е д в а р и т е л ь н о вакуумируют д о Ю " 3 10~ 2 мм р т . с т , и/или нагревают д о 2 0 0 - 3 0 0 ° С . Затем насыщают жидким а з о т о м в с о с у д е Дюара. Время н а с ы щения - около 10 м и н . Гранулы, наполненные криожидкестью перед введением в облако орошают п р е д в а р и т е л ь н о п р и г о т о в л е н н о й водной с у с п е н з и е й г и д рофильной д и с п е р с н о й ф а з ы . В к а ч е с т в е д и с п е р с н о й фазы используют г и д р о фильный Б і 0 г , Т Ю ^ , А І ^ О 3 > З і О г ^ 3 г г Т і О г . Массовое отношение д и с п е р с н о й (21) 4740877/15 (22) 27.07.89 (71) Институт химии поверхности А УССР Н (72) А.А. Чуйко, В.К. Пикалов, s Н.Н. Петров, В.М, Огенко, А.В. Фесенко, В.Н. Мищенко и Р . В . Олейник -, (53) 632.116 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1166360, кл. А 01 G 15/00, 1983. 672606 фазы к воде варьируется от 10 до 60%. При этом толщина привитой оболочки изменяется от 0,05 до 0,21 см, В качестве криожидкости может использоваться любая криожидкость с температурой кипения ниже -41°С (азот, воздух, СО- жидкая). Эффективность гранулированного хладореагента определяется временем нуклеационной активности - временем испарения криожидкости из гранул, т.е. временем, в те* ение которого температура хладореагента изменяется от температуры кипения криожидкости (для азота - 196 С) до температуры порога гомогенного льдообразования (-41°С). Время испарения криожидкости из гранул измеряется при нормальных условиях -Т = +22°С, Р = 760 мм рт.ст., влажность - 40%. В табл.1-3 представлены данные нуклеационной активности гранулированного хладореагента в зависимости от весового соотношения входягчих в его состав компонентов. В табл.1 приведены данные по нуклеационной активности гранулированного хладореагента (без оболочки) в зависимости от соотношения матрица: криожидкость. Оптимальное значение нуклеационной активности наблюдается при соотношении матрицы и криожидкости от 1:1 до 1:5 (примеры 1-4, 8-11). В табл.2.приведены данные по нуклеационной активности гранулированного хладореагента в зависимости от массового соотношения пористой матрицы и оболочки. Как видно ия данных, приведенных в табл.?, оптимальное время нуклеационной активности соответствует соотношению матрицы и оболочки и от 1:0,2 до 1:0,5 (примеры 1-4). При значении соотношения матрицы и оболочки меньше предлагаемых время нуклеационной активности значительно ниже, чем оптимальное значение, ввиду несплошности оболочки (примеры 5 и 6 ) . При значениях соотношений матрицы и оболочки,превышающих предлагаемые время нуклеационной активности значительно ниже, чем оптимальное, ввиду больших потерь криожидкости, что приводит к существенному повышению температуры гранулы (примеры 5 и 6). с 1Q jс 20 25 30 а В примере 7 приведены данные по известному способу без оболочки. Нуклеационная активность известного хладореагента приблизительно в 1,52,0 раза меньше предлаї аемого, В табл. 3 приведены данные по изменению нуклеационной активности гранулированного хладореагента в зависимости от состава оболочки. Как видно из данных, приведенных в табл.3, хладореагент имеет максимальное время нуклеационной активности при соотношении компонентов в оболочке, мае,7,х Гидр офиль ная дисперсная фаза 20-30 Вода 70-80 (примеры 2-4, 8-10, 14-16, 20-22), независимо от типа гидрофильной дисперсной фазы. Предлагаемый хладореагент обладает более высокой нуклеационной активностью по сравнению с известными гранулированными хладореагентами за счет генерации дополнительных ядер льцооб— * разовакия,генерируемых ледяными осколками оболочки,которые образуются при механическом разрушении оболочки в результате кипения криожидкости. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ получения гранулированного хладореагента для активных воздей35 ствий на переохлажденные облака и туманы, включающий насыщение пористой гранулы криожидкостыо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью повышения нуклеационной активности, после 40 насыщения гранулы,орошают водной суспензией до получения на поверхности гранулы оболочки толщиной 0,08 0,19 см. 2. Способ п о п . 1 , о т л и ч а ю 45 щ и й с я тем, что водную суспензию образуют, используя в качестве т в е р дой фазы гидрофильный ггирогенный оксид кремния, оксид титана, оксид алюминия или их двойные комбинации при следующем соотношении, мас.%: Твердая фаза 20-30 Вода 70-80 3 . Способ по п , 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве порис55 той гранулы используют древесный уголь или обожженную целлюлозу при массовом соотношении пористой гранулы и криожидкости от 1:1 до 1:5. T я б л и u a 1 Соотношение млірмц,]: криожмдкость пп Материал и з которого выполнена матрица Соотношение матрица : жидкий азот Время испарения криожидкости из гранул, * с 1 Древесный уголь (ГОСТ 7657-84) 1:1 1:2 ъ 11 - 214 1:0,5 —" 242 1:5 3 4 290 1:4 2 258 206 (нег) 6 -"(нег) 1:6 . 202 7 -"(нег) 1:8 180 Обожженная целлюлоза 1:1 224 9 -" 1:2 263 10 -" 1:4 224 11 -" 1:5 202 12 - " (нег) 1:0,5 192 13 - " (нег) 1:6 190 14 - " (нег) 1:8 172 8 Соотношение г р а иулкровейяый кл£~ ТолиЯи* овопочжн.си Та Плхца 2 Яреми пуклеаиконной активности гранулированного жп&порепгент*, с АктивировлиныП уголь ГОСТ 7657-84 SiOj-ЯцО TlOi-H.O L I Al-O.-HjO Обожженная пеплвнлэа (SlOj-TiO,) Si0,~H,O L_H£ .J 304 TlO -R,0 I A^O^HjO J 306 I 276 I 1 t 2 1-0. г 1-0.3 0,08 284 306 0.1Ї 350 372 306 382 371 38u 324 196 Э 1-0,* 0,15 ЭМ 362 340 36Ї 36S 372 3*5(1 5 70 & t-0,5 0,10 212 ЗІЇ ЗЇ4 322 314 120 5 1:0,1 226 230 212 236 6 (иг) 1:0,6 220 224 2t6 230 (иг) 7 (прототип) 0,05 0.21 1Й2 2B6 244 232 211 220 гг. 204 Исследовалась сферическая пористая кагрноа релите он 1 см, взятая при соотношении матрнцаікриожмдкпсгь 1 3 и сболочгї из волной суспеичия 251-ноВ гидрофильной дисперсной 4х»ы.. 314 1672606 Т а б л и ц я Состав оболочки Соотношение компонентов в оболочке (гилрофиль™ ная дисперсная среда: :вода),мас.% Толщина оболочки, см З Время нуклеационнои активности, с активированный уголь ГОСТ 7657-84 Обожженная целлюлоза 10-90 0,12 280 312 20-80 0,12 325 354 25-75 0,12 350 372 30-70 0,12 315 342 40,60 0,12 290 315 50-50 0,12 275 296 10-90 0,12 292 310 (нег) 9 з и —"— -» (нег) 6 — — (нег) 7 (нег) т:іог-пго Й — "— 20-80 0,12 334 362 9 —"— 25-75 0,12 372 384 10 -" 30-70 0,12 342 352 11 (нег) -" 40-60 0,12 312 324 50-50 0,12 270 10-90 0,12 272 и 20-80 0,12 312 328 15 25-75 0,12 308 324 16 30-70 0,12 290 312 17 (нег) 40-60 0,12 284 294 18 (нег) 50-50 0,12 270 278 И)-9 0 0,12 294 316 20 20-80 0,12 336 354 21 2W5 0,12 382 396 22 JO-70 0,12 360 372 12 (нег) 13 (нег) 19 (нег) АХ,03-Н,0 (Si02-Ti02) 298 ' 306 10 1672606 Продолжение табл.3 Состав оболочки Толщина оболочки , см Время нуклеационной активности^ с активированный уголь ГОСТ 7657-84 Обожжен ная целлюлоза 40-60 23 (нег) 24 Соотношение компонентов в оболочке (гидрофильная дисперсная среда: :вода),мас.% _м_ 0,12 342 354 50-50 0,12 304 '.316 (нег) Редактор М. ^Кузнецова Составитель Л. Мантейфель Техред А.Кравчук ; . Корректор Н. Ревская Заказ 3320/ДСП Тираж 231 . Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101