УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ СУСПЕНЗИЙ НАНОСТРУКТУРНОГО БЕМИТА

Гидротермальный синтез бемита представляет собой процесс получения бемита в виде суспензии (Патент №2363659 «Способ получения бемита и водорода»). По данной технологии производится водосодержащая суспензия бемита в соотношении 1/1. Но в ряде случаев бемит необходим в виде дезагрегированного мелкодисперсного порошка, что обеспечивается разрабатываемым устройством сушки наноструктурного бемита, входящим в состав установки гидротермального синтеза бемита.
Известны различные методы сушки материалов. В химической промышленности широко распространены конвективный и контактный методы сушки.
Известно изобретение RU 2175952 где описан метод сушки пасты током высокой частоты в течение 5-20 минут при температуре 60-120 градусов по Цельсию и получение порошкообразного продукта. Для сушки водной суспензии бемита данный метод не подходит ввиду того, что под воздействием тока высокой частоты происходит изменение структурной модификации.
Известно изобретение RU 2299385 где описано устройство и способ вакуумной сушки пастообразных материалов. При данном методе сушки бемит образует крупные агломераты, что значительно снижает качество продукта.
Для повышения качества порошкообразного бемита предлагается устройство сушки бемита перегретым паром под давлением комбинированный со сбросом давления. Из устройства для сушки водосодержащей суспензии бемита основная часть воды из суспензии отводится периодически с небольшим расходом из сосуда высокого давления в состоянии насыщенного пара, а окончательная сушка производится перегретым паром, образующимся при резком сбросе давления до атмосферного, с получением порошкообразного продукта с размером частиц менее 100 нм.
Физической основой метода сброса давления является максимальное использование эффекта от интенсивного молярного переноса пара. Для этого материал прогревается, под давлением, затем давление в сушильной камере быстро снижается. За счет аккумулированного тепла во всей массе тела происходит бурное парообразование - вскипание влаги. Образующийся при этом перепад давления между центром и поверхностью образца формирует направленный к поверхности макроскопический поток пара.
На фиг. 1 представлена схема аппарата блока сушки бемита, где 1 - трубопровод ввода бемита; 2 - блок сушки; 3 - нагревательные элементы; 4 - теплоизоляция; 5 - трубопровод вывода сухого порошка; 6 - жиклер; 7 - первый вентиль вывода пара; 8 -второй вентиль вывода пара; третий вентиль 9 подачи азота; 10 - трубопровод вывода пара; 11 - вентиль вывода сухого порошка; 12 - датчик температуры; 13 - датчик давления.
Процесс сушки заключается в следующем: по трубопроводу 1 суспензия бемита с температурой 250°C из реактора поступает в блок сушки 2, нагретый до температуры 320°C, где создается давление 10-15 МПа и поддерживается температура 300-330°C. В интервале от 0 до 12 минут производится несколько кратковременных сбросов водяного пара через первый вентиль 7 и жиклер 6, после чего давление понижается до 5 МПа, а температура снижается до 250 градусов. При этих параметрах создается возможность достаточно интенсивного потока перегретого пара. Через 12 минут производится резкий сброс давления через второй вентиль 8 (8). Далее нагревательные элементы блока сушки выключаются. После остывания сухой порошок бемита выдувается из аппарата наддувом сухого азота через третий вентиль 9.
Предлагаемое устройство для сушки дает возможность получать порошок наноструктурированного бемита с размером частиц не более 100 нм. а также снизить энергозатраты на его производство.