СПОСОБ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ АРГОНА ОТ ПРИМЕСЕЙ АЗОТА Российский патент 2014 года по МПК B01D53/04 

Описание патента на изобретение RU2531169C2

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки аргона от примесей азота в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов в инертных газах.

В промышленной практике применяются реагенты для очистки инертных газов от примесей азота (кальций, литий, титан и др.).

Существует способ тонкой очистки аргона в промышленной установке «Атмосфера-1», где в качестве химического реагента используют гранулированную титановую губку, имеющую комковатую форму с развитой пористой внешней поверхностью. Титановую губку размещают в реакторе системы химической очистки аргона и нагревают до температур 870-920°C, обеспечивающих химическое взаимодействие реагента с удаляемыми из аргона примесями азота (Фастовский В.Г., Ровинский А.Е., Петровский Ю.В. Инертные газы. - Москва, Атомиздат. - 1972. С.234) - прототип.

Гранулированная титановая губка обеспечивает достаточно высокую степень очистки аргона от примесей азота.

К недостаткам прототипа относится:

- неполная отработка реакционной массы реагента из гранулированной титановой губки, т.к. удаляемый азот взаимодействует только с ее внешней поверхностью, а сердцевина губки, имеющая высокую плотность, непроницаема для очищаемого аргона;

- высокая стоимость реагента из гранулированной титановой губки.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение степени обработки ресурса реагента и снижение затрат на очистку аргона.

Технический результат достигается тем, что в способе тонкой очистки аргона от примесей азота, включающем размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°С, согласно изобретению в качестве реагента используют брикеты из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов с плотностью в пределах 1,35-1,4 г/см3. Брикеты выполняют в форме пластин высотой от 7 до 18 мм. Толщина стружки составляет не более 1,1-1,2 мм. Размещение брикетов в реакторе системы очистки осуществляют послойно, с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа.

Плотность брикета в пределах 1,35-1,4 г/см3 является наиболее оптимальной, обеспечивающей необходимую пористость реакционной массы в брикете. Выбранная высота брикетов от 7 до 18 мм определяет формирование реакционной насадки с заданным гидравлическим сопротивлением. Толщину стружки 1,1-1,2 мм выбирают с целью полной отработки реакционной массы азотом в заданный период ее использования.

За счет компактирования стружки в брикеты химически активная поверхность реакционной массы реагента значительно возрастает. Соответственно, достигается высокая проницаемость реагента очищаемым аргоном, что обеспечивает практически полную отработку реакционной массы.

Использование в качестве химического реагента брикетов, изготовленных из недорогих стружечных отходов взамен дорогой титановой губки, значительно удешевляет процесс очистки инертных газов.

Во ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» методом холодного прессования были изготовлены брикеты в виде пластин из стружечных отходов механического производства титанового сплава ВТ6 с последующим спеканием материала брикета в вакууме. Толщина стружки 1,1-1,2 мм. Плотность брикетов 1,35-1,4 г/см3.

Размеры брикетов: 41×61,5×7 мм, 41×62,5×10 мм и 41×62,5×18 мм.

Был получен брикетированный реагент из стружки титанового сплава, имеющий высокую активную площадь химического взаимодействия с очищаемым аргоном, превышающую удельную площадь титановой губки в 18-25 раз.

Кроме того, были изготовлены брикеты в виде пластин из стружки титанового сплава ВТ1-0 толщиной 1,1-1,2 мм. Размеры брикета 10×20×62,5 мм, плотность брикетов 1,4 г/см3. Исследование показало, что при рабочей температуре реагента 880°C концентрация азота в аргоне стабильно поддерживалась на уровне 0,008% об.

Послойное размещение в реакторе системы очистки промышленной установки «Атмосфера-1» реагента из брикетированных стружечных отходов механической обработки титановых сплавов обеспечило эффективное поддержание стабильной чистоты аргона по содержанию азота при температурах нагрева 870-920°C.

Газодинамическое сопротивление указанных брикетов высотой от 7 до 18 мм имеет величину от 15 до 30 мм масляного столба при скорости продувки аргона через брикет 0,15 м/сек.

Сравнительный расчет показывает, что затраты на изготовление брикетированного из стружечных отходов реагента в условиях предприятий, выполняющих металлообработку титановых сплавов, в 3-6 раз ниже затрат на приобретение дорогостоящей титановой губки. Для изготовления предлагаемого реагента можно использовать стружечные отходы широкой гаммы титановых сплавов.

Похожие патенты RU2531169C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ 2001
  • Гиршов В.Л.
  • Подпалкин А.М.
  • Трещевский А.Н.
  • Абрамов А.А.
RU2197548C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ 2002
  • Гиршов В.Л.
  • Трещевский А.Н.
  • Петров В.А.
RU2228960C1
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ 1994
  • Абрамова К.Б.
  • Самуйлов С.Д.
  • Филин Ю.А.
RU2063304C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 2008
  • Куликов Борис Петрович
  • Николаев Михаил Дмитриевич
  • Кузнецов Александр Александрович
RU2394927C2
Брикетированная смесь для обработки серого чугуна для отливок 1985
  • Горенко Вадим Георгиевич
  • Шинский Олег Иосифович
  • Манойло Николай Васильевич
SU1296620A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ АДДИТИВНЫХ И ГРАНУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 2020
  • Мистахов Ренат Искандерович
  • Карпов Александр Николаевич
  • Подоксик Вячеслав Григорьевич
  • Евдокимов Виталий Викторович
  • Саубанов Марат Нинарович
  • Дозорнов Александр Юрьевич
  • Иксанов Максим Владимирович
  • Молчанова Нэлли Федоровна
RU2761494C1
Способ получения модифицирующей лигатуры Al - Ti 2016
  • Куликов Борис Петрович
  • Баранов Владимир Николаевич
  • Железняк Виктор Евгеньевич
  • Беляев Сергей Владимирович
  • Безруких Александр Иннокентьевич
  • Фролов Виктор Федорович
RU2637545C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА ТИТАНА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИОБИЯ 2014
  • Александров Александр Владимирович
  • Андреев Андрей Владиславович
  • Безуглов Александр Юрьевич
  • Волков Игорь Львович
  • Кодинцев Виктор Васильевич
  • Ночовная Надежда Алексеевна
  • Скворцова Светлана Владимировна
  • Смирнов Владимир Григорьевич
  • Токарев Константин Александрович
RU2576288C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДА ТИТАНА 2002
  • Боровинская И.П.
  • Мержанов А.Г.
  • Ратников В.И.
RU2208573C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ В НЕЙТРАЛЬНОЙ АТМОСФЕРЕ НАВОДОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ОТХОДОВ ТИТАНА ИЛИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 1994
  • Талалаев Владимир Дмитриевич
  • Санков Олег Николаевич
  • Носов Вячеслав Петрович
  • Гриц Владимир Викторович
  • Валяльщиков Владимир Васильевич
  • Ганькин Геннадий Васильевич
  • Лысенков Юрий Тимофеевич
RU2061071C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ АРГОНА ОТ ПРИМЕСЕЙ АЗОТА

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей азота, включающий размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°С, в котором в качестве реагента используют брикеты из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов. Плотность брикета составляет не более 1,35-1,4 г/см3. Брикеты выполнены в форме пластин или дисков высотой от 7 до 18 мм, толщина стружки составляет не более 1,1-1,2 мм. Размещение брикетов в реакторе системы очистки осуществляют послойно, с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа. Изобретение позволяет повысить ресурс реагента и снизить стоимость процесса очистки аргона. 3 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 531 169 C2

1. Способ тонкой очистки аргона от примесей азота, включающий размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°C, отличающийся тем, что в качестве реагента используют брикеты плотностью 1,35-1,40 г/см3 из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов.

2. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что толщина стружки составляет 1,1-1,2 мм.

3. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что брикеты изготавливают в форме пластин высотой от 7 до 18 мм.

4. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что брикеты в реакторе системы очистки размещают послойно с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2531169C2

В
Г
ФАСТОВСКИЙ, А
Е
РОВИНСКИЙ, Ю
В
ПЕТРОВСКИЙ "ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ", МОСКВА, АТОМИЗДАТ, 1972
УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ В НЕЙТРАЛЬНОЙ АТМОСФЕРЕ НАВОДОРОЖЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ОТХОДОВ ТИТАНА ИЛИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 1994
  • Талалаев Владимир Дмитриевич
  • Санков Олег Николаевич
  • Носов Вячеслав Петрович
  • Гриц Владимир Викторович
  • Валяльщиков Владимир Васильевич
  • Ганькин Геннадий Васильевич
  • Лысенков Юрий Тимофеевич
RU2061071C1
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ 1994
  • Абрамова К.Б.
  • Самуйлов С.Д.
  • Филин Ю.А.
RU2063304C1
JP 07328446, 19.12.1995
WO 2011048364 A1, 28.04.2011

RU 2 531 169 C2

Авторы

Андронов Евгений Васильевич

Додон Раиса Васильевна

Орыщенко Алексей Сергеевич

Даты

2014-10-20Публикация

2012-12-04Подача