2.4 Результаты экспериментов и их обсуждения
Результаты термообработки таблеток фенилона:
В ходе эксперимента была проведена термообработка формованных таблеток (состав: 100% фенилон) при различных температурах.
Формование таблеток производилось прессом под давлением 56 МПа .
Параметры таблеток:
Диаметр – 15 мм
Толщина – 1,4 мм
Таблица 3 - Изменение цвета и прочности формованных таблеток (состав: 100 % фенилона) при термообработке при различных температурах.
№ эксперимента |
t, ˚С |
τ, час |
Примечание (изменение цвета, прочность) |
1 |
100 |
0,5 |
Цвет не изменился |
2 |
200-230 |
0,5 |
Легкое потемнение таблетки, прочная |
3 |
300-330 |
0,5 |
Коричневый цвет таблетки, прочная |
4 |
400 |
0,5 |
Разрушение материала. Таблетка стала совсем темная и вздулась в форме шарика. |
Рисунок 3 – Формованный фенилон после термообработки
( t=100, 200, 300,400 ˚С).
В результате термообработки формованных таблеток фенилона, при температуре t=400 ˚С произошло разрушение материала (таблетка стала тёмной и вздулась в форме шарика). Это связано с тем что, фенилон сохраняет свои конструкционные свойства до 260 ˚С, после 300 ˚С происходит размягчение структуры и он теряет свои прочностные характеристики, деформируется.
Таблица 4- Результаты экспериментов ( КСМ состава: цеолит исходный NaX – фенилон С2 В)
№ КСМ |
t, ˚C |
τ, час |
P, МПа. |
Ws по бензолу, см3/г |
А, р/рs=0,35, г/г |
А, р/рs=0,85, г/г |
А, р/рs=0,93, г/г |
П, кг/см2 |
1 |
200-220 |
0,5 |
33 |
0,24 |
0,16 |
0,17 |
0,18 |
18,1 |
2 |
56 |
0,28 |
0,13 |
0,2 |
0,23 |
19,3 |
||
3 |
90 |
0,26 |
0,14 |
0,21 |
0,18 |
19,8 |
||
4 |
1 |
33 |
0,12 |
0,16 |
0,2 |
0,21 |
21,8 |
|
5 |
56 |
0,18 |
0,17 |
0,19 |
0,22 |
22,4 |
||
6 |
90 |
0,16 |
0,14 |
0,18 |
0,21 |
27,7 |
||
7 |
300-320 |
0,5 |
33 |
0,19 |
0,2 |
0,22 |
0,25 |
19,8 |
8 |
56 |
0,21 |
0,15 |
0,22 |
0,23 |
21,5 |
||
9 |
90 |
0,19 |
0,15 |
0,21 |
0,2 |
21 |
||
10 |
1 |
33 |
0,21 |
0,18 |
0,21 |
0,23 |
19,8 |
|
11 |
56 |
0,22 |
0,17 |
0,23 |
0,22 |
21 |
||
12 |
90 |
0,2 |
0,15 |
0,18 |
0,21 |
21,5 |
Примечание:
Ws – адсорбционная ёмкость по бензолу, см3/г;
А – адсорбционная ёмкость по парам воды, г/г;
t – температура, ˚С;
τ – время, час;
Р – давление прессования, МПа;
П – прочность, кг/см2.
Таблица 5- Результаты экспериментов ( КСМ состава: цеолит подсушенный NaX – фенилон С2 В)
№ КСМ |
t, ˚C |
τ, час |
P, МПа. |
Ws по бензолу, см3/г |
А р/рs=0,35, г/г |
А р/рs=0,85, г/г |
А р/рs=0,93, г/г |
П, кг/см2 |
1 |
200-220 |
0,5 |
33 |
0,28 |
0,17 |
0,2 |
0,2 |
18,1 |
2 |
56 |
0,36 |
0,15 |
0,21 |
0,23 |
21,5 |
||
3 |
90 |
0,27 |
0,16 |
0,17 |
0,18 |
23 |
||
4 |
1 |
33 |
0,19 |
0,18 |
0,19 |
0,21 |
22 |
|
5 |
56 |
0,22 |
0,17 |
0,23 |
0,24 |
23 |
||
6 |
90 |
0,17 |
0,16 |
0,2 |
0,21 |
25 |
||
7 |
300-320 |
0,5 |
33 |
0,22 |
0,22 |
0,23 |
0,26 |
19,8 |
8 |
56 |
0,21 |
0,2 |
0,21 |
0,23 |
22 |
||
9 |
90 |
0,18 |
0,2 |
0,22 |
0,25 |
21 |
||
10 |
1 |
33 |
0,22 |
0,19 |
0,23 |
0,27 |
19,8 |
|
11 |
56 |
0,29 |
0,17 |
0,23 |
0,24 |
21 |
||
12 |
90 |
0,25 |
0,2 |
0,21 |
0,23 |
21,5 |
Примечание:
Ws – адсорбционная ёмкость по бензолу, см3/г;
А – адсорбционная ёмкость по парам воды, г/г;
t – температура, ˚С;
τ – время, час;
Р – давление прессования, МПа;
П – прочность, кг/см2.
Из полученных результатов (таблица 3 и 4) видно, что КСМ полученный из заранее подсушенного цеолита NaX обладает более высокими показателями адсорбционных свойств, чем КСМ полученный из исходного цеолита NaX.
Рисунок 4 – Зависимость прочности КСМ (состав цеолит исходный - фенилон), при давлении прессования 33,56, 90 Мпа, от температуры и времени термообработки.
Рисунок 5 – Зависимость прочности КСМ (состав цеолит подсушенный - фенилон), при давлении прессования 33, 56, 90 МПа, от температуры и времени термообработки.
Диаграммы прочности (рисунок 4 и 5) показывают что наиболее прочными являются КСМ формованный при давлении 90 МПа. Оптимальная температура обработки – 200 ˚С, время выдержки τ=1 час. Это связано с тем что фенилон - связующее, входящий в состав КСМ, длительно может работать при температуре 250—260°С. При 300 ˚С он начинает терять свои конструкционные свойства.
Рисунок 6 – Зависимость сорбционной емкости КСМ (состав цеолит исходный - фенилон) по бензолу от температуры и времени термообработки.
Рисунок 7 – Зависимость сорбционной емкости КСМ (состав цеолит подсушенный - фенилон) по бензолу от температуры и времени термообработки.
Рисунок 8 - Сравнение сорбционной ёмкости по бензолу КСМ приготовленного из исходного цеолита и предварительно термообработанного.
Образец №1 – КСМ на основе исходного цеолита;
Образец №2 – КСМ на основе предварительно термообработанного.
Из графиков зависимости адсорбционной ёмкости по бензолу (рисунок 6 и 7) от температуры и времени термообработки видно, что образцы, полученные при температуре t=200 ˚C и времени термообработки τ=0,5 ч. обладают большей поглощающей способностью. При давлении прессования 56 МПа, адсорбционная ёмкость по бензолу, КСМ полученного из подсушенного цеолита, достигла значения 0,36 см3/г.
Рисунок 9 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит исходный - фенилон) воде от температуры и времени термообработки.(Р=56 МПа – давление прессования)
Рисунок 10 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит подсушенный - фенилон) по воде от температуры и времени термообработки.( (Р=56 МПа – давление прессования)
Рисунок 11 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит исходный - фенилон) по воде от температуры и времени термообработки. (Р=33 МПа – давление прессования)
Рисунок 12 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит подсушенный - фенилон) по воде от температуры и времени термообработки. (Р=33 МПа – давление прессования)
Рисунок 13 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит исходный - фенилон) по воде от температуры и времени термообработки. (Р=90 МПа – давление прессования)
Рисунок 14 – Зависимость величины сорбции КСМ (состав цеолит подсушенный - фенилон)по воде от температуры и времени термообработки. (Р=90 МПа – давление прессования)
Исходя из изотерм адсорбции по парам воды можно сказать, что образцы полученные при 300˚С обладают лучшей адсорбционной ёмкостью по воде. Высокая адсорбционная емкость по парам воды и по бензолу композиционно сорбирующего материала, позволяет использовать их в качестве адсорбентов для осушки газов.
Фенилон входящий в состав КСМ придает ему прочность и термостойкость, поэтому дает возможность их длительной работы в широком интервале температур.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что целесообразно дальнейшее рассмотрение получение КСМ состава цеолит NaX – фенилон С2 В, так как при оптимальных условиях будут получены наилучшие параметры.