Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология, страница 7

Экономика вакуумной металлургии. М.: Металлургия, 1989.8. Лейканд М. Вакуумные электрические печи. М.: Машиностроение,1977.9. Мармер Э.Н. Электропечи для термовакуумных процессов. М.: Энергия, 1977.10. Шумский К.П. Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения. М.: Машиностроение, 1974.11. Фомин В.М.Вакуумная электропечь сопротивления СШВ3.3/13ГMl // Электротермия. 1972. В. 7(121) −8(122), С. 3.12.

Электронно-лучевая сварка материалов в вакууме // Обзоры поэлектронной технике, ЦНИИ Электроника, 1977.13. Мошкин В.Ф. Оборудование для сварки и родственных технологийв машиностроении // Автоматическая сварка. 1994. № 11. С. 40-43.14. Казаков В.А. Состояние и перспективы развития электронно-лучевой сварки в производстве аэрокосмической техники // Сварочноепроизводство. 1994. № 11(720). С. 2−5.15.

Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме. Сер. 4, № 16 –М.:Знание, 1966.16. Диффузионная сварка материалов. 2-е изд. М.: Машинорстроение, 1978.17. Беляков В.И. Диффузионная сварка изделий с принудительнымдеформированием в вакуумных печах // Изв. вузов. Машиностроение. 1993. № 3−5. С. 92−96.18. Суслов А.А. Пайка слоистых конструкций на основе алюминия ититана // Сварочное производство. 1994. № 12(721). С. 11−13.19. Гладков Э.А.

Разработка новых процессов и методов их управленияи автоматизации применительно к существующим и новым конструкционным материалам // Машиностроение. 1993. № 6. С. 12−14.20. Грохольский Б.П. Порошковая металлургия и применение композиционных материалов. Л.: Лениздат, 1982.21. Скатков Л.И. Исследование пористости компактных структур, образованных вакуумным спеканием порошка гидрида ниобия.//Физика и химия обработки материалов. 1994. № 6. С. 157−159.2622. Савченко Н.Л. Высокотемпературное спекание в вакууме плазмохимических порошков на основе тетрагонального диоксида циркония // Порошковая металлургия.

1994. № 1−2. С. 26−30.23. Фармер Э.Н. Вакуумные печи с углеродными нагревателями длятермической обработки и спекания // Металловедение и термическая обработка металлов. 1994. № 4. С. 22−25.3. ВАКУУМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ХИМИИ, НЕФТЕХИМИИ И ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИВ химической промышленности применение вакуумных технологий позволяет осуществлять дегазацию изоляционных масел и синтетических материалов; дистилляцию фармацевтических продуктов иконсервирующих веществ для пищевых продуктов; адсорбционнуюочистку нефтепродуктов; сублимационную сушку пищевых продуктов,медицинских препаратов и прочих.3.1. Вакуумная и молекулярная дистилляция (перегонка)Вакуумная дистилляция − технологический процесс разделенияжидких смесей на отличающиеся по составу отдельные фракции путемих частичного испарения в вакууме с последующей конденсацией образовавшихся паров.

Дистилляция производится путем частичного испарения кипящей жидкой смеси, непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров. Полученный конденсат называется дистиллятом, анеиспарившаяся жидкость − кубовым остатком.Немецкая фирма Ofru Recycling разработала вакуумную дистилляционную установку, содержащую растворители смеси, для непрерывной очистки небольших количеств загрязненных растворителей [1].Установка функционирует при пропускной способности около 10 л/ч.Установка включает в себя вакуумный резервуар с непосредственнымэлектрическим обогревом, обеспечивающим возможность регулирования температуры до 200°С.

Давление может варьироваться в диапазоне5⋅103−104 Па.Еще одна из германских фирм предлагает вакуумную дистилляционную установку для очистки загрязненных жидкостей в щадящихусловиях [2]. Установка работает при давлении 8⋅104 Па. Температурыварьируется в диапазоне 80−90°С. Загрязненная жидкость всасываетсянепосред-ственно из куба перегонной колонны и подвергается дистил-27ляции. Частицы примесей и высококипящие компоненты остаются внижней части установки и, достигнув заданной концентрации, периодически удаляются через вентиль.Дистилляция в вакууме широко применяется в химическойпромышленности для изготовления восков, сложных эфиров, в медицине для изготовления фармацевтических препаратов, в парфюмерии дляизготовления ароматических веществ.Молекулярная дистилляция, являющаяся разновидностью вакуумной дистилляции, - процесс разделения жидких смесей путем свободного испарения в вакууме (10-1−10-2 Па) при температуре ниже точки ихкипения; осуществляется при минимально коротком расстоянии междуиспаряемой поверхностью и конденсатором.

В современных молекулярных кубах процесс испарения протекает в очень тонкой пленке(слое) жидкости (0,01−0,05 мм), уменьшающей время нахождения вещества на поверхности и соответственно опасность его термическогоразложения. Конденсация молекул на поверхности конденсатора прибольшой разности температур (50−100°С) происходит почти мгновенно.Молекулярная дистилляция применяется:• для регенерации нефтепродуктов и отработанных минеральных масел из двигателей, редукторов, трансформаторов, турбин;• для производства рабочих жидкостей вакуумных насосов;• для очистки термически нестойких органических веществ, например, эфиров фталевой, себациновой и других кислот;• для выделения витаминов из рыбьего жира и пр.Одна из американских фирм разработала новый процесс перегонки в тонком слое под высоким вакуумом − молекулярную перегонкувакуумного остатка, позволяющую извлечь дополнительно 50−60% тяжелой дистиллятной фракции из остатка, полученного на установке вакуумной дистилляции [3].

Остаток после удаления серы может бытьнаправлен на дальнейшую переработку.Новый процесс даёт возможность сконцентрировать в небольшом количестве остатка металлы и избыток нефти на ранней стадиипереработки. Полученный дистиллят можно использовать для производства смазочных масел или парафина высокой степени чистоты и вкачестве сырья для каталитического крекинга флюид.Установка включает в себя газосепаратор и два перегонных куба, в которых процесс разделения происходит в тонком слое при остаточном давлении от 50 до 5 Па. Кубы обогреваются циркулирующимвысокотемпературным теплоносителем. Тяжелый вакуумный дистиллятконденсируется во внутреннем конденсаторе. Капли конденсатора отво-28дятся, что способствует снижению содержания металла и асфальтенов втяжелом дистилляте до минимума.3.2.

Вакуумная ректификацияРектификация − разделение жидких и сжиженных газовых смесей, основанное на диффузионном обмене вещества между неравновесными фазами и сопровождаемое межфазным теплообменом [4]. Ректификация осуществляется в ректификационных колоннах, состоящих изкуба-испарителя, колонны с внутренними распределительными устройствами и конденсатора. Образовавшиеся в кубе-испарителе пары проходят через колонну снизу вверх, контактируя со стекающей жидкостью.Из колонны пар поступает в конденсатор, откуда часть образовавшегосяконденсата, называемого флегмой, возвращается в верхнюю часть колонны, а остаток представляет собой конечный продукт-дистиллят.Флегма стекает вниз, контактируя с паром, и попадает в кубиспаритель, где вновь испаряется.

Внутреннее распределительное устройство, предназначенное для контакта жидкости и пара, представляетсобой тарелки различных конструкций или насадки. Методом вакуумной ректификации пользуются также в случае разделения термолабильных жидкостей.Вакуумная ректификация применяется в нефтяной промышленности для разделения нефти на бензин, мазут и другие продукты, в производстве сероуглерода, синтетического каучука, для разделения изотопов и пр.

[4, 5]. Фирмы Hays Chemical Distribution Ltd, и Speichim сообщают о совместно разработанной промышленной вакуумной ректификационной установке, предназначенной для очистки растворителей,реактивов и сырья, рекуперацию отработанных продуктов с получениемдистиллятов высокой чистоты для фармацевтической и электротехнической промышленности и производств особо чистых реакторов[2]. В установку входят 5 колонн из нержавеющей стали, имеющих по65 тарелок и работающих при температурах 0−200°С и давлении от высокого вакуума до 6 атм., а также испарители, перегонные кубы, конденсаторы и пр.3.3. Тепловая вакуумная и сублимационная сушкаСушка − термический процесс удаления (испарения) влаги изтвердых материалов.

Различают тепловую вакуумную сушку и сублимационную вакуумную сушку материала в замороженном состоянии.Вакуумную сушку используют для чистых химических продук-29тов, взрывоопасных и термочувствительных материалов и т.д. Например, ОАО "НИИХИММАШ" предлагает роторную вакуумную сушилкумодели PBI, 2-4, ОВК-3 периодического действия для сушки жидких,пастообразных и сыпучих продуктов, в том числе токсичных или взрывоопасных [6].Сушилка представляет собой горизонтальный цилиндрическийкорпус с паровым обогревом, снабженный ротором специальной конструкции (мешалкой). Такой ротор позволяет высушивать жидкие, пастообразные и сыпучие материалы с получением порошкообразного илиагломерированного сухого продукта. Установка не имеет газовых выбросов в атмосферу, а выпаренная влага конденсируется и пригодна длявозврата в производственный цикл.

Давление греющего пара 0,5 МПа,остаточное давление в сушилке 13,3 кПа. Эта сушилка может использоваться для сушки гальванических шламов и осадков сточных вод.Вакуумная сушка с псевдоожиженным слоем итальянской фирмы S.p.A. предназначена для отгонки органических растворителей исушки гранул, а также покрытия последних пленками. Корпус сушкивмещает 0,005−1,56 м3 исходного продукта, который продувается нагретым до 80°С воздухом, циркулирующим по замкнутому контуру с расходом 200−15 000 м3/ч [7].

В корпусе поддерживается остаточное давление 1,5−40 кПа.В сублимационных сушильных установках влага удаляется изпродукта в замороженном состоянии под высоким вакуумом (остаточное давление 5−1⋅102Па), а необходимое тепло подводится к материалулибо путем контакта с нагретыми поверхностями, либо радиацией отнагретых экранов [8, 9].Сушильная установка включает в себя цилиндрический сублиматор, снабженный обогреваемыми горячей водой пустотелыми плитами, на которые устанавливаются противни с высушиваемым материалом.

Пары влаги направляются в трубчатый конденсаторвымораживатель, соединенный с вакуум-насосом.Достоинством сублимационной сушки является сохранение основных биологических качеств материала и незначительный удельныйрасход тепла. Сублимационная сушка применяется для сушки пищевыхпродуктов таких, как фрукты, яичные и молочные продукты, кофе, чайи другие, а также термолабильных химических продуктов, как, например, красящих веществ, тканевых и растительных экстрактов, белковыхпрепаратов. Методом сублимационной сушки получают большинстволекарственных препаратов фармацевтической промышленности.303.4. Фильтрация в вакуумеФильтрацию в вакууме применяют для разделения различныхсуспензий и в некоторых случаях для разделения коллоидных растворов.