LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розробка ресурсозберігаючої технології мерсеризації сурових тканин

розділі наведені характеристики матеріалів, що використовувались, описані основні методи досліджень.

Для визначення концентрацій лужних розчинів використовували аналітичні методи аналізу.

Розробку способу електрохімічного концентрування відпрацьованих лужних розчинів здійснювали за допомогою лабораторної установки періодичної дії.

Дослідження ефективності регенерованих лужних розчинів у процесі мерсеризації та промивки тканини після мерсеризації здійснювали з використанням моделювання роботи валкової мерсеризаційної машини.

Фізико-механічні показники тканин оцінювали відповідно до затверджених державних стандартів.

При визначенні оптимальних технологічних параметрів використовувалися методи математичної статистики.

Утретьому розділі викладено експериментальну частину роботи, що складається з п'яти підрозділів.

У підрозділі 3.1 представлені теоретичні та експериментальні дослідження ефективності використання електрохімічних принципів для концентрування та очистки відпрацьованих лужних розчинів.

У ході теоретичних розрахунків була визначена оптимальна модель електрохімічної системи, яка забезпечує значне зменшення дифузії гідроксиду натрію з катодного в анодний простір (рис. 1).

На основі цієї моделі була створена лабораторна установка періодичної дії, за допомогою якої здійснювалася експериментальна перевірка ефективності використання електрохімічних принципів для регенерації лужних розчинів. Досліджуваними факторами були: густина струму у міжелектродному просторі; температура проведення процесу; товщина діафрагми; швидкість фільтрації.

У табл. 1 представлені результати концентрування розчину з початковою концентрацією гідроксиду натрію 35 г/л при різних рівнях густини струму.

Таблиця 1

Вплив густини струму на показники процесу концентрування

розчину гідроксиду натрію

Густина струму, А/м2 Нап-руга, В Об'єм отри-маного кон-центрованого розчину, мл Концент-рація отри-маного розчину, г/л Концентра-ція анодного розчину, г/л Коефіцієнт концентру-вання гідро-ксиду натрію Витрати елек-троенергії на 1 кг NaOH, кВт Ч год.

1000 3,6 4,6 58,1 35 1,7 13,5

1000 3,5 4,4 92,6 35 2,7 8,6

1000 3,5 4,3 114,3 34,2 3,4 7,1

1000 3,5 4,3 118,7 33,2 3,6 6,9

1000 3,4 4,2 119,8 31,9 3,8 6,8

1500 5,0 4,4 136,5 30,5 4,5 12,5

1500 5,0 4,4 161,3 29,1 5,5 10,6

1500 4,9 4,2 174,8 27,6 6,3 10,0

1500 4,9 4,0 184,4 26,2 7,0 10,0

1500 4,8 3,9 186,3 24,1 7,7 9,9

1500 4,8 3,9 185,9 22,1 8,4 9,9

1750 5,6 3,7 196,3 19,9 9,9 13,5

1750 5,7 3,5 207,4 17,2 12,1 13,7

1750 5,9 3,4 205,2 14,0 14,7 14,8


Отримані результати свідчать, що за допомогою способу ЕХК можна концентрувати лужні розчини у 3-8 разів, при цьому витрати електроенергії складають 7-10 кВт Ч год. / кг гідроксиду натрію (у перерахунку на безводний).

Дослідження ефективності очистки розбавлених лужних розчинів під час концентрування здійснювали на забруднених лужних розчинах, отриманих після процесу гарячої мерсеризації, та на лужних розчинах з додаванням активного барвника яскраво-блакитного КХ у кількості 0,5 г/л. Показниками ефективності очистки були в'язкість та оптична густина регенерованих розчинів у порівнянні з вихідними розчинами.

Оцінку ефективності очистки за змінами оптичної густини (рис. 2) здійснювали за допомогою фотоколориметра КФК - 2 - УХЛ 4,2.

Важливою перевагою способу ЕХК над випарюванням є його декарбонізуючий ефект. Концентрація карбонату натрію у мерсеризаційному розчині не повинна перевищувати 8 %. Експериментально було встановлено, що ступінь декарбонізації (відношення концентрації Na2CO3 у вихідному розчині до концентрації у регенерованому) залежить від густини струму та концентрації карбонату натрію у вихідному розчині (рис. 3).

У процесі досліджень встановлено, що спосіб ЕХК дозволяє збільшувати концентрацію гідроксиду натрію у регенерованому розчині у 3-8 разів, очищує та декарбонізує його. При необхідності переробки дуже розбавлених та забруднених лужних розчинів цей спосіб не має альтернативи.

У підрозділі 3.2 представлено схему експериментальної установки безперервної дії (рис. 4) та наведені результати досліджень процесу ЕХК лужних розчинів в створеній установці.

Рис. 4. Принципова схема однієї секції експериментальної електрохімічної установки безперервної дії:

1 - корпус; 2 - перфорований анод; 3 - пориста діафрагма; 4 - перфорований катод; 5 - патрубок для вихідного розчину; 6 - патрубок для збіднілого розчину; 7 - патрубок для відведення регенерованого розчину; 8 - патрубки для відведення кисню; 9 - патрубки для відведення водню.

Установка складається з п'яти однакових секцій, які послідовно включені у ланцюг електричного струму. Загальна площа міжелектродного простору установки складає 2000 см2, її електроди (катоди і аноди) зроблені з нержавіючої сталі у вигляді перфорованих пластин. Між ними розташовані діафрагми з азбесту.

Дослідження процесу регенерації лужних розчинів в установці, яка зображена на рис. 4, здійснювалось за показниками густини струму та об'ємної витрати вихідного лужного розчину.

На рис. 5 представлені експериментальні залежності концентрації гідроксиду та карбонату натрію у регенерованому розчині від густини струму, які були отримані для вихідного розчину з концентрацією 32 г/л гідроксиду натрію та 45 г/л карбонату натрію.

Отримані результати свідчать, що змінюючи густину струму у міжелектродному просторі установки ЕХК можна регулювати процес регенерації лужного розчину у широких межах.

У табл. 2 представлені результати дослідження впливу об'ємної витрати вихідного розчину на ступінь переносу гідроксиду натрію з вихідного у регенерований розчин, яке здійснювалось для розчину з концентрацією 30 г/л гідроксиду та 0,9 г/л карбонату натрію при постійній густині струму 1000 А/м2.

Таблиця 2

Вплив об'ємної витрати вихідного розчину на ступінь переносу та інші показники процесу регенерації

Витрата ви- хідного розчи- ну, л/год. Концен-трація вихід-ного розчи-ну, г/л Вихід збід-нілого розчи- ну, л/год. Концент-рація збідні-лого розчину, г/л Вихід регене-рова-ного розчину, л/год. Концент-рація ре- генеро-ваного розчину, г/л Ступінь переносу гідро-ксиду натрію, % Витрати електро- енергії на 1кг NаОН, кВт Ч год.

6,10 30 5,23 13,2 0,82 138,9 62,2 6,9

5,15 30 4,28 10,0 0,82 136,5 72,5 7,2

4,05 30 3,20 5,0 0,80 131,8 86,8 7,5

3,10 30 2,29 2,5 0,76 111,2 90,9 8,8

2,15 30 1,39 2,2 0,67 91,7 95,3 10,2


Було встановлено, що реалізація способу ЕХК із