Аппаратура для цементации

Главными требованиями, предъявляемыми к аппаратуре для цементации (цементаторам), являются: высокая производительность единичного аппарата по раствору при условии обеспечения необходимой степени осаждения из него металла, низкие трудовые и энергетические затраты, минимальные затраты по переделу (цеху).

Из уравнения (57) следует, что остаточная концентрация извлекаемого металла зависит от величины удельной поверхности металла-цементатора в реакторе (S/F), константы скорости (к) и времени (т). Для реактора непрерывного действия в качестве удельной поверхности металлацементатора можно принять отношение суммарной поверхности металла к производительности реактора по раствору.

Уравнение (114) в общем виде выражает связь содержания извлекаемого металла в отходящем из реактора растворе с величиной площади поверхности металла-цементатора, производительностью реактора по раствору и интенсивностью перемешивания частиц в растворе.. Оно может быть использовано в первом приближении как критерий при выборе аппаратуры. Из уравнения (114) следует, что одностороннее увеличение производительности реактора по раствору без изменения величины поверхности частиц металла-цементатора и интенсивности перемешивания их приведет к увеличению содержания извлекаемого металла в отходящем растворе, т.е. к ухудшению качества очистки. Увеличение степени турбулизации в реакторе может быть осуществлено различными методами. Как будет показано ниже, таким средством, например, в желобах может служить фонтанирование раствора через слой частиц металла-цементатора, в механических агитаторах - скорость вращения мешалки, а в реакторах с затопленной струей - скорость истечения струи. Эффективными средствами турбулизации могут служить механическая вибрация, ультразвук и нестационарное электромагнитное поле.

В зависимости от организации потоков в реакторах различают процессы периодические и непрерывные. Производительность единичного периодического реактора выше производительности непрерывного реактора того же объема, вследствие чего в непрерывных процессах для достижения необходимой степени превращения вещества приходится устанавливать каскад реакторов. Вместе с тем реакторы периодического действия требуют значительных затрат труда И времени на всякого рода вспомогательные операции (загрузку, разгрузку, очистку и др.). При высокой производительности по раствору экономически более выгодными на предприятии становятся реакторы непрерывного действия.

Возможность увеличения непрерывного процесса цементации путем возврата выносимого из реактора цементирующего порошка математически обоснована. Показано, что этот прием позволяет обеспечить приоритет непрерывному способу очистки растворов от примесей цементацией перед периодическим. Построению математических моделей непрерывного процесса цементации посвящены работы.

Обращает на себя внимание большое разнообразие конструкций аппаратов для цементации, используемых в промышленности. В известной мере это обстоятельство свидетельствует об отсутствии единого научного подхода к их конструированию.