«... с использованием вихревых реакторов для энерго- и ресурсосбережения в производстве импортозамещающих продуктов»
В ННГУ им. Н.И. Лобачевского завершается выполнение проекта «Модифицирование химического сырья с использованием вихревых реакторов для энерго- и ресурсосбережения в производстве импортозамещающих продуктов» по соглашению о предоставлении субсидии от 27 октября 2015 г. № 14.578.21.0135 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI57815X013).
Проект направлен на разработку экспериментальных установок и технологий получения химической продукции с использованием вихревых реакторов (аппаратов вихревого слоя), многократно увеличивающих скорость и эффективность процессов перемешивания и измельчения различных химических сред.
В течение 2017 года выполнен третий заключительный этап проекта.
За время выполнения проекта было создано три технологии и три экспериментальные установки, основанным функциональным звеном которых являются аппараты вихревого слоя. Принцип работы аппарата вихревого слоя заключается в том, что совокупность рабочих тел, вращающихся и соударяющихся в магнитном поле, образует вихревой слой, в котором с достаточно высокой степенью эффективности возможно осуществлять различные процессы
Разработанные экспериментальные установки предназначены для усовершенствования существующих технологий получения лакокрасочных материалов, производства разнообразных органо-водных эмульсий, характеризующихся высокой устойчивостью, ускорения процессов синтеза пластификаторов для полимерных материалов, обработки реакционных масс в процессе получения растворных каучуков с целью улучшения их качества. Проведенные на экспериментальных установках исследования показали высокую эффективность использования аппаратов вихревого слоя для указанных областей применения.
Благодаря использованию таких установок эффективность тонкого диспергирования пигментов и наполнителей в красках возрастает в несколько раз. Степень перетира, которая является максимально возможной для бисерных мельниц - наиболее распространенного диспергирующего лакокрасочного оборудования – достигается в аппаратах вихревого слоя в 2-3 раза быстрее. К тому же уменьшаются затраты на обслуживание оборудования, значительно сокращается расход растворителей для его промывки, что уменьшает количество вредных стоков.
С использованием данной технологии разработано 2 вида водно-дисперсионных красок. Есть основания полагать, что созданные установки на основе аппарата вихревого слоя могут заменить на лакокрасочных заводах бисерные мельницы – импортное дорогостоящее оборудование.
Процессы получения эмульсий также многократно ускоряются, при этом их стабильность существенно выше по сравнению с эмульсиями, полученными другими способами. В случае водо-топливных эмульсий это приводит к значительному росту эффективности энергоустановок, практически полному отсутствию отложений сажи в камере сгорания и увеличению стабильности пламени.
В случае проведения в таких установках химических реакций их скорость многократно увеличивается. Так например процесс получения диоктилфталата – распространенного крупнотоннажного пластификатора для полимерных материалов – может проходить в АВС при температуре 80-100°С, в то время как традиционные технологии предусматривают нагрев до 250°С и использование катализаторов.
В процессе производства растворных каучуков – сырья для получения всевозможных резиновых изделий – обработка реакционной массы в аппарате вихревого слоя позволяет моментально дезактивировать каталитический комплекс, используемый в процессе синтеза, что невозможно на имеющемся оборудовании. Это позволяет уменьшить содержания гель-фракции в готовом продукте (каучуке) до минимума, что многократно повышает его качество.
Разработанные технологии на сегодняшний день полностью готовы к внедрению.
