Глава XXXII. ВИБРАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Вибрационные Методы интенсификации физических процессов и химических реакций, протекающих в однофазных и многофазных системах, за последние два десятилетия находят все более широкое применение во многих отраслях промышленности. Интенсификация процессов выражается как в ускорении их протекания, так и в более полном использовании взаимодействующих веществ. При рациональном выборе аппаратуры и технологии достигается значительное повышение качества продукции и снижение трудоемкости и себестоимости. В некоторых случаях использование вибрации позволяет создавать новые технологические процессы, которые без вибрации либо неосуществимы, либо нерентабельны.
Физические процессы и химические реакции интенсифицируют с помощью различных вибрационных машин и аппаратов; нередко при этом совмещают две или несколько технологических операций. На машинах для вибрационной обработки заготовок и деталей осуществляют ряд химиковибрациопных и термовибрационных процессов. Так, при вибрационной обработке (см. гл. XXIX) штампованных металлических деталей с целью более эффективного удаления облоя и острых кромок в жидкую среду вводят окислитель. Поверхность детали покрывается слоем окисла, предотвращающим окисление лежащей ниже толщи металла. Вибрационная обработка способствует быстрому удалению этого хрупкого слоя. Особенно быстро процесс окисления и удаления слоя окисла осуществляется на утонченных местах, т. е. на облое и острых кромках.
При термовибрационной обработке процессы термической обработки совмещают с поверхностным наклепом деталей. В ряде случаев дополнительно наносят тонкий слой другого металла, который в измельченном виде предварительно вводят в камеру машины. Таким способом можно получить тонкое покрытие алюминием, медью и другими металлами, что обеспечивает коррозионную стойкость стальных деталей и повышенный предел выносливости три высокой влажности и значительной температуре.
В вибрационных мельницах в некоторых случаях процесс измельчения совмещают с каким-либо иным процессом, например с адсорбцией гидрофобных веществ, добавляемых в жидкую среду, поверхностью измельченных частиц, с химическим взаимодействием поверхности измельченных частиц с реагентами в жидкой среде, с химическим взаимодействием совместно измельченных порошков различных веществ.
Имеется опыт растворения соли и выщелачивания меди и других металлов из пиритных огарков и золота из железистокварцевых руд путем вибрирования невысокого слоя пульпы декой слегка наклонного вибрационного грохота.
Ряд технологических операций выполняют на вибрационных конвейерах, работающих в режиме передвижения сыпучего материала с подбрасыванием. Часто эти операции представляют собой физические теплообменные и массообменные процессы, например охлаждение, нагрев, сушку, а иногда — химические реакции хлорирования и т. п.
Большую часть физических процессов и химических реакций, интенсифицируемых вибрацией, реализуют в специальных вибрационных аппаратах. Из этих аппаратов наибольшее значение имеют аппараты с виброкипящим слоем сыпучего вещества в воздушной или иной газовой среде и аппараты с вибрационным перемешиванием суспензий, эмульсий и потоков газовых пузырьков в жидкостях.
