Моделирование технологической схемы процесса получения композиционных материалов на основе аэрогелейстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 19 июня 2024 г.
Аннотация:В работе рассмотрен метод прямого синтеза функциональных соединений в объеме неорганических аэрогелей, совмещенный со сверхкритической сушкой композиционных материалов. Рассмотрены три основные стадии процессов получения материалов. Первая стадия включала в себя синтез функциональных соединений на поверхности гелей. Вторая стадия – вытеснение растворителя из свободного объема аппарата путем протока через автоклав сверхкритического диоксида углерода. Третья стадия – сверхкритическая сушка, в результате которой происходит удаление растворителя из пор материала. Приведены параметры ведения процессов синтеза и сверхкритической сушки. Представлена и описана технологическая схема промышленной установки объемом 70 литров для ведения сверхкритических процессов, расположенная в ООО «Ниагара», г. Щелково. Для представленных процессов разработана математическая модель с использованием программного пакета CHEMCAD, который позволяет определить материальный и тепловой балансы как отдельных аппаратов, так и технологической схемы в целом. Проведен расчет влияния количества изопропанола на расход диоксида углерода. По полученным данным проведен анализ энергетических затрат на проведение процесса синтеза функциональных соединений в объеме аэрогелей. На основе математической модели определен энерго- и ресурсоэффективный способ технологического оформления процессов синтеза и сверхкритической сушки. Установлено уменьшение энергетических затрат технологической схемы с использованием тепла после компримирования.