Способ сушки минеральных и синтетических неорганических веществ

 

Изобретение предназначено для удаления адсорбированной и кристаллизационной воды из минеральных и синтетических неорганических веществ, применяемых для сушки газов и поглощения воды в процессе аналитических исследований. Высушиваемый материал помещают на плотную твердую керамическую подложку, поглощающую СВЧ-энергию и расположенную на пористом слое, не поглощающем СВЧ-энергию. 1 табл.

COIO3 ГОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (51)л Н 05 В 6/64

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ ". (21) 4945485/09 (22) 14,06.91 (46) 23,04.93, Бюл. N 15 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад. М.К.Янгеля (72) А.А.Контарь и Л.А,Вещенко (73) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад, М.К.Янгеля (56) Патент США № 4567340, кл, Н 85 В 6/08, 1984.

Заявка Японии ¹ 60-1747, кл. Н 05 В

6/64, 1985, Изобретение относится к применению электромагнитной энергии СВЧ-диапазона, конкретно, для удаления адсорбированной и кристаллизационной воды из минеральных и синтетических неорганических веществ типа цеолитов, Цель изобретения — обеспечение тонкой сушки вплоть до полного обезвоживания обрабаты ваемого вещества при сохранении его качества и сокращения времени сушки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сушки минеральных и синтетических неорганических веществ (цеолитов), заключающемся в возбуждении электромагнитного поля СВЧ-диапазона в зоне размещения этих веществ, вещество помещают на твердую двухслойную подложку иэ пористого слоя и твердого плотного слоя, имеющего высокую теплостойкость и большие диэлектрические потери, Предлагаемый способ сушки по сравнению с прототипом не требует примене-

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ

К ПАТЕНТУ,. Ж,, 1811648 А3 (54) СПОСОБ СУШКИ МИНЕРАЛЬНЫХ И

СИНТЕТИЧЕСКИХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение предназначено для удаления адсорбированной и кристаллиэационной воды из минеральных и синтетических неорганических веществ, применяемых для сушки газов и поглощения воды в процессе аналитических исследований. Высушиваемый материал помещают на плотную твердую керамическую подложку, поглощающую

СВЧ-энергию и расположенную на пористом слое, не поглощающем СВЧ-энергию. 1 табл, ния зернистого материала, имеющего высокую теплостойкость и большие диэлектрические потери. Не загрязняется поверхность высушиваемого материала инородными примесями, что повышает качество такого цеолита по сравнению с подобным, но высушенным в слое зернистого материала: обеспечивается полное удаление влаги, Для реализации заявляемого способа берут двухслойную пластину, состоящую из плотного, твердого и пористого материалов, например из поглощающей СВЧ-керамики, нанесенной на пористый материал, пеношамот с размерами примерно 300х300х50 мм, при толщине поглощающей керамики

5 м м 1, на керамической поверхности размещают ровным слоем высушиваемый материал типа CaAl или NaAI, помещают подложку на дно СВЧ-печи и подают СВЧэнергию, предварительно закрыв дверь

СВЧ-печи. Для изучения процесса и отработки технологии использована бытовая

СВЧ-печь "Электроника", мощностью 500

Вт со средней длиной волны 12 см.

1811648

Проведенные опыты по удалению воды из цеоли гов в СВЧ-поле показали, что поглощение электромагнитной энергии цеолитом обусловлено наличием адсорбированной и кристаллизационной воды, соотношение между которыми составляет 92-95 и 8 -5% при общем количестве воды 20-24% от массы цеолита,.

До тех пор, пока в цеолите достаточно адсорбированной воды, СВЧ-энергия поглощается ею, цеолит нагревается и вода удаляется за счет испарения, По мере уменьшения количества адсорбированной воды возрастает количество не поглощенной цеолитом СВЧ-энергии, которая поглощается подложкой. Температура подложки увеличивается и передает большую часть энергии находящемуся на ней цеолиту. Таким образом, высушиваемый цеолит находится между двумя потоками.энергии, Через цеолит проходит постепенно нарастающий, по мере удаления адсорбированной воды, поток электромагнитной энергии СВЧ-диапазона, а от подложки навстречу ему направлено инфракрасное излучение от твердой части подложки, в которой СВЧэнергия трансформируется в тепловую, Пример. Для проведения эксперимента берут измельченный цеолит СаА! с крупностью до 0,5 мм в количестве 100 г, в котором содержится 22 г адсорбированной и кристаллизационной воды. Цеолит помещают на твердую, плотную часть подложки.

Подложку с цеолитом помещают в СВЧ-печь

"Электроника", закрывают дверцу и включают СВЧ-энергию.

Воздействие СВЧ-энергии осуществляют дискретно и весовым методом определяют уменьшение массы, а также измеряют температуру цеолита.

Результаты измерений приведены в таблице, За 30 мин в поле СВЧ удалена адсорбированная влага в количестве 20,2 r и втечение последующих 30 мин удалена кристаллизационная влага в количестве 1,8 г, Всего на полное удаление влаги затрачено 60 мин и 409

Вт на 1 моль воды. При непрерывном облучении полное удаление 22 г воды происходит из 100 г цеолита за 35 мин, а затраты энергии составляют 239 Вт на 1 моль воды, 5Î на пористый слой, Использование СВЧ-энергии для удаления воды из цеолита без двухслойной подло>кки завершается через 6 мин, и удаляется всего 5-6% воды, а цеолит перестает нагре5 ваться.

Для удаления 22 r воды из 100 г цеолита путем конвективного нагрева в кварцевой трубке происходит за 32 ч.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает полное удаление адсорбированной и кристаллизационной воды из цеолитов типа

CaAi u NaAl в СВЧ-поле, помещенных на двухслойную, из плотного и пористого материала, подложку, плотный керамический слой которой поглощает СВЧ-энергию, а пористый слой практически не поглощает электромагнитную энергию, уменьшает рассеивание инфракрасного излучения в окру20 жающую среду и резко ограничивает нагрев дна СВЧ-печи, Время удаления влаги из цеолита по . сравнению с прототипом сокращается практически на 10-15%, причем исключается возможность загрязнения цеолита примесями от инородного материала, ликвидируется операция разделения высушиваемого и поглощающего материалов, расход СВЧ-энергии сокращается на 10-15% в связи с тем, что

30 выделяющейся из высушиваемого материала влаге не надо проходить между частицами инородного, поглощающего СВЧ-энергию материала, создающих дополнительное сопротивление испаряющейся влаге, 35 Формула изобретения

Способ сушки минеральных и синтетических неорганических веществ, заключаю-. щийся в возбуждении электромагнитного поля СВЧ-диапазона в зоне размещения обрабатываемого материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения тонкой сушки вплоть до полного обезво>кивания обрабатываемого вещества при сохранении его качества и сокращения времени сушки, "5 обрабатываемый материал помещают на двухслойную подложку, верхний слой которой выполнен из твердого плотного материала, имеющего высокую теплостойкость и большие диэлектрические потери и нанесен