RU2356130C1 - Method for porous material saturation - Google Patents
Method for porous material saturation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356130C1 RU2356130C1 RU2008102152/09A RU2008102152A RU2356130C1 RU 2356130 C1 RU2356130 C1 RU 2356130C1 RU 2008102152/09 A RU2008102152/09 A RU 2008102152/09A RU 2008102152 A RU2008102152 A RU 2008102152A RU 2356130 C1 RU2356130 C1 RU 2356130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- pores
- temperature
- auxiliary liquid
- saturation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении химических источников тока.The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of chemical current sources.
Известен способ пропитки пористого материала, согласно которому, с целью облегчения пропитки путем удаления воздуха из пор, пористый материал подвергают предварительному вакуумированию [1].A known method of impregnating a porous material, according to which, in order to facilitate impregnation by removing air from the pores, the porous material is subjected to preliminary evacuation [1].
Недостатками известного способа являются большие энергозатраты на вакуумирование рабочей камеры и низкая производительность, обусловленная цикличностью и длительностью процесса вакуумирования.The disadvantages of this method are the high energy consumption for evacuation of the working chamber and low productivity due to the cyclical nature and duration of the evacuation process.
Наиболее близким к заявляемому способу пропитки пористых материалов по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий предварительный подогрев материала, затем обработку перегретыми парами пропиточной жидкости или вещества, хорошо растворимого в последней, затем погружение материала в пропиточную жидкость с температурой ниже температуры конденсации паров, конденсацию паров в порах и их заполнение пропиточной жидкостью [2].Closest to the claimed method of impregnating porous materials according to the technical nature and the achieved result is a method comprising preheating the material, then treating it with superheated vapor of an impregnating liquid or a substance that is readily soluble in the latter, then immersing the material in an impregnating liquid with a temperature below the vapor condensation temperature, condensation vapor in the pores and their filling with an impregnating liquid [2].
Недостатками известного способа является то, что вытеснение воздуха из пор осуществляется путем постепенного разбавления воздуха паром, поступающим в поры в результате молекулярной диффузии, что требует длительного времени, а также недостаточно высокая степень освобождения пор от воздуха и, как следствие, - недостаточная степень пропитки. Кроме того, указанный способ имеет слишком много стадий и требует разнообразного сложного оборудования.The disadvantages of this method is that the displacement of air from the pores is carried out by gradually diluting the air with steam entering the pores as a result of molecular diffusion, which requires a long time, as well as an insufficiently high degree of release of pores from the air and, as a result, insufficient degree of impregnation. In addition, this method has too many stages and requires a variety of sophisticated equipment.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.
Заявляемое изобретение направлено на повышение производительности процесса пропитки, повышение степени заполнения пор, упрощение технологии и технологического оборудования.The invention is aimed at improving the performance of the impregnation process, increasing the degree of filling of pores, simplifying technology and process equipment.
При осуществлении заявляемого изобретения достигается значительное повышение скорости и степени освобождения пор от воздуха путем его вытеснения вспомогательной жидкостью, хорошо смачивающей поверхность пор и имеющей низкую вязкость.In the implementation of the claimed invention, a significant increase in the speed and degree of release of pores from air is achieved by its displacement with an auxiliary liquid that wetts the surface of the pores well and has a low viscosity.
Указанный технический результат при осуществлении заявляемого изобретения достигается тем, что в известном способе пропитки пористого материала, включающем заполнение пор парами и погружение материала в пропиточную жидкость, находящуюся при температуре ниже температуры конденсации паров, материал вначале пропитывают вспомогательной жидкостью, нерастворимой в пропиточной жидкости и имеющей температуру кипения ниже, чем у пропиточной жидкости, затем его погружают в пропиточную жидкость, находящуюся при температуре выше температуры кипения вспомогательной жидкости.The specified technical result in the implementation of the claimed invention is achieved by the fact that in the known method of impregnating a porous material, comprising filling pores with vapor and immersing the material in an impregnating liquid at a temperature below the vapor condensation temperature, the material is first impregnated with an auxiliary liquid insoluble in the impregnating liquid and having a temperature boiling lower than that of the impregnating liquid, then it is immersed in an impregnating liquid at a temperature above the temperature boiling auxiliary fluid.
В заявляемом способе пропитки поры материала заполняются парами в результате испарения находящейся в них легкокипящей жидкости. Для этого пористый материал вначале пропитывают вспомогательной жидкостью, имеющей температуру кипения значительно ниже температуры кипения пропиточной жидкости, затем погружают в пропиточную жидкость при температуре значительно выше, чем температура кипения вспомогательной жидкости. Находящаяся в порах вспомогательная жидкость испаряется, и в порах материала остаются только ее пары. После этого поры заполняют известным методом - материал погружают в пропиточную жидкость, находящуюся при температуре значительно ниже температуры конденсации паров вспомогательной жидкости. При этом происходит конденсация паров вспомогательной жидкости в порах материала с созданием в них вакуума и их заполнение пропиточной жидкостью.In the inventive method of impregnation, the pores of the material are filled with vapors as a result of evaporation of the low boiling liquid contained in them. For this, the porous material is first impregnated with an auxiliary liquid having a boiling point much lower than the boiling temperature of the impregnating liquid, then immersed in an impregnating liquid at a temperature significantly higher than the boiling temperature of the auxiliary liquid. The auxiliary liquid located in the pores evaporates, and only its vapors remain in the pores of the material. After this, the pores are filled in a known manner - the material is immersed in an impregnating liquid at a temperature significantly lower than the condensation temperature of the auxiliary liquid vapor. In this case, the vapor of the auxiliary liquid is condensed in the pores of the material with the creation of a vacuum in them and their filling with an impregnating liquid.
Стадия конденсации паров вспомогательной жидкости в порах материала может осуществляться путем переноса материала из горячей в холодную пропиточную жидкость, а также без переноса - путем охлаждения горячей пропиточной жидкости с находящимся в ней материалом до температуры ниже температуры конденсации паров вспомогательной жидкости, а также при непрерывном перемещении материала из зоны с горячей пропиточной жидкостью в зону с холодной пропиточной жидкостью. Последнее особенно эффективно при пропитке ленточных материалов.The stage of condensation of auxiliary liquid vapors in the pores of the material can be carried out by transferring material from hot to cold impregnating liquid, and also without transfer, by cooling the hot impregnating liquid with the material in it to a temperature below the condensation temperature of auxiliary liquid vapors, as well as by continuous movement of the material from a zone with hot impregnating liquid to an area with cold impregnating liquid. The latter is especially effective in impregnating tape materials.
Для осуществления заявляемого способа необходимо, чтобы вспомогательная жидкость имела температуру кипения значительно ниже температуры кипения пропиточной жидкости и не растворялась в пропиточной жидкости. Последнее требование обусловлено тем, что при использовании вспомогательной жидкости, растворяющейся в пропиточной жидкости, при погружении материала, пропитанного вспомогательной жидкостью, в его порах образуется раствор, температура которого выше температуры кипения вспомогательной жидкости, что затрудняет ее выпаривание.To implement the proposed method, it is necessary that the auxiliary liquid had a boiling point well below the boiling point of the impregnating liquid and did not dissolve in the impregnating liquid. The last requirement is due to the fact that when using an auxiliary liquid that dissolves in an impregnating liquid, when a material saturated with an auxiliary liquid is immersed, a solution is formed in its pores whose temperature is higher than the boiling point of the auxiliary liquid, which makes it difficult to evaporate.
При пропитке пористого материала водными растворами в качестве вспомогательной жидкости могут применяться индивидуальные углеводороды, например гексан, или смеси углеводородов, например легкая фракция бензина, а также четыреххлористый углерод.When impregnating the porous material with aqueous solutions, individual hydrocarbons, for example hexane, or hydrocarbon mixtures, for example a light fraction of gasoline, as well as carbon tetrachloride, can be used as auxiliary liquid.
Возможность осуществления заявляемого способа показана на следующих примерах.The possibility of implementing the proposed method is shown in the following examples.
1. Готовят гидрофобный пористый образец. Для этого смешивают 6 г порошкообразного полиэтилена с молекулярной массой более 106 и 14 г белой сажи. Из полученной смеси при комнатной температуре и давлении 500 Н/см2 прессуют листовой образец с размерами 125×125×1,3 мм. Затем образец спекают в термошкафу при 195°С в течение 1 часа и охлаждают до комнатной температуры. Из полученного листа вырубают образцы диаметром 50 мм и взвешивают каждый.1. Prepare a hydrophobic porous sample. To do this, mix 6 g of powdered polyethylene with a molecular weight of more than 10 6 and 14 g of white carbon black. A sheet sample with dimensions of 125 × 125 × 1.3 mm is pressed from the resulting mixture at room temperature and a pressure of 500 N / cm 2 . Then the sample is sintered in an oven at 195 ° C for 1 hour and cooled to room temperature. Samples of 50 mm in diameter are cut from the resulting sheet and each is weighed.
Готовят пропиточный раствор. Для этого в 1 л дистиллированной воды при непрерывном перемешивании растворяют 10 г сульфонола. Половину приготовленного раствора заливают в круглодонную широкогорлую колбу емкостью 1 л, ставят ее в масляную баню и нагревают раствор до температуры 85±5°С.An impregnation solution is prepared. To do this, 10 g of sulfonol are dissolved in 1 liter of distilled water with continuous stirring. Half of the prepared solution is poured into a round-bottomed wide-necked flask with a capacity of 1 l, put it in an oil bath and the solution is heated to a temperature of 85 ± 5 ° C.
Готовят вспомогательную жидкость. Для этого в стеклянный цилиндр емкостью 500 мл наливают 250 мл гексана и стакан закрывают стеклянной пластиной.Prepare auxiliary fluid. To do this, 250 ml of hexane is poured into a 500 ml glass cylinder and the glass is closed with a glass plate.
Пять образцов поочередно подвергают пропитке в соответствии с заявляемым способом. В цилиндр со вспомогательной жидкостью опускают исходный образец и выдерживают 30 с. После этого образец быстро переносят в широкогорлую колбу с горячим приготовленным раствором и также выдерживают 30 с. Затем образец быстро переносят в приготовленный раствор, находящийся при комнатной температуре, и выдерживают 30 с. После этого образец вынимают из раствора, удаляют поверхностные капли с помощью фильтровальной бумаги и взвешивают с точностью до 1 мг. Определяют изменение массы каждого образца в % и ее среднее арифметическое значение для пяти образцов.Five samples are alternately subjected to impregnation in accordance with the claimed method. The initial sample is lowered into the cylinder with auxiliary liquid and held for 30 s. After that, the sample is quickly transferred to a wide-necked flask with a hot prepared solution and also incubated for 30 s. Then the sample is quickly transferred to the prepared solution at room temperature and incubated for 30 s. After that, the sample is removed from the solution, surface drops are removed with filter paper and weighed to the nearest 1 mg. The change in mass of each sample in% and its arithmetic mean value for five samples is determined.
2. Таким же образом, как в п.1, пять образцов поочередно подвергают пропитке сначала горячим, а затем холодным водным раствором сульфонола без предварительной пропитки гексаном.2. In the same manner as in claim 1, five samples are alternately subjected to impregnation with a hot and then with a cold aqueous solution of sulfonol without preliminary impregnation with hexane.
3. Для осуществления непрерывного процесса пропитки в соответствии с заявленным способом собирают установку, схема которой показана на чертеже.3. To implement a continuous impregnation process in accordance with the claimed method assemble the installation, a diagram of which is shown in the drawing.
В состав установки входят: ленточный транспортер 1, лентопротяжный механизм 2, бачек для вспомогательной жидкости 3, бак для пропиточной жидкости 4, нагревательный элемент 5, термопары 6 и 7.The installation includes: belt conveyor 1, tape drive mechanism 2, tanks for auxiliary liquid 3, tank for impregnating liquid 4, heating element 5, thermocouples 6 and 7.
Ленточный транспортер 1 выполнен из плетенной нержавеющей сетки в виде бесконечной ленты шириной 70 мм. Лентопротяжный механизм 2 представляет собой валики диаметром 50 мм и длиной 80 мм, выполненные из нержавеющей стали. Движение ленты осуществляется парой тянущих валиков с ручным приводом. Бачок 3 из нержавеющей стали имеет внутренние размеры 150×81×200 мм. Бак 4 из нержавеющей стали имеет внутренние размеры 200×81×1050 мм. Внутри бачка 3 и бака 4 имеется по одному направляющему валику 2. В баке 4 в верхней части вмонтированы две трубы нагревательного элемента 5, обогреваемые насыщенным водяным паром при температуре 115°С. Кроме того, для контроля температуры пропиточной жидкости в верхней и нижней частях бака 4 установлены термопары 6 и 7. Расстояние между термопарами - 700 мм.The conveyor belt 1 is made of braided stainless mesh in the form of an endless tape 70 mm wide. The tape drive mechanism 2 is a roller with a diameter of 50 mm and a length of 80 mm, made of stainless steel. The movement of the tape is carried out by a pair of pulling rollers with a manual drive. The stainless steel tank 3 has an internal dimension of 150 × 81 × 200 mm. The stainless steel tank 4 has an internal dimension of 200 × 81 × 1050 mm. Inside the tank 3 and tank 4 there is one guide roller 2. In the tank 4 in the upper part two pipes of the heating element 5 are mounted, heated by saturated steam at a temperature of 115 ° C. In addition, thermocouples 6 and 7 are installed in the upper and lower parts of the tank 4 to control the temperature of the impregnating liquid. The distance between the thermocouples is 700 mm.
В бачок 3 заливают 1,8 л гексана, в бак 4-15 л 2%-ного раствора сульфонола в воде. К ленточному транспортеру перед первым направляющим валиком тонкой проволокой привязывают последовательно друг за другом 5 образцов, приготовленных в соответствии с п.1. Нагревают раствор в верхней части бака 4 до температуры 85±5°С, при этом в нижней части бака 4 температура раствора не должна превышать 50°С. Протягивают ленточный транспортер с образцами при скорости 1±0,2 м/мин через всю установку. Образцы отвязывают, удаляют поверхностные капли и взвешивают с точностью до 1 мг.1.8 l of hexane is poured into the tank 3, 4-15 l of a 2% solution of sulfonol in water are added to the tank. 5 samples prepared in accordance with claim 1 are sequentially tied one after another to the conveyor belt in front of the first guide roller with a thin wire. Heat the solution in the upper part of the tank 4 to a temperature of 85 ± 5 ° C, while in the lower part of the tank 4 the temperature of the solution should not exceed 50 ° C. A belt conveyor with samples is pulled at a speed of 1 ± 0.2 m / min through the entire installation. Samples are untied, surface drops removed and weighed to the nearest 1 mg.
4. Таким же образом, как в п.3, пропитывают пять таких же образцов, при пустом бачке 3.4. In the same manner as in claim 3, five of the same samples are impregnated with an empty tank 3.
5. Пять образцов, приготовленных в соответствии с п.1, поочередно подвергают пропитке по известному способу.5. Five samples prepared in accordance with claim 1, are alternately subjected to impregnation by a known method.
Для этого в водяную баню вместимостью 2 л заливают 500 мл воды, затем в нее на уровне 30 мм от поверхности воды устанавливают решетку из крупноячеистой нержавеющей сетки. Баню накрывают крышкой и доводят воду до кипения.To do this, 500 ml of water is poured into a water bath with a capacity of 2 l, then a lattice of coarse stainless mesh is installed in it at a level of 30 mm from the water surface. The bath is covered and the water is brought to a boil.
Каждый из пяти образцов поочередно помещают на решетку, закрывают крышку и выдерживают 1 мин. После этого образец быстро переносят в приготовленный раствор сульфонола, находящийся при комнатной температуре, и выдерживают 1 мин. Затем образец вынимают, удаляют поверхностные капли и взвешивают с точностью до 1 мг.Each of the five samples is alternately placed on the grate, close the lid and incubated for 1 min. After that, the sample is quickly transferred to the prepared sulfonol solution at room temperature and incubated for 1 min. Then the sample is removed, surface drops are removed and weighed to the nearest 1 mg.
Результаты взвешивания образцов, пропитанных водным раствором сульфонола в соответствии с п.1-4, приведены в таблице.The weighing results of the samples impregnated with an aqueous solution of sulfonol in accordance with claim 1-4 are shown in the table.
Как видно из таблицы, максимальное поглощение пропиточного раствора достигается при осуществлении процесса с применением предварительной пропитки образцов вспомогательной жидкостью (примеры 1 и 3), что соответствует заявляемому способу.As can be seen from the table, the maximum absorption of the impregnating solution is achieved during the process using preliminary impregnation of the samples with auxiliary liquid (examples 1 and 3), which corresponds to the claimed method.
Источники информацииInformation sources
1. Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. В кн.: «Экстрагирование (система твердое тело - жидкость). Л.: «Химия», 1974, с.37.1. Axelrud G.A., Lysyansky V.M. In the book: “Extraction (solid-liquid system). L .: "Chemistry", 1974, p. 37.
2. http://www.usuce.dp.ua/Projects/Impreg/index-r.htm.2. http://www.usuce.dp.ua/Projects/Impreg/index-r.htm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102152/09A RU2356130C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Method for porous material saturation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102152/09A RU2356130C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Method for porous material saturation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2356130C1 true RU2356130C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008102152/09A RU2356130C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Method for porous material saturation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356130C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482570C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Method for treatment of porous material |
-
2008
- 2008-01-24 RU RU2008102152/09A patent/RU2356130C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482570C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Method for treatment of porous material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rohrbach et al. | A cellulose based hydrophilic, oleophobic hydrated filter for water/oil separation | |
| CN106139923A (en) | A kind of graphene oxide framework material composite membrane and its preparation method and application | |
| CN103922543A (en) | Garbage leaching liquor treatment method | |
| CN106582314B (en) | A kind of small-bore hydrophobic composite membrane preparation method for membrane distillation | |
| CN109012197A (en) | A kind of polyimide composite film and preparation method for infiltration evaporation processing Halite water | |
| RU2356130C1 (en) | Method for porous material saturation | |
| FR2492074A1 (en) | INSTALLATION FOR HEATING AND DRYING VACUUM PARTS BY CONDENSATION OF STEAM AND SEPARATION OF A SECOND LIQUID WITH HIGHER BOILING POINT | |
| CN104906816B (en) | It is a kind of based on composite porous controllable liquid method of evaporating | |
| CN106283851A (en) | A kind of graphene oxide modification oil-water separation filter paper and preparation method thereof | |
| CN106283833A (en) | A kind of preparation method of superhigh molecular weight polyethylene fibers paper | |
| CN109925747A (en) | A kind of ultraviolet lighting can control the water-oil separating material of super-hydrophobic-super hydrophilic reversible transformation | |
| CN106139937B (en) | High molecular weight hydrophilic Modified Membrane, preparation method and application | |
| Tung et al. | Characterization of the oxygen scavenging capacity and kinetics of SBS films | |
| CN107803118A (en) | A kind of Triafol T/polyamide composite film and application thereof | |
| WO2011081251A1 (en) | Apparatus and method for drying organic waste having high water content | |
| CN113684689A (en) | Preparation method of super-hydrophobic fabric based on emulsion impregnation and application of super-hydrophobic fabric in seawater desalination | |
| CN105031950B (en) | A kind of method based on composite porous controlled evaporation surface temperature | |
| CN204803204U (en) | System for sludge drying handles | |
| CN210409582U (en) | Soxhlet extractor | |
| JP5965670B2 (en) | Process for producing heat-treated wood | |
| CN105363357B (en) | It is a kind of using bifunctional vinyl compound as polyvinyl alcohol film of crosslinking agent and preparation method thereof | |
| RU2482570C1 (en) | Method for treatment of porous material | |
| CN105778964B (en) | A kind of coal tar dewatering and coal tar dehydration device | |
| US20110220856A1 (en) | Alkaline silicate dehydration | |
| CN110040713B (en) | Preparation method of carbon aerogel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180125 |