Меню Закрыть

Эффективность удаления водорода

Эффективность удаления водорода

Процесс удаления водорода из расплавленного алюминия сначала происходит внутри расплава. Атомы водорода, растворенные в расплавленном алюминии, мигрируют к периферии пузырьков очищающего агента (Ar, N₂ и т. д.). На периферии пузырька они адсорбируются и объединяются в молекулы водорода, проникая внутрь пузырька. В конечном итоге пузырь поднимается вверх и выходит из кинетического процесса расплава алюминия. Это процесс, при котором водород диффундирует в жидкой фазе и адсорбируется пузырями. Уравнение скорости удаления водорода из расплавленного алюминия отражает эффективность удаления водорода из расплавленного алюминия с точки зрения кинетики удаления водорода.

Эффективность удаления водорода

Для того чтобы оптимизировать условия кинетики удаления водорода и повысить эффективность удаления водорода из расплавленного алюминия, необходимо в максимально возможной степени одновременно соблюдать следующие пять требований.

Большое количество пузырьков означает, что необходимо обеспечить достаточный расход газа. Расход газа, как правило, является основным фактором, влияющим на эффективность удаления водорода при пузырьковой флотации. При одинаковых условиях чем больше расход газа, тем больше удельная площадь контакта газа с жидкостью.

Диаметр пузырьков невелик. При одинаковом расходе подаваемого воздуха, если размер пузырьков невелик, их количество естественным образом увеличивается, что позволяет эффективно увеличить удельную площадь поверхности газо-жидкостного контакта. Теоретические расчёты показывают, что увеличение общей площади поверхности пузырьков обратно пропорционально размеру их диаметра. В то же время уменьшение диаметра пузырьков способствует увеличению коэффициента массопереноса.

Пузырьки равномерно распределены в расплаве алюминия. Это позволяет эффективно сократить расстояние диффузии водорода, растворенного в расплаве алюминия, до пузырьков. Этот момент нельзя недооценивать, поскольку диффузия водорода в жидкой фазе зачастую является ограничивающим звеном в вышеупомянутом кинетическом процессе удаления водорода. Равномерное распределение пузырьков эквивалентно усилению процесса диффузии или повышению скорости массопереноса.

Пузырьки движутся с высокой скоростью в расплавленном алюминии. Это увеличивает скорость перемешивания внутри расплавленного алюминия, усиливает обновление границы раздела «газ-жидкость» и повышает интенсивность массопереноса в жидкой фазе.

Пузырьки находятся в расплавленном алюминии достаточное время. Таким образом, потенциал пузырьков по переносу водорода может быть использован в полной мере, что эквивалентно увеличению времени дегидрирования пузырьков. В то же время все чаще признаётся, что в процессе очистки расплавленного алюминия на его поверхности может происходить поглощение водорода одновременно с удалением водорода изнутри расплава.