Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
То обстоятельство, что кварцевое стекло без вреда выдерживает сильное и неравномерное нагревание, позволяет несравненно более эффективно использовать те или иные источники тепла. При нагревании горячими газами можно без всякой опасности ставить изделия из кварцевого стекла в непосредственное соприкосновение с пламенем, как если бы мы имели дело с металлом. Точно так же при обогревании паром имеется полная возможность применять более высокие температуры, используя перегретый пар. В обоих случаях можно получить, зн 1чительную экономию топлива, а следовательно — удешевить производство.
Особенно эффективным оказалось применение изделий из непрозрачного кварцевого стекла при производстве серной кислоты, главным образом в установках для производства концентрированной кислоты„ Такая установка фирмы The Thermal Syndicate изображена на рис. 111» Мы видим два ряда кварцевых сосудов, опускающихся в лестничном порядке. Снизу сосуды обогреваются горячими газами, поднимающимися вдоль наклонной плоскости снизу вверх. Кислота переливается из одного сосуда в другой сверху вниз, постепенно обогащаясь.
185
Рис. 111. Сосуд кварцевого стекла для концентрации серной кислоты.
В ранее применявшихся установках в качестве материала для •сосудов брался обычно фарфор, имевший тот большой недостаток, что его приходилось предохранять от непосредственного действия горячих газов, употребляя плиты из какого-либо огнеупорного и достаточно
кислотоупорного материала.
Применение кварцевого стекла позволило вести нагревание на голом огне, для чего в шамотной облицовке под каждым сосудом делается сквозное отверстие. Щель между сосудом и шамотом уплотняется асбестовым шнуром, препятствующим пробиванию газов.
Описанная установка, имеющая 30 цилиндрических кварцевых сосудов, 50 сосудов в форме полусферических чаш и б цилиндрических кварцевых холодильников, рассчитана на концентрацию 5 000 кг кислоты в сутки. Поступающая кислота имеет крепость 50— 51° Вё, получаемая — 66° Вё. Рис. 111 отдельно изображает один из сосудов, в которых производится концентрация.
Не меньшее значение имеет непрозрачное кварцевое стекло для производства соляной кислоты. Наличие длинных канализационных устройств, по которым проходит горячий хлористый водород от места получения до места концентрации, всегда служило источником многочисленных аварий и утечек. Обычно применяемые в качестЕе материалов д 1Я этих установок песчаники, керамика и прочие гончарные изделия, обладая большой чувствительностью к резким сменам температуры, часто дают трещины, вызывая большие потери газа и грозя поминутной опасностью окружающим. Значительная пористость изготовляемых труб была причиной просачивания газа, что также сильно снижало экономичность всей установки и вредно сказывалось на гигиенических условиях работы. Все эти неудобства полностью отпали при применении в качестве материала для трубопроводов и конденсационных сосудов непрозрачного кварцевого стекла, нечувствительного к внезапным перегревам и не обладающего пористостью. Газ (НС1) по трубам из непрозрачного кварцевого стекла поступает в ряд кварцевых же баллонов, по которым протекает вода (течение воды происходит против течения газа), постепенно насыщаясь хлористым водородом. Неуспевший раствориться газ поступает в башню, насаженную кварцевыми шарами или цилин-ш
Рис. 112. Внешний вил установки из кварцевого стекла для получения соляной кислоты. Фирма Quartz et Silice.
Место cnauku >..............................
Рис. 113. Разрез горелки из кварцевого стекла для получения синтетической соляной кислоты.
дриками, орошаемыми водой. Крепкая кислота выливается в кварцевые бутыли.
Во все время прохождения газа и кислоты по установке единственным материалом, с которым происходит их соприкосновение, является кварцевое стекло. Это обстоятельство обеспечивает получение несравненно более чистого продукта, чем это имеет место на установках другого типа.
Рис. 112 дает внешний вид такого рода конденсационной установки, изготовляемой французской компанией Societe Quartz et Silice.
Наконец и в процессе получения синтетической соляной кислоты с успехом могут быть использованы отличительные свойства кварцевого стекла. В данном случае оно является незаменимым материалом для изготовления горелок, сжигающих хлор в атмосфере водорода. При этом используется тугоплавкость плавленого кварца и его химическая инертность, весьма значительная даже при высоких температурах, развивающихся в процессе горения. Рис. 113 представляет схемати-ское изображение такой горелки, целиком сделанной из кварцевого стекла.
Мало-помалу кварцевое стекло начинает проникать также в область производства азотной кислоты и в промышленность, связанную с процессами нитрации (производство взрывчатых веществ и пр.). Надо отметить, что несмотря на прогресс в индустрии кварцевого стекла изготовление из него предметов большого размера до после-него времени представляется затруднительным. Пределом в настоящее время является для труб диаметр в 1 Ai и для сосудов емкость в 250 л. Вполне понятно поэтому, что кварцевое стекло не может пока полностью вытеснить другие материалы.
