Zinc borate production in a batch reactor
Kesikli sistemde çinko borat üretimi
- Tez No: 167066
- Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU, PROF. DR. SAİM ÖZKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
oz KESİKLİ SİSTEMDE ÇİNKO BORAT ÜRETİMİ Gürhan, Deniz Y. Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. İnci Eroğlu Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Saim Özkar Aralık 2005, 113 sayfa Çinko borat polimerlerde, ahşap uygulamalarda ve tekstil ürünlerinde kullanılan alev geciktirici bir katkı malzemesidir. Değişik kimyasal yapılı çinko borat bileşikleri mevcuttur. Bu araştırmada 2Zn0.3B203.3,5H20 formüllü çinko borat üretimi araştırıldı. Yapılan bu çalışmanın amacı, deney koşullarının borik asitle çinko oksidin aşı kristali varlığındaki reaksiyonundan elde edilen çinko borat ürününün özelliklerine etkilerinin araştırılması ve çinko borat üretim reaksiyonu için en uygun deney koşullarının belirlenmesidir. Ayrıca uygun bir kinetik model bulmak için reaksiyon kinetiği de incelenmiştir. Borik asidin çinko okside oranının -H3B03:Zn0 oranı- (3:1, 3.5:1, 5:1 ve 7:1), çinko oksit tane boyutunun (10um ve 25u.m), karıştırma hızının (275 dev/dak, 400 dev/dak, 800 dev/dak ve 1600 dev/dak), sıcaklığın (75°, 85° ve 95°) ve aşı kristallerinin tane boyutunun (10u,m ve daha küçük tane boyutlu) reaksiyon hızına, reaksiyon tamamlanma süresine, oluşan çinko vıborat ürününün kompozisyonuna ve tane boyut dağılımına etkileri araştırıldı. Deneyler sürekli karıştırılan 1.5 litrelik kesikli cam bir reaktörde sıcaklık kontrollü olarak gerçekleştirildi. Deneyler sırasında analiz yapılmak üzere düzenli aralıklarda numuneler alındı. Yapılan analizler sonucunda deney sırasında borik asit ve çinko oksitin zamana göre değişimleri ve çinko oksidin zamana göre çinko borata dönüşümü ve reaksiyon hızı hesaplandı. Son ürünlerde ayrıca parça boyut dağılım analizleri yapıldı. Bulgular, reaksiyon hızının artan H3B03:ZnO oranı, çinko oksit tane boyutu, karıştırma hızı ve sıcaklık ile arttığını göstermektedir. H3B03:ZnO oranı, karıştırma hızı ve sıcaklık arttırıldığında ise reaksiyon tamamlanma süresi azalmaktadır. Oluşan çinko borat ürününün tane boyutunun artan karıştırma hızı ve aşı kristallerinin tane boyutu ile azaldığı ve artan çinko oksit hammadde tane boyutu ile arttığı bulundu. Yapılan deneylerde son ürün tane boyutlarının 4.3u.m ile 16.6 um arasında değiştiği görüldü. Çinko borat üretim reaksiyonunun kinetiği genel olarak, büzüşen çekirdek modelindeki ürün tabakasına difüzyonun kontrol ettiği duruma uydu. Anahtar kelimeler : Çinko borat, borik asit, reaksiyon kinetiği, alev geciktiricilik. vıı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT ZINC BORATE PRODUCTION IN A BATCH REACTOR Gürhan, Deniz M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor : Prof. Dr. İnci Eroğlu Co-Supervisor: Prof. Dr. Saim Özkar December 2005, 113 pages Zinc borate is a flame retardant additive used in polymers, wood applications and textile products. There are different types of zinc borate having different chemical composition and structure. In this study, the production of zinc borate that had the molecular formula of 2Zn0.3B203.3,5H20 was studied. The aim of this study was to investigate the effects of reaction parameters on the properties of zinc borate that had been synthesized by the reaction of boric acid and zinc oxide at the existence of the seed crystals and to determine the optimum experimental conditions for zinc borate production reaction. Reaction kinetics was also investigated to find a suitable kinetics model. The effect of boric acid to zinc oxide ratio -H3B03:ZnO ratio- (3:1, 3.5:1, 5:1 and 7:1), the particle size of zinc oxide (10um and 25|j.m), stirring rate (275 rpm, 400 rpm, 800 rpm and 1600 rpm), temperature (75°, 85° and 95°) and size of seed crystals (10|im and smaller size) on reaction rate, ivreaction completion time, composition and particle size distribution of zinc borate were investigated. Experiments were performed in a continuously stirring, temperature controlled batch reactor with a volume of 1.5L. During the experiments samples were taken to be analyzed in regular time intervals. The analyses of the samples gave the concentration change of zinc oxide and boron oxide in the solid as well as the conversion of zinc oxide to zinc borate with respect to time and the rate of reaction was calculated. The products were also analyzed for particle size distribution. The experimental results showed that the reaction rate increased with the increasing H3B03:ZnO ratio, particle size of zinc oxide, stirring rate and temperature. Concomitantly reaction completion time was also decreased by increasing H3B03:ZnO ratio, stirring rate and temperature. The particle size of final product, zinc borate, decreased with increasing stirring rate and size of zinc borate used as seed and increased with increasing particle size of zinc oxide used as reactant. The average particle sizes of the final product zinc borates synthesized at the end of the experiments were ranged between 4.3 u.m and 16.6 u.m. The zinc borate production reaction was mainly fitted the unreacted core model for the case of diffusion through product layer controls. Keywords : Zinc borate, boric acid, reaction kinetics, flame retardancy.
Benzer Tezler
- Zinc borate production in a batch reactor and plant design
Kesikli reaktörde çinko borat üretimi ve tesis tasarımı
DENİZ ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN SAMİ ATALAY
- Çinko borat üretimi
Production of zinc borate
SİBEL YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALE GÜRBÜZ
- Ultrases destekli çinko borat sentezi
Ultrasound assisted synthesis of zinc borate
TUĞÇE SONGÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiYalova ÜniversitesiKimya ve Süreç Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİKMET OKKAY
- Çinko borat üretimi optimizasyonu
Optimization of zinc borate production
BENGÜL ENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN NURİ ATA
- Çeşitli amaçlar için çevre dostu alternatif selülozik kompozit malzeme üretimi ve bazı performans özelliklerinin belirlenmesi
Environmentally friendly alternative cellulosic composite material production and determination of some performance characteristics
MEHMET EMİN ERGÜN
Doktora
Türkçe
2020
Ağaç İşleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiAğaç İşleri Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTAN ÖZEN
DOÇ. DR. NADİR YILDIRIM