ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Содержание частиц кокса из "Сырье для производства углеродных печных саж" Одним из важнейших показателей качества сажи является остаток на сите с отверстиями 0,15 мм, который согласно ГОСТ 7885—68 не должен превышать 0,02%. Ряд зарубежных фирм гарантирует содержание в саже частиц размером выше 0,004 мм (325 меш) не более 0,1% 19Э]. По данным химического анализа, этот остаток на 70—80% состоит из углерода. Под электронным микроскопом можно наблюдать различные частицы кокса размером от 10 до 200 мкм [88, 10Э]. Они имеют форму пластинчатого углерода, дробленого нефтяного кокса и сферическую (рис. 45). Предполагают три механизма образования коксовых частиц в процессе получения сажи. [c.93] Прежде всего в сажу попадают частицы кокса, образующиеся на стенках труб подогревателя сырья, например беспламенного. На определенной стадии карбонизации углеродная пленка на поверхности нагрева самопроизвольно растрескивается в результате возникновения внутренних напряжений, особенно в периоды пуска и остановки подогревателей сырья при изменении температуры поверхности нагрева. Мельчайшие частицы пластинчатого блестящего углерода вместе с сырьем поступают в реактор и попадают в сажу. [c.93] Третий вид крупных углеродных частиц в саже представляют сферические коксовые образования из остатка разложившихся в объеме реактора капель сырья. Смолистые вещества и асфальтены, содержащиеся в сырье, подвергаются значительным изменениям уже при нагреве до 300—400 °С в жидкой фазе. Они поли-меризуются и конденсируются в массе капли сырья с образованием пространственно сшитого углеродного полимера, который при дальнейшем нагревании, не изменяя форму и размеры, кар-бон изу ется в сферическую коксовую частицу. Предложена схема образования сферических частиц нефтяного кокса при горении жидких капель топлива с высокой коксуемостью [101], по которой из сферической капли образуются частицы пористой структуры, но со сферическим контуром (рис. 46). Частицы кокса, выделенные из сажи, под электронным микроскопом (см. рис. 45, б) имеют почти точную сферическую форму без заметной пористости [88]. Вероятно, в условиях получения сажи механизм образования дисперсных частиц кокса из капель сырья несколько иной, чем при полном горении топлива. Сажевая оболочка вокруг испаряющихся капель сырья защищает каплю от теплового удара и, по-видимому, создает благоприятные условия для оплавления поверхности образующихся частиц и покрытия их тонким слоем пироуглерода. [c.95] При получении сажи из жидкого сырья в макродиффузионном пламени средний диаметр капель сырья колеблется от 120 до 150 мкм, а при получении высокодисперсных печных саж в микродиффузионном турбулентном пламени—от 60 до 80 мкм. Средний диаметр частиц кокса, рассчитанный для сырья с коксуемостью 3—5%, меняется от 20 до 60 мкм. В соответствии с кривой распределения размеров капель сырья в саже будут содержаться частицы более мелких и более крупных размеров. Общее содержание таких частиц, по-видимому, будет пропорционально величине коксуемости сырья. При наличии в сырье механических примесей в саже могут содержаться частицы диаметром, большим диаметра капель сырья. Их ядром служат частицы катализаторной пыли и другие минеральные частицы, содержащиеся в сырье. [c.95] Как видно из рис. 48 и 49, содержание в саже частиц кокса практически линейно повышается с увеличением коксуемости применяемого сырья. Такие мероприятия, как подогрев сырья и воздуха, совершенствование конструкции сырьевых форсунок и др., направленные на повышение дисперсности распыливания сырья, способствуют уменьшению диаметров частиц кокса и снижению содержания в них фракции более 150 мкм. Однако общее содержание частиц кокса, по-видимому, практически не меняется. Наиболее значительно размер частиц меняется от подогрева сырья и воздуха, поступающего на распыливанне сырья. Поэтому этот эффект широко применяется на практике при переходе на сырье с повышенной коксуемостью. [c.97] В связи с этим вопрос о допустимой коксуемости сырья нельзя решать только по количеству образующихся частиц кокса размером более 150 мкм. Это лишь небольшая часть (фракция), пр содержанию которой нельзя судить о поведении всей массы частиц кокса, присутствующих в саже. При оценке качества сырья с повышенной коксуемостью и сажи из него в настоящее время единственно верным критерием остается результат испытаний в резиновых смесях и вулканизатах. [c.99] Экспериментальные данные и опыт работы сажевых заводов показывают, что на современном уровне технологии производства сажи коксуемость исходного сырья не должна превышать 2%. Количество и размеры образующихся частиц кокса в этом случае таковы, что снижение или ухудшение физико-механических показателей резин с применением сажи из этого сырья не превышает погрешности результатов испытаний. [c.99] Вернуться к основной статье