Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Промышленные способы производства сажи основаны на разложении углеводородов под действием высокой температу-ры. Образование сажи в одних случаях происходит в пламени горящего сырья при ограниченном доступе воздуха, в других — при термическом разложении сырья в отсутствие воздуха. Некоторые виды сажи получают, извлекая ее из продуктов синтеза различных углеводородов, например при синтезе ацетилена из метана. Каждый из этих способов получения сажи имеет ряд разновидностей.

ПОИСК





ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ САЖИ Горение и пламя

из "Производство сажи Издание 2"

Промышленные способы производства сажи основаны на разложении углеводородов под действием высокой температу-ры. Образование сажи в одних случаях происходит в пламени горящего сырья при ограниченном доступе воздуха, в других — при термическом разложении сырья в отсутствие воздуха. Некоторые виды сажи получают, извлекая ее из продуктов синтеза различных углеводородов, например при синтезе ацетилена из метана. Каждый из этих способов получения сажи имеет ряд разновидностей. [c.17]
По обоим способам образование сажи происходит в пламени горящего сырья, т. е. процесс сводится к тому, что часть сырья сгорает, создавая необходимую температуру для разложения остальной части сырья. [c.18]
В последнее десятилетие широкое распространение получил способ, при котором создание необходимой температуры для разложения сырья происходит не в результате сжигания части сырья, а посредством сжигания какого-либо другого топлива. Нгкболее пригодным топливом является природный газ и нефтяной пиролизный газ, получаемый в значительных количествах при переработке нефти. Иногда для этой цели применяют какое-либо недорогое жидкое нефтяное топливо. Реакторы или печи для получения сажи имеют в таком случае две зоны. В одной из них сжигают газ или жидкое топливо при небольшом избытке воздуха, а в другую зону, в которой находится пламя горящего газа, вводят нагретое, а иногда даже испаренное жидкое сырье. [c.18]
При этом способе получения сажи выход продукции выше, чем при сжигании сырья с целью получения как тепла, так и сажи. Кроме того, этот способ легко управляем и позволяет получать сажу с самыми различными свойствами. [c.18]
Термическое разложение сырья без доступа воздуха также производится различными способами. Некоторые виды сажи получают разложением газообразных или парообразных углеводородов в генераторе, нагретом предварительно до высокой температуры. [c.18]
Если в качестве сырья применяются углеводороды, разлагающиеся с выделением тепла (например, ацетилен), то расщепление сырья на углерод (сажу) и водород производят в реакторе путем местного нагревания сырья до требуемой температуры. [c.18]
Выход сажи, % от израсходованного сырья. [c.19]
Ламповую, форсуночную и газовую печную сажи получают при неполном сгорании сырья в печах различной конструкции, газовую канальную и антраценовую — сжиганием газообраз ного сырья в щелевых горелках с последующим осаждением сажи на металлической поверхности. Печные активные сажи ПМ-70 и другие и полуактивную сажу ПМ-50 производят в реакторах, в которых сжигают газ для создания необходимой температуры и затем вводят сырье для разложения. Иногда сажи ПМ-70 и ПМ-50 получают так же, как и форсуночную сажу — неполным сжиганием сырья в печах. Термическим разложением сырья в отсутствие воздуха получают термическую сажу из природного газа и некоторые сорта ацетиленовой сажи. [c.20]
Следует отметить, что неоднократно делались попытки получить сажу размолом активированного угля (древесного и торфяного), кокса и других веществ, содержащих много углерода. Но даже при самом тонком помоле таких веществ получить сажу не удавалось. Неудача объясняется тем, что приме-нявщиеся материалы имели аморфную или кристаллическую структуру, тогда как сажа по строению занимает промежуточное место между аморфным углем и кристаллическим графитом. [c.20]
Различные способы производства сажи сопоставлены в табл. 5. [c.20]
Горением называется процесс соединения вещества с кислородом (или другим газом), сопровождающийся выделением тепла и образованием пламени. Чтобы начался процесс горения, горючее вещество должно быть сначала нагрето до температуры воспламенения. Начавшийся процесс горения может продолжаться при условии, если в результате сгорания вещества выделяется достаточно тепла для поддержания температуры его воспламенения. При уменьшении температуры ниже этого уровня горение прекращается. [c.21]
Механизм процесса горения изучен недостаточно. Предполагается, что при горении происходит расщепление молекул горючего вещества, осколки которых затем вступают в соединение с кислородом. [c.21]
По теории академика Н. Н. Семенова, энергия, выделяющаяся при горении газообразных веществ, в первый момент после реакции сосредоточивается в получающихся в результате реакции обломках молекул или радикалах. Эти активированные, т. е. обладающие избыточной энергией, радикалы вновь вступают в реакцию. В результате таких последовательно идущих реакций возникает цепной процесс. Если энергия отдельных радикалов перейдет в тепло до вступления их в реакцию, то цепь оборвется и процесс прекратится. Наоборот, если обладающий избыточной энергией радикал сможет активизировать не одну, а две молекулы (что обычно и происходит при горении), то цепь реакций разветвится. [c.21]
Сажу получают из газообразных и жидких, а иногда из твердых углеводородов жидкие и твердые углеводороды при горении переходят в парообразное состояние. Сажа образуется в светящемся пламени. Такое пламя (рис. 4) состоит из трех частей. [c.21]
Под влиянием выделяющегося при этих реакциях тепла разлагаются горючие вещества, и продукты горения нагреваются до высокой температуры. [c.22]
Для полного сгорания 1 кг углерода требуется 1,87 ле кислорода или 8,91 ж воздуха для сгорания 1 кг водорода — 5,55 кислорода или 26,47 воздуха. Обычно для полного сгорания горючих веществ необходимо подводить к зоне горения несколько больше воздуха, чем это требуется теоретически, так как не весь кислород воздуха участвует в процессе горения. При недостаточном поступлении воздуха происходит неполное сгорание горючего углерод при этом образует не двуокись, а окись углерода, для чего требуется только 0,93 кислорода на 1 кг углерода, т. е. в два раза меньше, чем для полного сгорания. Если еще больше ограничить приток воздуха, то часть углерода (а также и водорода) вовсе не будет сгорать, а будет удаляться вместе с газообразными продуктами горения из зоны горения, образуя копоть — мельчайшие частицы сажи. [c.22]
СИ серы И ВОДЯНОГО пара), а также температуру продуктов сгорания, если известно количество сжигаемого в единицу времени горючего. [c.23]
Эти определения можно выполнить на основании материального и теплового баланса процесса сжигания горючего. Материальный баланс составляют, исходя из положения, что сумма массы веществ, участвующих в горении (т. е. в данном случае сумма массы горючего и массы необходимого для его сжигания воздуха), должна равняться сумме масс продуктов сгорания — двуокиси углерода и паров воды. [c.23]
На основе материального баланса составляют четыре уравнения баланс углерода, баланс серы, баланс водорода и баланс кислорода. В этих уравнениях неизвестными величинами являются количества кислорода воздуха и количества обра-зующи.хся двуокиси углерода, двуокиси серы и водяных паров. Решение системы четырех уравнений с четырьмя неизвестными дает возможность определить эти неизвестные. [c.23]
На основании таких расчетов составлены формулы, для определения количества воздуха, необходимого для полного сжигания горючего. [c.23]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте