Процессы образования сажи

ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ САЖИ [c.541]

При горении углеводородов в определенных условиях также получается сажа. Существенное отличие этого процесса от процесса образования сажи при термическом разложении заключается в том, что сажа, образующаяся при горении, является термодинамически неустойчивым промежуточным продуктом. Конечными термодинамически устойчивыми продуктами при неполном горении углеводородов являются газообразные продукты СО, СОа, Н2О и Нг. [c.545]

Возможно, что аналогичное влияние оказывает среда и на процесс образования сажи. [c.165]

Процесс образования сажи и появления ее в продуктах горения чаще всего происходит при неравномерном распределении воздуха по сечению горелки и недостаточно интенсивном смесеобразовании. При этом на расстоянии от газовыпускных отверстий до выхода в топку иа отдельных участках возможен недостаток воздуха (избыток воздуха значительно меньше единицы). На других участках горелки поддерживается избыток воздуха а 1 и протекает интенсивное горение газа. В результате этого в целом амбразура или щель горелки разогревается до высоких температур порядка 1000° С. В тех участках горелки, где не хватает воздуха, при наличии достаточно высоких температур, образуются мельчайшие частички сажи, которые затем выносятся в топочную камеру. [c.98]

Природные углеводороды — метан и его гомологи — являются ценным химическим сырьем для производства различных исходных для синтеза материалов. Наиболее крупномасштабные производства связаны с термической переработкой метана и его гомологов. Термическое разложение метана используется при температурах > 900°С длн производства сажи, являющейся сырьем при изготовлении резины, углеграфитовых материалов, типографических красок и др. В промышленности производство сажи организовано по трем технологическим процессам термический, когда сажа образуется при разложении метана без доступа воздуха при температурах 1200°С канальный - процесс осуществляется путем осаждения сажи из коптящего диффузионного пламени с температурой 1350°С на металлическую поверхность печной — процесс образования сажи осуществляется при неполном сгорании метана в турбулентном потоке в специальных печах. [c.262]

В аналитических лабораториях широко применяется хроматографический детектор, основанный на аномальной ионизации продуктов сгорания углеводородов. По мнению авторов работ [54, 55], процессу образования сажи в углеводородном пламени существенно способствует положительный заряд частиц углерода в пламени. [c.52]

После войны В. А. Каргин и его сотрудники, не оставляя работ в области классических коллоидных растворов, включили в круг своих исследований технические и природные дисперсные системы, в том числе системы низкой степени дисперсности. К этому циклу работ относятся исследования саж, грунтов и почв [31]. Сажи широко используются в современной промышленности как компонент красок, наполнителей полимеров и т. д. [32]. Разнообразные и высокие требования к саже вызывают ряд сложных технических задач, для решения которых существенную роль играет изучение влияния условий ее получения на размер и свойства частиц. В связи с этим В. А. Каргин с сотрудниками в модельных опытах исследовал процесс образования сажи из индивидуальных углеводородов над накаленной проволокой. Было показано, что характер продуктов термического разложения определяется составом углеводородов, температурой, условиями теплопередачи и давлением паров углеводородов. Установлено, что наложение мощного электрического поля способствует сажеобразованию. Эти данные имеют непосредственное значение для определения оптимальной технологии производства. [c.87]

Влияние структуры молекул. Были проведены исследования [3] по изучению влияния структуры молекул сырья на процесс образования сажи. Смесь газа с воздухом сжигали в горелке типа горелки Бунзена, снабженной для предотвращения доступа внешней атмосферы наружным кожухом соотношение воздух горючий газ подбирали так, чтобы образование углерода либо только начиналось, либо только кончалось, и брали среднее из этих двух величин. На рис. 153 приведены некоторые результаты исследования изменения критического соотно- [c.276]

Влияние присадок. Был изучен большой набор присадок соединения галогенов, окиси азота, окиси серы и разные органические и металлооргаиические соединения, многие из которых были выбраны в предположении, что они способны ускорять или замедлять реакции свободных радикалов. За исключением трехокиси серы, большинство присадок очень мало влияет на процесс образования сажи. Если же в смесь ввести 0,1% трехокиси серы, начинается интенсивная люминесценция предвари- [c.278]

По-видимому, этими реакциями, а также реакцией отрыва атомов водорода от молекулы углеводорода должен был бы начинаться процесс образования сажи, причем ему сопутствовали бы другие реакции, в которых могло происходить разрушение скелета Сз, не дающее вклада в процесс образования сажи. Аллен или метилацетилен, полимеризуясь, могут легко превращаться в ненасыщенные высокомолекулярные полимеры. Вообще говоря, скелет Сз может участвовать в образовании частицы сажи в пламени, однако распределение меченых атомов сохраняется таким же, что и в исходном пропане. [c.305]

Вследствие конкуренции реакций пиролиза и окисления в пламени предварительно смешанных горючих смесей влияние различных добавок и присадок на процесс образования сажи значительно больше, чем в диффузионном пламени. Так, уже при разбавлении воздуха азотом выход сажи увеличивается [69] т. е. имеет место эффект, обратный эффекту в диффузионном пламени. Введение в пламя HgO, Oj, СО, СО,, С,Н, и других газов существенно влияет на выход сажи. При обобщении результатов опытов с большим числом такого рода добавок в бунзеновское [c.65]

По данным кинетического анализа процесса образования сажи при микродиффузионном турбулентном горении найдено 182], что удельная геометрическая поверхность сажи (м г) находится в сложной зависимости от свойств сырья и параметров процесса, а именно [c.75]

В процессе образования сажи соединения серы в сырье подвергаются сложным химическим превращениям. Образуются газообразные сернистые соединения, в основном сероводород, сероуглерод и свободная сера. Частично сера переходит в сажу в. химически связанном виде. При хемосорбции и адсорбции газообразных сернистых соединений на поверхности сажи образуются серосодержащие поверхностные группы и адсорбированная (свободная) сера. [c.87]

В литературе отсутствуют надежные данные о механизме процесса образования сажи 1. Можно предположить, что образующийся пар углерода конденсируется в объеме в соответствии с общими закономерностями, установленными для гомогенной конденсации пара. Исходя из этого предположения, рассмотрим реакцию-разложения метана, положенную в основу термического метода получения сажи, а также определим оптимальные условия процесса получения высокодисперсной сажи, основываясь на приведенных в настоящей работе данных по теории образования тумана. [c.242]

В соответствии с этим заново написаны разделы Печной способ получения сажи , Защита технологического оборудования от коррозии и Контроль и автоматизация сажевого про>изводства , полностью переработаны разделы Сырье для получения сажи и Обработка сажи и значительно дополнены разделы Теоретические основы процессов образования сажи и Улавливание сажи . [c.3]

И Теоретические основы процессов. образования сажи [c.21]

ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ САЖИ [c.28]

При применении в качестве сырья природного газа процесс образования сажи происходит лишь после того, как в результате ряда цепных реакций, вызванных воздействием на газ высокой температуры, получаются углеводородные радикалы, способные формироваться в шестиугольную структуру графитовой кристаллической решетки. [c.29]

Скорость процесса образования сажи увеличивается с увеличением числа и степени ароматизованности циклов. Так, например, выход и дисперсность сажи из моноциклических ароматических углеводородов при прочих равных условиях значительно ниже, чем из ди- и трициклических. [c.33]

Полициклические нафтеновые углеводороды благодаря наличию в их молекуле трех связанных между собой атомов углерода (в месте конденсации колец) также принимают участие в процессе образования сажи. В этом отношении нафтеновые кольца можно принять равными 0,4 ароматического кольца. [c.34]

Эмульгированные частицы воды диаметром примерно до 50 мк при распыливании сырья не укрупняются, а попадают в каплю сырья. При нагревании такой капли вода из нее испаряется со взрывом , дополнительно распыляя сырье. В результате уменьшения размеров капель сырья скорость процесса образования сажи увеличивается, а время пребывания молекул углеводорода и частиц сажи в зоне сажеобразования вокруг испаряющейся капли уменьшается, что приводит к уменьшению структурированности сажи. При содержании в сырье тонко-эмульгированной воды до 1,0—1,5% показатель адсорбции масла печной активной сажи в цилиндрических реакторах уменьшается с 1,15—1,25 до 1,00—1,10 см /г. [c.37]

Процесс образования сажи в реакторах или печах протекает следующим образом. В реактор поступает распыленное сырье, обычно подогретое. Распыление сырья достигается или механической форсункой — давлением самого сырья, или воздушной форсункой — сжатым воздухом. [c.84]

Ряд авторов считает ацетилен одним из главных веществ, участвующих в процессе образования сажи. Так, иапример, по мнению Портера [4631, одним из процессов, протекающих при участии jHa, является процесс [c.231]

Ил-за отсугствия информации по котлам в качестве примера рассмотрим процесс образования сажи и аэрозолей. [c.224]

Печь представляет собой три последовательно расположенных сихромалевых змеевика, обогреваемых топочными газами. Проходя через змеевики, пары нагреваются до 780°, причем происходит расщепление уксусной кислоты по реакции (1), которая сопровождается побочными процессами образования сажи, СО, СН4, С2Н4 и др. [c.123]

Результаты измерений можно представить в виде силы К критической смеси, которая определяется отношением количества воздуха, необходимого для процесса, когда нет образования сажи, к тому количеству воздуха, которое требуется для того, чтобы превратить весь углерод в двуокись углерода. В этом случае порядок в ряду саженосности несколько иной, чем если его определять из измерения критического соотношения воздух топливо, а именно ацетиленОльдегиды, кетоны, эфиры <олефины<парафнны<спирты<бензолы<нафталины. Отсюда видно, что ацетилен обладает поразительно малой способностью к образованию сажи, а спирты, наоборот, ненормально высокой (заметим, что это относится к пламени предварительно перемешанных смесей). Повторные исследования [44] показали, однако, что если соответствующим образом представить результаты, то между строением молекулы горючего и способностью его образовывать сажу существует вполне определенная взаимосвязь а) и для нормальных, и для разветвленных парафинов наблюдается линейная зависимость между числом атомов углерода в молекуле и числом атомов кислорода на молекулу горючего вещества, необходимым для того, чтобы подавить образование сажи б) нормальные парафины требуют на один атом О на молекулу больше, чем соответствующие олефины, а олефины в свою очередь требуют на один атом кислорода на молекулу больше, чем соответствующие ацетилены в) в случае нормальных парафинов и олефинов каждая дополнительная группа СН вызывает некоторое увеличение числа атомов кислорода, необходимых для подавления процесса образования углерода, то же наблюдается и при добавлении групп СН в бензол г) если топливо содержит алкильные группы, присоединенные к бензольному кольцу, для подавления процесса образования сажи [c.277]

Анализ кинетики коагуляции сажевого аэрозоля в период роста частиц показал [87], что коагуляционный параметр струк-турообразования Г можно найти как функцию параметров процесса образования сажи и числа частиц в одном агрегате [c.84]

В литературе отсутствуют надежные данные о механизме процесса образования сажи Можно предположить, что образую-тцийся в результате химических реакций пар углерода конденсируется в объеме в соответствии с общими закономерностями, установленными для гомогенной конденсации пара. [c.203]

В условиях получения печных активных саж парафиновая часть молекулы в процессе сажеобразования участия, по-види-мому, не принимает. Однако некоторое количество углерода парафиновой структуры (до 15%) может ускорить образование углеводородных радикалов, способных превращаться в зародыши сажевых частиц. Ненасыщенные связи в боковых цепях ароматических углеводородов также способствуют ускорению процесса образования сажи. [c.34]

Сажа образуется в пламепп, содержащем 1—3 вес. % водорода, т. е. 1 атом Н на каждые 3—8 атомов С в сырье. Сажа дает сильный сигнал ЭПР [129]. В связи с этим частицы сажи следует рассматривать не как углерод, а как агломераты высокомолекулярных свободных радикалов поли-бепзопдного типа [129] (см. также [14 ]). Кислородсодержащие соединения, входящие в состав сажп, можно экстрагировать растворителями [125]. По-впдимому, онп образуются в побочных реакщхях п не являются промежуточными продуктами основного процесса образования сажи [129]. [c.550]

Теснер [78] нашел, что энергия активации элементарного распада Hj при уведичении температуры надает до нуля. Согласно взглядам, развиваемым Теснером и сотрудниками [59, 79—81], процесс образования сажи включает последовательно-параллельные стадии сложный процесс нуклеации, т. е. зарождения частиц новой фазы и простой топохпмический процесс роста поверхности. Если протекание первой реакцпп, как и всякого фазового перехода, может быть заторможено, то вторая стадия протекает с большой скоростью и с низкой энергией активации, так как сажевые зародыши обладают, по-видимому, заметной каталитической активностью. Следует отметить, что физико-химический процесс элементарного распада ацетилена весьма сложен. Частицы углерода, являясь центрами реакции распада, в результате ее протекания сами растут, т. е. изменяют свои свойства (средний размер, величину и характер поверхности [c.663]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология