Продукты процессов сажеобразования

В процессе сажеобразования получают отходящие газы, качество и направления использования которых зависят во многом от способа получения сажи и ее качества. При получении сажи без доступа воздуха (термический способ получения сажи) газы не загрязнены побочными продуктами и содержат значительное количество водорода (85% объемн. Н2). Такие газы можно использовать для процессов гидрогенизации в нефтеперерабатывающей промышленности или для других химических процессов. При печных способах производства саж отходящие газы сильно загрязнены побочными продуктами, и ценность их как химического сырья существенно снижается. В табл. 22 приведен состав газов, образующихся при получении саж ПМ-75 и ПМ-100 из различных видов сырья. [c.240]

Средняя удельная теплоемкость сырья, воздуха и продуктов процесса сажеобразования [c.25]

Процессы образования сажевых частиц и соединения их в цепочки протекают очень быстро — за доли секунды. Практические же процессы получения сажи иногда занимают относительно длительное время — несколько секунд. За это время наряду с формированием сажевых частиц и соединением их между со-<)ой происходят различные вторичные процессы выгорание углерода на поверхности сажевых частиц, конденсация молекул многоядерных углеводородов с образованием кокса и смол, отложение на поверхности сажевых структур углерода в виде графита (образование грита), взаимодействие сажи с продуктами процесса сажеобразования — двуокисью углерода и парами воды. [c.29]

ПРОДУКТЫ ПРОЦЕССОВ САЖЕОБРАЗОВАНИЯ [c.30]

При получении сажи способом термического разложения сырья в отсутствие воздуха в продуктах процессов сажеобразования также содержится небольшое количество метана и других углеводородов, свидетельствующие о том, что сырье полностью не разложилось. [c.31]

Расход воздуха на 1 сжигаемого газа,. . 5,4 Количество получаемых газообразных продуктов процесса сажеобразования на 1 сжигаемого [c.138]

Тепловой баланс процесса сажеобразования основан на законе сохранения энергии сумма теплоты веществ, участвующих в процессе горения, равна сумме теплоты продуктов горения и потерь тепла в окружающую среду. Количество веществ, участвующих в процессе горения, а также продуктов процесса определяют по материальному балансу. Температура горючего и воздуха известны. Теплота сгорания горючего вещества определяется его теплотворной способностью. [c.24]

В аппарате получается 6,5 кг сажи, содержащей 96,5% С, 1,4% Н, 1,9% О и 0,2% 5. При этом сгорает 16,2 кг карбюрированной смеси, содержащей 11,5 кг паров антраценового масла (состав 89% С, 7,8% Н, 1,2% М, 1,0% Он 1,0% 5) и 4,7 кг коксового газа (состав 59% Н, 25% СН4, 2,0% высших углеводородов, 2,5% СО2, 4,2% СО, 0,4% О, 6,9% М). Кроме того, сгорает 2 (0,9 кг) обогревающего газа. Газообразные продукты процесса сажеобразования имеют следующий состав 1,1% СО2, 0,1% СО, 0,5% СН4, 18,7% О, 79,5% N и 0,1% ЗОг. [c.188]

Выделяющееся при сгорании сырья тепло расходуется на нагревание продуктов процесса сажеобразования. Часть тепла поглощается водой, которая проходит через осадительный барабан аппарата, а часть передается во внешнюю среду. [c.189]

Автоматический контроль за содержанием кислорода в газах. Применяемые в сажевых производствах газы, а также газообразные продукты процессов сажеобразования содержат углеводороды, окись углерода, водород, способные образовывать с воздухом взрывчатые смеси. В большинстве случаев газы подводят к аппаратуре под давлением, в результате чего исключается возможность проникновения воздуха в трубопроводы и аппараты и образования в них взрывоопасных смесей. Однако по некоторым технологическим схемам возможен подсос воздуха в газоходы и аппаратуру. К ним относятся, например, участки транспортирования саже-газовой смеси от холодильников через электрофильтры и циклоны в производстве печной активной, форсуночной и ламповой сажи, участки транспортирования отходящих газов в установки по сжиганию газов и некоторые другие. При содержании кислорода в этих газах более 4,5 объемн. % газы уже становятся взрывоопасными. [c.305]

Процессы сажевых производств — закрытые процессы. Получение сажи начиная от слива жидкого сырья и подачи газов в производство и до выдачи сажи в мешки или бункерные склады (для бестарной отгрузки сажи потребителям)—непрерывный и поточный процесс. Он осуществляется в условиях, исключающих соприкосновение работающих с сырьем и газом, продуктами процесса сажеобразования и сажей. Аппаратуру и коммуникации следует изготавливать так, чтобы находящиеся в них вещества не могли проникнуть в рабочее помещение. Особенно важно исключить проникновение в рабочие помещения ядовитых и взрывоопасных веществ. [c.316]

Процесс получения сажи в последнем случае сопровождается большей газификацией углерода и меньшим его выходом (35— 50% на сырье). Наряду с целевым продуктом в процессе сажеобразования образуются дымовые газы, причем их количество в 2—3 раза больше, чем выход сажи. Данные исследований [35] свидетельствуют о возможности некоторого увеличения выхода сажн прн улучшении процесса горения сырья в реакторе (путем повышения однородности распыла п получения частиц с одинаковым размером, сообщения большего физического тепла в зо)1у реакции за счет подогрева исходных продуктов перед подачей в реактор, обеспечения равномерности газификации частиц и др.). [c.239]

Таким образом,. лимитирующей стадией процесса сажеобразования при термическом разложении углеводорода является чисто физически процесс иагрева углеводорода. И дисперсность получающегося продукта должна быть тем выше, чем выше скорость нагрева углеводорода. [c.63]

В результате исследований кинетики и механизма этого прЬ-цесса [49] было установлено, что коксообразование при температурах до 825° С зависит от материала и состояния стенок реактора, состава реагирующей смеси. Предполагается, что процесс сажеобразования на стенке идет в результате прямого разложения углеводородов, поэтому чем больше в реагирующей смеси продуктов реакции и водяного пара, тем ниже скорость коксообразования. [c.35]

SH, — S- и -S—0-, a также сероводорода. Проходя через фронт горения, они превращались в основном в SOj. Термодинамические расчеты показывают, что в условиях образования сажи наиболее стойким является сероводород. Однако, как показано ПО], газообразные продукты сажеобразования содержат также Sj, OS, S2 и тиофен. По-видимому, реакции превращения соединений серы не всегда достигают равновесия за промежуток времени, достаточный для завершения процессов сажеобразования. [c.88]

Для определения физического тепла веществ, участвующих в процессе сажеобразования, следует умножить массу или объем данного продукта на его среднюю удельную теплоемкость (табл. 6) и температуру. [c.24]

Существуют и другие способы расчета процесса сажеобразования при неполном сжигании горючего. Наиболее распространенный из них основан на допущении, что расход горючего и состав газообразных продуктов процесса известны. В практи- [c.27]

Кроме сажи и газов в процессе сажеобразования выделяется некоторое количество твердых продуктов. Иногда при получении канальной, антраценовой, печной активной и ацетиленовой саж наблюдается образование грита. Грит засоряет сажу и резко ухудшает качество резины, изготовленной с применением такой сажи. [c.31]

Для составления материального баланса любого химического процесса необходимо знать начальный и конечный состав продуктов реакции вместе с тем в процессах сажеобразования часто бывают неизвестны некоторые материальные потоки. Так, нри производстве канальной сажи не измеряется количество поступающего в камеры воздуха, почти при всех способах производства сажп не измеряется количество отходящих газов. Однако и по имеющимся на производстве данным возможно составление материальных балансов расчетным путем. [c.199]

Большое влияние на содержание серы в саже оказывает время и температура процесса сажеобразования. При увеличении этих параметров количество серы в саже увеличивается и может достигнуть 3,0 вес. %>. Часть серы сырья переходит в газообразные продукты преимущественно в виде сероводорода и сероуглерода. В устройствах для извлечения сажи из саже-газовой смеси эти соединения окисляются до двуокиси серы и элементарной серы, которая в зависимости от условии улавливания может адсорбироваться на поверхности сажевых частиц. [c.35]

При составлении материального баланса исходят из того, что масса продуктов, поступающая в реактор, равна массе продуктов, получающихся в результате процесса сажеобразования. Таким образом, масса сажи, отходящих газов и нагара должна равняться массе сырья и воздуха, поступающих в печь. [c.88]

В применяемом для производства сажи жидком сырье содержание серы не превышает 3%. В результате процессов сажеобразования часть этой серы входит в структуру сажи, а часть переходит в газообразные продукты процесса. В последних сера находится в виде сероводорода и паров сероуглерода. Распределение серы в продуктах сажеобразования показано в табл. 18. [c.89]

Количество воздуха, необходимого для процесса сажеобразования, а также полученной сажи и газообразных продуктов процесса можно определить из уравнений баланса углерода, водорода, азота и кислорода. [c.90]

Образование сажи при горении протекает в зоне высоконагретого углеводорода в непосредственной близости от фронта горения. При неполном горении сажа представляет термодинамически неустойчивый продукт. В процессе горения возможность возникновения сажи объясняется тем, что скорость образования сажевых частиц оказывается выше скорости их взаимодействия с водяным паром и углекислотой. Поскольку процесс сажеобразования в горящем факеле трудно поддается управлению, необходима предварительная химическая подготовка природного газа к горению, тогда в потоке топлива будет искусственно создана необходимая концентрация сажевых частиц. [c.136]

Реакция протекала эффективно, и выход хлорбутенов достигал 96—98% в расчете на прореагировавший дивинил. Однако процесс хлорирования дивинила при повышенной температуре неустойчив и сопровождается разложением продуктов реакции с образованием сажи, причем появление последней на стенках реактора ускоряет дальнейший процесс сажеобразования и вынуждает часто останавливать операцию для удаления продуктов осмоления. [c.259]

Наблюдаемое падение и возрастание скорости образования частиц при относительно низких температурах объясняется, по-видимому, наличием двух процессов сажеобразования, которые имеют разный механизм, разные периоды индукции и приводят к образованию различных продуктов. Первый процесс, имеющий малый период индукции, наблюдается при малых временах. При температуре 1743 °К максимум скорости объясняется этим процессом. Второй процесс (с большим периодом индукции) идет при больших временах. При 1883 °К наблюдается отчетливый максимум, характеризующий скорость образования частиц по второму процессу. С повышением температуры периоды индукции обоих процессов уменьшаются и их максимумы смещаются в сторону малых времен. В связи с этим максимумы, соответствующие первому процессу, на кривых температур 1803 и 1883 °К вырождаются в начальные падающие ветви кривых, а для температур 1973 и 2073 °К наблюдается только максимумы, соответствующие второму процессу. [c.117]

Теория сажеобразования должна включать в себя физико-химическую модель сажеобразования в пламени и ее математическое описание. Чрезвычайная сложность механизма сажеобразования видна из представленных в предьщущем разделе результатов исследований, которые демонстрируют сложность и неоднозначность структуры и физических свойств частиц сажи при горении. Так как сажа представляет собой ме-тастабильный продукт процесса горения, то не исключается возможность существования нескольких путей перехода (механизмов) в это состояние в зависимости от конкретных условий реализации процесса. Поэтому неудивительно, что предложено несколько теорий для описания процесса сажеобразования при горении. [c.13]

В процессе получения сажи находящиеся в сырье серусодержащие соединения преобразуются и частично переходят в сажу. В дальнейшем они могут вызвать коррозию аппаратуры, продукты которой загрязняют сажу. Особенно это явление становится ощутимым, когда исходное сырье сернистое и когда процесс сажеобразования ведется более длительно и с увеличением температуры. [c.240]

Влияние электрического поля. В течение нескольких последних лет Вейнберг с сотр. предпринял ряд попыток с целью изучения влияния электрического поля на процесс сажеобразования и получил очень интересные результаты. Когда газообразные продукты, выделяющиеся в богатом углеводородами пламени, приходят в соприкосновение с отрицательным электродом, происходит значительно большее осаждение углерода, чем если бы вместо отрицательного электрода поместить в пламг, просто холодный металлический диск [48, 49]. По-видимому, благодаря потоку ионов, образующемуся в этих условиях, пламя отклоняется, что может быть одной из причин увеличения количества осажденного углерода. Чтобы оценить это влияние электрического поля, необходимо, чтобы направление действующей силы совпадало с направлением газового потока. Обнаружено, что если конструкция горелки и собирающей плоскости удовлетворяет поставленному условию, форма пламени электрическим полем не изменяется. Кроме того, установлено, что, используя такую горелку, посредством электрического поля можно изменять положение места, где осаждается сажа. Оказывается, что когда горелка заряжается отрицательно, а плоскость диска положительно, пламя спускается вниз через край горелки. С большим трудом на диске образуется почти незаметный осадок, а вместо этого происходит интенсивное отложение углерода в виде длинных нитей вокруг отверстия горелки. Когда же горелка заряжена положительно, а диск отрицательно, можно провести количественные измерения величины образующегося на диске осадка. При этих условиях образующийся углерод имеет больший объем, тогда как его общая масса скорее уменьшается, чем возрастает. Причина этого кажущегося противоречия становится, однако, очевидной, если образующийся углерод рассмотреть под микроскопом. Как видно из рис. 154, наложение поля приводит к образованию частиц очень [c.279]

По составу отходящих газов можно судить о ходе процесса сажеобразования. Газообразные продукты, выделяющиеся в процессе сажеобразования, содержат 79,7% азота, 17,0% кислорода, 2,2% двуокиси углерода, 0,8% метана, 0,2% окиси углерода и 0,1% двуокиси серы. Если содержание кислорода в отходящем газе превышает 17%, то это указывает на избыток поступающего воздуха. Наоборот, если в отходящем газе содержится менее 14% кислорода, то, значит, приток воздуха недостаточный и неизбежны понижение температуры пламени и ухудше- [c.184]

Опыты с метаном не удалось провести при соблюдении всех условий, принятых в опытах с бензолом и ацетиленом, из-за интенсивного смолообразования и загрязнения сажи большими ко.тичествамп смолистых продуктов. Поэтому опыты с разбавленным метаном были проведены при меньшем расходе исходной смесп, составлявшем 200 мл/мин. Полученные результаты показаны на рис. 6. Интенсивность процесса сажеобразования при термическом разложении метана очень низка максимальный выход частиц составляет 0,3-10 мл . Пороговая концентрацня метана по сравнению с пороговыми концентрациями бензола и ацетилена, наоборот, высока (8% метана). При расходе 500 мл мин пороговая концентрация метана еще выше и составляет —21% метана. [c.34]

Сырье ио кольцевому трубопроводу с ответвлениями вводится в каждый реактор, а его избыток по трубопроводу возвращается во влагоиспаритель 1. Для создания рабочей температуры в реактор подают природный газ и предварительно подогретый в воздухоподогревателе 7 воздух на горение. При впрыскивании сырья в высокотемпературный поток продуктов сгорания топлива в результате термине- ского разложения образуется технический углерод (сажа). Процесс сажеобразования длится доли секунды, и для предотвращения вторичных процессов в соответствующую по длине реактора точку (в зависимости от марки получаемого продукта) подается форсунками химически очищенная вода. Охлажденная сажегазовая смесь из реактора 6 через воздухоподогреватель 7 по коллектору 8 (сборник для всех реакторов потока) поступает в хо-лодильник-ороситель 9. При сушке футеровки или в случае аварийной ситуации газы направляют на установку дожита или в котельную. [c.166]

Идея о том, что образование сажи идет через ацетилен, подтверждается большим числом экспериментальных данных в зонах пламен, предшествующих началу сажевьщеления, действительно обнаруживают-ся ацетилен и его высоте производные. Термический пиролиз ацетилена в пламенах или при быстром нагреве в ударных трубах происходит со значительным образованием вначале винилацетилена С4Н4, затем диацетилена С4Н2 и полиацетиленов. Содержание этих соединений по мере развития процесса сажеобразования проходит через максимум, таким образом они являются промежуточными продуктами, при полимеризации и дегидрогенизации которых образуется сажа. [c.15]

В действительности, как показывают приведенные в гл. 2 результаты экспериментальных исследований, при временах процесса, характерных для камер сгорания и топочных устройств, концентрации сажи, промежуточных углеводородов, двуокиси углерода, водяного пара, а также температура продуктов сгорания значительно превьпиают равновесные значения этих параметров. В то же время концентрации окиси углерода и водорода близки к равновесным. При этом порог сажеобразования как бы сдвинут в область больших значений коэффициента избытка воздуха в частности, при горении керосиновоздушных смесей в адиабатных условиях — 0,55. На основании экспериментов установлено отличие, по крайней мере на порядок, характерных интервалов времени протекания реакций окисления (г < 1.10 с) и сажеобразования (г (5. .. 20) 10 с), что позволяет при построении расчетных моделей сажеобразования использовать гипотезу о частичном равновесии. При горении богатых гомогенных углеводородовоздушных смесей сажеобразование происходит, по существу, в условиях, аналогичных протеканию процесса при термическом разложении углеводородов, вводимых в высокомолекулярные продукты сгорания (см. например, [22]), причем это наблюдается несмотря на предварительное смешение топлива с воздухом до молекулярного уровня. Другой важный вывод из приведенных в гл. 2 результатов экспериментов заключается в том, что массовая концентрация сажи как неравновесного промежуточного продукта химических реакций определяется конкуренцией двух процессов — сажеобразования и газификации сажи двуокисью углерода и водяным паром. [c.28]

Вторая задача заключается в йостроении математической модели процесса сажеобразования, развивающегося за ламинарные фронтом пламени. Методика, примененная для расчета сажеобразования из углеводородов в газовой фазе, основана на результатах работ [ 19, 22]. Однако эта методика позволяет учесть неизотермичность процесса, она включает реакции газификации образующейся сажи в продуктах сгорания, приводящих в конечном счете систему (рабочее тело) к термодинамическому равновесию, учитывается также процесс коагуляции частиц сажи. Необходимость учета этих эффектов иллюстрируется в дальнейшем результатами численных экспериментов. [c.31]

Рассмотренные две задачи о ламинарном фронте Ш1амени и сажеоб-разов шии составляют в совокупности математическую модель сажеобразования в пламени бог ой гомогенной углеводородовоздушной смеси. Предложенная кинетическая модель химических реакций К1. .. и система уравнений (1.19). .. (1.42) позволяют приближенно описать процесс сажеобразования при горении богатой смеси и, в частности, определить сверхравновесные концентрации пром ежу точных углеводородов, сажи, водяного пара, двуокиси углерода, а также температуру продуктов сгорания. Пример расчета для горения керосина ТС-1 и сопоставление его результатов с экспериментальными данными приведены в гл. 2. [c.35]

Метод осадительной поверхности. Этот метод является простейшим и хорошо воспроизводим 1М. Дпя осаждения используется, как правило, сравнительно хододная по отношению к продуктам сгорания металлическая поверхность. Пример реализации метода показан на рис. 2.1. Недостатки метода — влияние ввода холодного тела в пламя на процесс сажеобразования и искажение результатов (если измерения вьшолняются непосредственно в пламени, например, камере сгорания). [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология