Спекание механизм

Жаростойкость дисперсноупрочненных композиций зависит также от метода их получения (повышают жаростойкость методы получения композиций, обеспечивающие меньшую степень коагуляции частиц упрочняющих окислов в металлической матрице), пористости композиций (которая снижает жаростойкость), температуры (которая не-только повышает скорость окисления, но и изменяет стабильность упрочняющих окислов в металлической матрице, механизм их попадания в окалину, а также механизм и характер контроля процесса окисления), температуры спекания композиций, изменения летучести окалины, отслаивания окалины и др. [c.111]

Для сохранения высокой удельной поверхности целесообразно применять минимальную температуру прокаливания, но она должна быть выше температуры, при которой используется катализатор. В зависимости от механизма спекания скорость нагрева может по-разному влиять на катализатор. Если при прокаливании образуется жидкая фаза, то быстрый нагрев может предотвратить быстрое спекание. При медленном нагреве жидкость может покрывать частицы и способствовать их уплотнению. Медленный нагрев может понизить скорость спекания и в тех случаях, когда оно определяется диффузией в твердой фазе. При низких температурах медленный нагрев позволяет за счет поверхностной диффузии снизить кривизну шеек между частицами, а это уменьшает движущую силу спекания при температурах, при которых лимитирующей стадией становится диффузия в объеме. Более высокие скорости нагрева могут как уменьшать, так и увеличивать спекание в зависимости от ряда обстоятельств. Это указывает на необходимость выяснения физико-химических характеристик исследуемого катализатора. [c.27]

Все катализаторы в условиях реакции рано или поздно дезактивируются. Увеличение срока службы катализатора крайне желательно с экономической точки зрения, и поэтому следует рассмотреть основные механизмы дезактивации. Потери активности катализатора могут происходить из-за спекания и обусловленного им снижения удельной поверхности. Если главной причиной дезактивации является увеличение размеров кристаллитов при спекании, то регенерировать катализатор трудно. Другими причинами дезактивации могут быть закоксовывание, отравление, разделение фаз, распад сплавов, летучесть активных компонентов. Некоторые из этих причин проявляются одновременно и очень усложняют рассматриваемую проблему. [c.32]

Для предохранения от спекания резьбовых соединений трубопроводов и арматуры двигателей, работающих в интервале температур от —40 до +50° С в агрессивных средах. Для уплотнения и консервации механизмов, работающих в контакте с кислотами, щелочами, спиртами, окислителями [c.708]

МЕХАНИЗМ СПЕКАНИЯ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО КАТАЛИЗАТОРА [c.54]

Поверхность катализатора может уменьшаться в результате объемной и поверхностной диффузии геля в местах срастания первичных частиц, испарения материала одной частицы и конденсации его на другой, а также в результате увеличения числа мест контакта из-за перехода первичных частиц из относительно рыхлой к более плотной упаковке. Суммарный результат структурных изменений в катализаторе будет определяться преобладающим механизмом спекания. [c.54]

При термическом спекании различных дисперсных систем большую роль играет объемная диффузия [76, 77]. При спекании первичные частицы, которые в первоначальный момент времени касались только в одной точке, через некоторое время будут соприкасаться по основанию сегмента с радиусом А (рис. 25,а). При этом одновременно уменьшается поверхность и удельный объем пор, а также становятся меньше линейные размеры образца — происходит его усадка. При таком механизме спекания в первые моменты поверхность уменьшается в большей степени, чем объем пор. Однако, в дальнейшем картина меняется. При сближении частиц потеря суммарной поверхности постоянно уменьшается. Исходя из этого, средний радиус пор при уменьшении удельной поверхности должен вначале расти, а затем уменьшаться. [c.55]

Рис. 25. Механизмы спекания катализатора в результате объемной (а) и поверхностной (б) диффузии.

Водяной пар действует на поверхность, а не на всю массу вещества первичных частиц. Поэтому он не может ускорить термическую диффузию в объеме частиц геля, которая определяется лишь температурой паровой обработки, В то же время при действии пара уменьшение поверхности ускоряется, поскольку облегчается перенос вещества путем поверхностной диффузии или путем испарения вещества геля в одном месте и конденсации его в другом. По поверхностно-диффузионному механизму спекание катализатора происходит следующим образом (рис. 25,6). Вещество меньшей из двух соприкасающихся первичных частиц движется по ее поверхности к месту контакта обеих частиц и переходит на большую первичную частицу. В результате этого меньшая частица в конце концов исчезает, а более крупная частица растет. Крупные термодинамически более стабильные частицы поедают мелкие. В случае движения вещества по поверхности исходное взаимное расположение первичных частиц сохраняется, т. е. упорядочения упаковки геля не происходит. Поэтому внешние геометрические размеры шарика катализатора не изменяются. Удельный объем пор катализатора также должен оставаться постоянным, так как независимо от размера первичных частиц общий объем материала шариков катализатора остается прежним. В результате уменьшения общего числа первичных единиц и увеличения их среднего размера уменьшается поверхность единицы массы мате- [c.55]

Таким образом, в случае поверхностно-диффузионного механизма спекания должны выполняться следующие соотношения [c.56]

В работе [73] при объяснении механизма спекания катализатора в присутствии пара отмечается, что катализатор дезактивируется главным образом в результате увеличения размера частиц. Механизм термического спекания заключается в локализованном сплавлении небольших участков внутри частицы катализатора. Эта точка зрения ближе к механизму спекания, предложенному в работе [71]. [c.56]

Зависимости изменения удельного объема пор и их радиуса от величины поверхности при прокалке и пропарке катализаторов позволяют судить о преобладающем механизме спекания. На рис. 16—18 кривая 1 соответствует поверхностно-диффузионному меха- [c.56]

При повышении температуры все большую роль играет объемная диффузия. Экспериментальные кривые изменения радиуса пор и их удельного объема все дальше отстоят от кривой, соответствующей поверхностно-диффузионному механизму спекания. В области высоких температур механизм спекания существенно зависит от наличия паров воды, так как при одной и той же температуре изменение парциального давления пара влияет на соотношение между механизмами спекания. Чем выше парциальное давление водяного пара, тем больше роль поверхностно-диффузионного механизма спекания. При прокалке катализаторов в сухом воздухе поверхностная диффузия, по-видимому, полностью не устраняется, хотя она и протекает в значительно меньшей степени, чем в присутствии водяного пара. Суммарный результат спекания при прокалке такой, что средний радиус пор изменяется сравнительно мало. [c.57]

Спекание-это процесс беспорядочного уплотнения системы, сопровождающийся уменьшением удельной поверхности и объема пор. Формирующаяся при спекании структура мало устойчива, она склонна к дальнейшему уплотнению и кристаллизации. Механизмы кристаллизации и спекания различны [1]. Кристаллизация обусловлена преимуще- [c.53]

Различие в изменении структуры, как отмечают авторы [125], указывает на разные механизмы этих процессов. При термическом спекании дисперсных тел большую роль играет объемная диффузия. В присутствии водяного пара ускоряется перенос вещества за счет поверхностной диффузии, облегчаемой адсорбцией водяного пара либо за счет испарения вещества геля с водяным паром с поверхности мелких частиц и конденсации его на поверхности более крупных. Наиболее вероятный механизм действия водяного пара состоит в снижении энергетического барьера миграции поверхностных атомов и молекул. Роль объемной диффузии при температуре паровой обработки невелика, так как при 750 °С термическое спекание протекает крайне медленно [126]. [c.54]

О механизме роста частиц металла на поверхности носителя при термической обработке высказывают два мнения [133, 137]. Согласно первому, рост частиц происходит через двумерный пар, т. е. имеет место направленное движение атомов металла с частиц малых размеров, обладающих большим давлением насыщенных паров, к частицам большего размера и меньшим давлением. Однако, как показано авторами работы [133], для частиц платины процесс спекания через двумерный пар должен длиться около 100 лет. Поэтому авторы предполагают, что рост частиц платины на поверхности носителя обусловлен преимущественно броуновским движением частиц, их столкновениями и слиянием. В соответствии с расчетами скорость перемещения частиц платины диаметром 5 нм по поверхности носителя вполне достаточна для обеспечения необходимой скорости роста кристаллов, вырастающих за несколько часов. [c.61]

Таким образом, изменения структурных характеристик или размеров нанесенного на носитель активного компонента проявляются у всех катализаторов. Спекание может протекать по разным механизмам и в зависимости от условий регенерации и свойств катализатора может вызывать кристаллизацию вещества катализатора. В связи с этим при изучении спекания катализатора в конкретном процессе необходимо прежде всего выяснить, какой из возможных механизмов играет большую роль, что позволит наметить пути повышения стабильности катализатора. [c.62]

Механическая прочность гранул достигается правильно выбранным способом формования, условиями термообработки. Например, увеличение прочности путем спекания первичных кристаллитов по механизму межкристаллической диффузии, цементацией частиц под влиянием специальных добавок — упрочнителей [26], вводимых в состав шахты, использованием износоустойчивых носителей [27]. [c.98]

Обработка каменных углей органическими растворителями способствовала выяснению сущности механизма процессов спекания и коксообразования в углях. С помощью бензола при 275 °С и [c.157]

Для выяснения сущности и механизма спекания предложены различные гипотезы, но до сих пор еще не разработана единая и общепринятая теория. Все исследователи, за небольшими исключениями, признают, что для спекания необходимо образование жидкой фазы, т. е. переход угля при нагревании в пластическое состояние. [c.234]

Все представленные гипотезы о сущности и механизме спекания и коксообразования рассматривают этот процесс как физический и отчасти как физико-химический. Они подчеркивают значение таких явлений, как расплавление, растворение, диспергирование, смачивание, склеивание и т. д. Общий недостаток этих гипотез состоит в том, что они недооценивают роль химических процессов при спекании. [c.235]

Аронов и Нестеренко [1, с. 285], исходя из представлений о молекулярной структуре и механизма термической деструкции углей, считают, что процесс спекания начинается с термической деструкции, а не расплавления углей, так как в них практически не содержится веществ, способных расплавляться при нагревании. Большое значение в этом процессе имеет химический состав жидких продуктов, которые получаются при деструкции. Кислородсодержащие соединения труднее плавятся, чем углеводороды, поэтому желательно преобладание в углях углеводородов. Спекаемость тем [c.237]

Спекание электродных заготовок, самообжигающихся анодов, заготовок для производства обожженных анодов во многом аналогично процессу замедленного коксования тяжелых нефтяных остатков в необогреваемых камерах. Спекание, так же как и коксование, происходит по радикальному механизму, но с иными кинетическими закономерностями. В результате сложных физико-химических изменений компонентов связующего, происходящих при высокотемпературном нагреве, между зернами наполнителя образуются химические связи, приводящие к упрочнению структуры заготовок. При интенсивном обжиге летучие, выделяющиеся в виде паров и газов, искажают структурный скелет заготовок н ослабляют их механическую прочность. Постепенный нагрев заготовок в особо ответственных моментах (500—800 °С) способствует выделению летучих в виде низкомолекулярных газов и большему выходу кокса, образующегося при спекании связующего, что в конечном счете приводит к меньшему искажению структурного скелета заготовок. [c.95]

Из рис. 1 видно, что разброс экспериментальных данных относительно невелик, особенно если учесть, что опыты проводились разными авторами. Интересно, что не обнаруживается разницы в поведении катализаторов, подвергнутых термической и термо-паровой обработке. Удельная глубина превращения, оказывается, зависит только от величины его поверхности, но не от метода или длительности предварительного спекания катализаторов, что согласуется с выводами работы [1]. Этот факт тем более примечателен, что имеется значительное различие в механизмах термического и термопарового старения катализаторов. [c.98]

Возможен механизм образования фазовых контактов, обусловленный пересыщением или переохлаждением системы. Например, на первоначальной стадии спекания пары спекаемого вещества, насыщенные по отношению к частицам, будут пересыщенными в зоне контакта (отрицательная кривизна) между частицами в соответствии с уравнением Кельвина (И.169), Поэтому они конденсируются в местах контакта и точечные контакты между частицами будут переходить в фазовые (рис. VII. 16). Такой же механизм образования фазовых контактов может быть и в системах с жидкой дисперсионной средой при наличии в ней растворенных веществ. Интересен механизм, называемый снежным>. Когда [c.385]

Большое разнообразие механизмов образования конденсационно-кристаллизационных структур характерно для материалов, процесс получения которых заканчивается спеканием. Процессы спекания лежат в основе технологии керамики, а также порошковой металлургии. Предварительной операцией является формование изделия, включающее составление и получение масс с коагуляционной структурой для изготовления изделий заданной формы и определенного качества. [c.388]

Конденсационные дисперсные структуры в зависимости от механизма возникновения фазового контакта (рис. 10.18, г) между частицами дисперсной фазы подразделяются на два подтипа а) структуры спекания (срастания) и 6) кристаллизационные структуры твердения. [c.313]

Изотермическая перегонка наглядно проявляется в переносе вещества от вып юшх поверхностей к вогнутым. Этим явлением обусловлено срасггание частиц твердой дисперсной фазы, между которыми возникли непосредственные контакты, в том числе спекание. Механизмы переноса бывают различными это может быть объемная диффузия вещества дисперсной фазы либо через дисперсионную среду (при заметной растворимости в ней вещества дисперсной фазы), либо через сам] - дисперсную фазу, а также поверхностная диффузия по границе раздела. 1Синетика процессов спекания во всех этих случаях подробно рассмотрена Я. Е. Гегузиным. [c.327]

Структурные модификаторы стабилизируют желаемую, обычно пористую, структуру катализатора, которая без модификаторов мой<ет быть нарушена вследствие спекания. Наиболее хорошо такой механизм действия изучен для добавки окиси алюминия к железному катализатору синтеза аммиака. В этом случае добавка 1% А12О3 приводит к увеличению поверхности восстановленного железного катализатора от 0,5 до 10 и, Кроме того, предотвращает рост кристаллов а-Ре при отжиге. Адсорбционными измерениями удалось показать, что при содержании 0,42% А12О3 в катализаторе она покрывает 35% его свободной поверхности и образует на кристаллах железа тончайший слой, пренятствующи их спеканию [17 ]. [c.45]

Метод приготовления корундового носителя сводится к следующему мелко измельченный и предварительно прокаленный глинозем (температура прокаливания порядка 1400° С) формуют в гранулы нужного размера и прокаливают при более высокой температуре (1500° С и выше). Механизм спекания первоначальных частичек связан с диффузией вещества в точках касания зерен. Рекомендуемые добавки (Т102, MgO), очевидно, способствуют образованию дефектов в решетке окиси алюминия и тем самым понижают температуру спекания. Поверхность корундового носителя колеблется от десятых до нескольких квадратных метров на 1 г, а пористость — примерно от 5 до 40% в зависимости от условий приготовления. [c.187]

В зависимости 01 используемого типа катализатора различают два различные механизма спекания если в качестве катализатора применяют материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью, например оксид алюминия, цеолит, то их эксплуатация при повьшенных температурах вызывает снижение удельной поверхности с одновременным изменением пористой структуры. В совокупности это приводит к снижению активности. [c.92]

Ко второму типу катализаторов относят металлы, нанесенные на оксидные носители с развитой поверхностью (например, алюмо платиновый катализатор). В этом случае спекание может приводить не только к уменьшению поверхности носителя, но и к коалесценции или потере дисперсности кристаллитов металла. Последнее вызывает резкое снижение активности. Этот механизм обычно наблюдается при температурах значительно более низких, чем температуры спекания носителя, хотя в некоторых случаях (н шример, алюмоплаткновые катализаторы риформинга) перегрев приводит к уменьшению поверхности носителя и металла. [c.92]

При изучении механизма спекания цеолитсодержащего катализатора необходимо учитывать наличие двух фаз кристаллического цеолита и аморфной алюмосиликатной матрицы. Матрица изменяется по описанным выше закономерностям. По Скольку на последней стадии приготовления свежего катализатора его пропаривают в жестких условиях, удельная поверхность матрицы в процессе крекинга уменьшается медленно. Цеолитная часть катализатора при температурах ниже предельной, характерной для каждого типа цеолита, не изменяется. При превышении предельной температуры кристаллическая структура цеолитной частицы разрушается, и частица дезактивируется. [c.57]

Относительно низкая поверхность мелких фракций теряющегося катализатора свидетельствует о том, что пыль образуется вследствие истирания всего циркулирующего катализатора. Более крупные частицы теряющегося катализатора свидетельствуют об образовании их за счет полного разрушения отдельных шариков. По этому механизму разрушаются главным образом частицы свежего догружаемого катализатора. Меньшая величина поверхности наиболее крупных частиц теряющегося катализатора объясняется тем, что в них имеется некоторое количество мелких шариков, образовавшихся за счет спекания активных щариков. В среднем удельная поверхность крошки в 2—2,2 раза больше, чем у циркулирующего катализатора. Удельная поверхность всего теряемого катализатора также больше, чем у циркулирующего катализатора, примерно в 1,75 раза. Следовательно, низкая активность равновесного катализатора в значительной степени обусловлена также тем, что в результате преимущественного разрушения активных частиц в нем накапливаются прочные, но неактивные шарики. [c.84]

Анализ изменения температуры во времени в разных точках по длине адиабатического слоя показывает, что такое изменение имеет характерный вид 5-функции, причем максимум температуры по направлению к выходу из регенератора возрастает. Тогда при определенных условиях в центральной части адиабатического слоя в нестационарном режиме горения кокса могут возникнуть значительные динамические тепловые забросы. Такой результат и был получен в работах [146, 161], где показано, что помимо начальных условий на максимум температуры в слое сильно влияет скорость подачи газового потока. При уменьшении расхода газа (увеличении времени контакта) температура слоя из-за динамических забросов может превзойти максимальное асимптотическое значение, соответствуюшее величинам Т , х° и Механизм появления забросов, по-видимому, следующий в область высоких температур из частично регенерированных участков слоя катализатора поступает реакционная смесь с достаточно высоким содержанием кислорода, результатом чего является ускорение химической реакции и увеличение тепловыделения. Выделяющееся в горячей зоне тепло вызывает рост температурного максимума до тех пор, пока тепловые потери на нагрев соседних участков не скомпенсируют тепловыделение. По-видимому, можно реализовать такие условия выжига кокса, при которых в слое появятся так называемые горячие пятна и в результате произойдет спекание катализатора. [c.87]

KVO3. По мере повышения температуры образуется эвтектический расплав, который постепенно за счет капиллярных сил распространяется по всему объему, втягивая во взаимодействие новые участки поверхности. Наконец, наступает момент, когда весь KVO3 переходит в жидкость, и процесс идет по механизму твердожидкостного спекания [5,154,155]. Схема механизма переформирования структуры представлена на рис. 36. В результате появления расплава глобулы агломерируются, образуя при этом более крупные зазоры (поры) между собой, удельная поверхность уменьшается, а суммарный объем пор изменяется незначительно. [c.88]

Гранулы могут быть упрочнены при нагревании вследствие спекания исходных частиц порошка, протекающего по механизму межкристаллической диффузии [3, 149] или за счет плавления эквтектики. Прокаленный катализатор отсеивают от пыли и упаковывают. [c.153]

Стадников [20, с. 206], выступая против гипотезы о цементации, предложил свою гипотезу полного расплавления . Он исходил из представления о каменных углях как о механической смеси битумов, сапропелитов и гуминовых веществ. Механизм спекания, по его мнению, представляет собой процесс постепенного расплавления и растворения (диспергирования) одних составных частей в других сначала расплавляются битумы А, затем битумы В и сапропелевые вещества. В образовавшемся расплаве диспергируются неплавкие гуминовые вещества. Согласно этой гипотезе, хороший полукокс и кокс можно получать только из сапропелитовых и сапропелито-гумусовых углей. Этот вывод, однако, не отвечает действительному положению и решительно опровергается практикой. [c.235]

Простым примером является пористая двухкомпонентная структура, представляющая собой агрегат из спекающихся и неспекаю-щихся кристаллов. По-видимому, существует два возможных пути, которые могут привести к увеличению кристаллов. Первый заключается в потере стабильности неспекающегося компонента, который под влиянием изменяющейся химической среды начинает спекаться. Рис. 6 показывает, как размер кристалла трудноспекающегося вещества, которое более не является стабилизатором, увеличивается со скоростью, пропорциональной скорости спекания легкоспекаю-щегося вещества. Влияние воды и пара на тугоплавкие окислы, подобные окиси алюминия, — пример такого ослабления стабилизатора. Вторая возможность заключается в том, что кристаллы спекающегося компонента могут увеличиваться благодаря наличию механизма байпасного переноса. Атомы спекающегося компонента могут переноситься через промежутки между кристаллами этого компонента, тем самым позволяя термодинамическим потенциалам кристаллов различного размера становиться эффективными движущими силами, промотирующими рост кристаллов. В этих условиях кристаллы стабилизирующего носителя не должны увеличиваться. Но взаимосвязь, представленная на рис. 6, нарушаете , и закономерности, управляющие спеканием спекающегося вещества, фактически возвращаются (хотя и не совсем точно) к закономерностям однокомпонентной системы, которая была показана на рис. 4. Хороший пример такого механизма структурного коллапса — влияние присутствия в медном катализаторе небольшого количества хлора (или [c.43]

Механизм структурирующего действия промоторов состоит, вероятно, в том, что высокодисперснне частицы промотора покрывают частицы металла слоем, проницаемым для молекул газа, но препятствуищш контакту никелевых частиц. Это предотвращает их спекание в относительно крупные агрегаты, имеющие малую удельную поверхность 20]. [c.35]

При эксплуатации реактора свойства катализатора со временем меняются. Это приводит к изменению схсоростей реакций, а следовательно и степени конверсии сырья в данной точке реактора. Темпера-турыне профили деформируются (рис.35) и меняется режим работы реактора, Имеется три главте причины дезактивации катализатора отравление каталитическими ядами, спекание и образование полимеров /116/. Рассмотрим механизмы дезактивации. [c.130]

В этом разделе приведены результаты исследований закономерностей распределения металле по глубине шарика алюмоси-ликатного катализатора. Обобщение полученных данных (позволило выяснить механизм отложения металлов на катализаторе при различных условиях крекинга и причины спекания или разрушения катализатора при регенерации. Изучение отравляемости катализатора позволяет оценить токсичность соединения того или иного вида относительно определенного катализатора, выбрать условия минимального воздействия яда на катализатор, подбирать новые катализаторы. [c.97]