ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Плотность из "Нефтяной кокс" Динамику усадки коксов изучали при различных условиях [129]. В муфельной силитовой печи кубики кокса размером 40X40X40 мм. нагревали со скоростью 250 °С в час и выдерживали затем при температурах 500, 600, 700, 900, 1000, 1200 и 1300°С в течение 15 мин, 1 ч и 3 ч. Результаты этих испытаний для кокса с истинной плотностью 2,10 г/см приведены на рис. 70. [c.188] Коксы из тяжелых нефтяных малосернистых и сернистых остатков и пиролизный кокс после прокалки при температуре 1000°С и выше претерпевали объемную усадку, превышающую 20%. При этом в некоторых кубиках образовались трещины. Пековый кокс в этих же условиях прокалки имел усадку не более 4% без образования трещин в кубиках. [c.188] Изучение динамики объемной усадки и элементарного состава коксов показывает, что наиболее интенсивные усадочные явления в нефтяных коксах с истинной плотностью 2,10 см происходят при 700 °С. Интенсивная усадка кокса из тяжелых остатков грозненской парафинистой нефти с истинной плотностью 2,14 г1см наблюдается при 650 °С, а пиролизного кокса с истинной плотностью 2,06 см — при 725 °С. Особенно четко определяется момент интенсивной объемной усадки после выдержки кубико при конечных температурах в течение 3 ч. Для пекового кокса, прокаленного еще в процессе получения при 700°С, усадка отмечается только при более высокой температуре. [c.189] При дальнейшей прокалке нефтяного кокса вплоть до графитации происходит следующее. [c.189] полученный при 430—450 °С, содержит много маслянобитуминозных веществ, которые можно извлечь из него различными растворителями (спирто-бензольной смесью, трихлорэти-леном, пиридином и др.). Эти вещества препятствуют росту основных структурных элементов углеродистого (карбонизированного) вещества. После деструкции этих изолирующих веществ происходит интенсивное сращивание (сшивание) отдельных углеродистых цепей. Надо полагать, что оно происходит с участием свободных радикалов и что концентрация их имеет наивысшее значение при температурах, соответствующих экстремумам по объемной усадке. [c.190] Касаточкин, А. Т. Каверов [100, 102] отмечают, что по размерам углеводородных сеток, межсеточной упорядоченности и электропроводности для угля при температуре около 700°С имеются точки довольно резких перегибов. Это означает, что и для других карбонизированных веществ должны существовать экстремальные состояния после прокалки при соответствующих температурах. При нагревании до 1300—1450°С происходит дальнейшее межмолекулярное и внутримолекулярное уплотнение углеродных комплексов и, как следствие этого, возрастание объемной (кажущейся) и истинной плотностей. [c.190] Выше указанных температур развитие усадочных явлений происходит по разным направлениям, еще недостаточно изученным. [c.190] При графитации коксов с низкой истинной плотностью, т. е. при пониженной скорости графитации, происходит обычно усадка, а для коксов с высокой истинной плотностью и высокой графигируемостью характерно объемное расширение. [c.190] Исследовательские и опытные работы в области объемной усадки при термической обработке коксов проводят с целью правильного использования этих коксов. В алюминиевой промышленности прокалка коксов ведется обычно во вращающихся печах при температуре 1200—1400 °С. Недостаточная усадка коксов при прокалке может быть причиной появления усадочных трещин в анодах, коррозии металлических штырей проникающими через эти трещины газами и повышенного расхода электроэнергии и анодной массы. [c.190] В производстве графитированных электродов большое объемное расширение при графитации приводит часто к растрескиванию (продольному) электродов. Предпочтение надо отдавать коксам, дающим при графитации нулевую, а в ряде случаев и положительную усадку. [c.190] При коксовании в кубах часть коксового пирога, примыкающая к обогреваемым металлическим стенкам куба, претерпевает усадку, в то время как средняя часть его не изменяется в объеме. Это вызывает растрескивание нижнего слоя кокса на глубину 50—200 мм (фото 30). [c.191] При прокалке нефтяного кокса во вращающейся 30-метровой печи (общее время пребывания в ней составляет 30 мин) наиболее интенсивно нагревается наружная поверхность кусков от контактирования с горячими дымовыми газами и путем передачи тепла лучеиспусканием от внутренних раскаленных поверхностей кладки. Прогрев внутренних частей кусков кокса происходит только путем теплопроводности. Неравномерность прогрева их по толщине кусков вызывает неравномерную усадку их и растрескивание. Установлено, что куски размером свыше 50 мм разрушаются полностью, куски размерами 25—30 мм — на 86%. При этом резко возрастает количество кусков размерами 4—25 мм [235]. Разрушение при прокалке пекового кокса, который получается в печах из огнеупоров и нагревается в них до 700—850 °С, обычно незначительное. При этом разрушались только куски размером более 50 мм и за счет этого увеличивалось количество кусков размером 25—50 мм. Гранулированный кокс, полученный при температуре 510—540 °С, при прокалке частично растрескивается (дает радиальные усадочные трещины). Центральная (первоначальная) гранула часто остается целой (фото 31). Иногда замечается слоевое разрушение гранул. [c.191] Конгломераты из мелких гранул, которые иногда получаются в процессе замедленного коксования при повышенных температурах в реакторе, при прокалке часто распадаются на отдельные гранулы. Кокс из тяжелых нефтяных остатков, окисленных кислородом воздуха, распадается при прокалке на более мелкие куски, чем кокс из неокисленного сырья. По-видимому, силы межмолекулярных связей обусловливают как механические свойства при воздействии внешних нагрузок, так и характер разрушения кокса при механических перенапряжениях в результате усадочных явлений при прокалке. [c.191] Объемная усадка кокса играет и положительную роль в технологии коксования в кубах и печах из огнеупоров — полученный коксовый пирог благодаря ей отслаивается от металлических листов и от огнеупорной кладки и сравнительно легко извлекается из аппаратуры. [c.191] Кривая изменения величины усадки нефтяного и пиролизного коксов после выдержки при конечных температурах в течение 1 ч практически сходна с кривой изменения этой величины после выдержки их в течение 3 ч. Уменьшение продолжительности выдержки кокса при конечных температурах до 15 мая вызывает замедление процесса усадки (см. рис. 70). [c.192] Показателем степени равномерности прогрева кусков кокса в глубину было выбрано содержание серы в сернистом нефтяном коксе, прокаленном во вращающейся печи алюминиевого завода. Содержание остаточной серы в поверхностной части отдельных кусков кокса было меньше, чем в центральной для кусков размером 10 мм в 1,1 раза, для кусков 20 мм в 1,2 раза, для кусков 30 мм в 1,3 раза и для кусков 40 мм в 1,4 раза. [c.192] Пековый кокс, прокаленный в тех же условиях, более однороден по качеству. Нефтяной кокс, прокаленный в камерной печи в течение 4—6 ч, обладает высокой степенью однородности. [c.192] Чтобы снизить дополнительную объемную усадку в аноде, следует проводить прокалку кускового кокса в течение не менее 1,5 ч. [c.192] Каверовым [89]. Автор показал, что величина плотности кокса в этом случае зависит от степени трехмерной упорядоченности углеродистого материала. [c.192] В производственных условиях и очень часто в исследовательских работах приходится пользоваться упрощенными методами определения плотности. А. Р. Уббелоде и Ф. А. Льюис [243] описывают способы определения плотности графита при помощи ртутного поромера и с применением керосина. Определенную таким методом плотность авторы называют истинной . Следует иметь в виду, что этот метод является относительным, так как остаются незаполненными некоторые поры и трещины. [c.192] Вернуться к основной статье