ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы образования сажи из "Производство сажи Издание 2" В 21 приведен подробный расчет процесса сажеобразования по этому методу как в общем виде, так и в практических примерах. [c.28] Сажу можно получать из газообразных, жидких и твердых веществ. Природный газ служит сырьем для производства канальной газовой, печной газовой и термической саж из ацетилена получают различные виды ацетиленовой сажи форсуночная и ламповая сажи образуются при сгорании смеси различных жидких углеводородов антраценовую сажу получают путем сжигания смеси Паров твердых или жидких углеводородов с коксовым газрм. [c.28] Для разложения углеводородов на элементарные углерод и водород требуется высокая температура. Так, например, разложение метана протекает при 1100°С более сложные углеводороды разлагаются при еще более высокой температуре. Циклические и особенно ароматические углеводороды более стойки к воздействию тепла, чем углеводороды с открытой цепью. [c.28] Осколки молекул, получившиеся в результате разложения углеводородов под действием высокой температуры, группируются в кристаллические образования. В результате этого процесса должен был бы образоваться графит. Однако для создания кристаллической решетки графита требуется значительное время (несколько часов) и температура, превышающая 3000 °С. [c.28] Так как при получении сажи температура в зоне реакции обычно не больше 1500 °С, а время пребывания сажи в реакционной зоне измеряется секундами и даже долями секунды, процесс кристаллизации не успевает закончиться. Получающиеся при разложении углеводородов частицы сажи состоят из неупорядоченного набора отдельных кристаллитов и не имеют кристаллического строения в полном смысле этого понятия. [c.29] Общепринятой теории образования частиц сажи нет. Очень вероятно, что при использовании в качестве сырья жидких углеводородных масел сажевые частицы образуются за счет конденсации молекул ароматических углеводородов, содержащихся в этих маслах . [c.29] 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] Одновременно с формированием сажевых частиц происходит процесс соединения сажевых частиц в цепочки, т. е. образование сажевых структур. Образование сажевых цепочек происходит, вероятно, в результате насыщения свободных валентностей у крайних атомов углерода при соприкосновении отдельных сажевых частиц. Длина сажевых цепочек достигает 10 мк. [c.29] 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] На формирование сажевых частиц и образование сажевых структур можно искусственно воздействовать. [c.30] В производственных технологических процессах на рост сажевых частиц, т. е. на увеличение их диаметра при сажеобра-зовании, можно влиять тремя путями введением в пламя относительно холодной металлической поверхности, быстрым охлаждением саже-газовой смеси в результате впрыскивания воды и разбавлением газа, используемого в качестве сырья, инертными газами. [c.30] Введение в пламя металлической поверхности применяется при получении канальной и антраценовой саж быстрое охлаждение саже-газовой смеси в результате испарения впрыскиваемой воды используют при получении ряда видов печной активной и полуактивной сажи. В обоих случаях рост сажевых частиц прекращается. Разбавление природного газа водородом или азотом используется в производстве термической сажи. Эти газы препятствуют росту сажевых частиц. [c.30] Соединение сажевых частиц в цепочки с образованием структуры можно также регулировать изменением степени переме-uiивaния потока горящего сырья в реакторе или печи, изменением времени пребывания сажи в зоне высокой температуры н применением сырья с различным содержанием ароматических углеводородов. [c.30] При повышении степени перемешивания потока газов в реакторах, а также с увеличением времени пребывания саже-газовой смеси при высокой температуре структурированность сажи возрастает. Она возрастает и с увеличением содержания ароматических углеводородов в сырье. [c.30] В настоящее время удается довольно успешно управлять сложным, быстропротекающим процессом получения сажи. [c.30] Вернуться к основной статье