![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Технический углерод.
Техническим углеродом или сажей называется порошкообразный продукт неполного сгорания или термического разложения органических веществ, состоящих из углерода. В результате исследований сажи под электронным микроскопом установлено, что она состоит из частиц размером от 900 до 6000 нм, образующих более или менее разветвленные цепочки, так называемые сажевые структуры. Форма частиц большинства видов сажи близка к сферической. Частица сажи представляет собой беспорядочный набор отдельных кристаллитов. В каждом слое кристаллита атомы углерода расположены в вершинах правильных шестигранников. По степени упорядоченности строения сажевая частица занимает промежуточное положение между кристаллическим графитом и аморфным углеродом. Состав сажи неоднороден. В нее входят входят (мае. %): углерод 89 - 99, водород 0, 3 - 0, 5; кислород 0, 1 - 10, сера 0, 1 - 1, 1; минеральные вещества - до 0, 5 % ма. Величина частиц сажи, а также удельная поверхность (суммарная поверхность частиц, содержащихся в 1 г сажи) и степень структурности (т е. разветвленность сажевых цепочек) зависят от условии ее образования. Свойства сажи определяются главным образом этими характеристиками. При температуре выше 1000°С основное количество углеводородов уже разлагается с образованием сажи в реакционном объеме. Упрощенно механизм образования частиц сажи можно представить следующим образом. Под действием высокой температуры 1200С молекулы углеводородов распадаются на свободные углеводородные радикалы и атомы водорода. Взаимодействие радикалов друг с другом и с исходными углеводородами приводит к образованию новых радикалов и молекул термостойких соединений, которые служат основой будущих сажевых частиц, т.е образуется сажевое ядро. К ним присоединяются образующиеся в зоне реакции новые углеводородные радикалы. Происходит соединение атомов углерода в кристаллические образования, а сажевых кристаллитов - в частицы сажи. Диаметр сажевых частиц будет тем меньше, чем выше температура процесса. Промышленные способы производства сажи основаны на разложении углеводородов под действием высокой температуры. Образование сажи в одних случаях происходит в пламени горящего сырья при ограниченном доступе воздуха (печная сажа), в других - при термическом разложении сырья в отсутствии воздуха (термическая сажа). Получение печной сажи сжиганием сырья при ограниченном доступе воздуха осуществляют, в основном, двумя способами. По наиболее распространенному способу сырье сжигают в печах, снабженных горелками различного устройства. Образующуюся в пламени сажу в течение некоторого времени выдерживают вместе с газообразными продуктами процесса в зоне высокой температуры. После этого смесь сажи и газов охлаждают и отделяют сажу от газов. По другому способу (канальному) сырье сжигают с помощью горелок с узкой щелью, установленных в металлических аппаратах. Плоское пламя горящего сырья соприкасается с движущейся металлической поверхностью. Введение в пламя холодной поверхности приводит к тому, что рост образующихся в нем сажевых частиц и соединение их в цепные структуры прерывается. Выделившуюся на осадительной поверхности сажу выводят из пламени, снимают с этой поверхности и направляют на обработку. Сажа, получаемая канальным способом, обладает высокой дисперсностью. Для увеличения выхода сажи создан способ ее получения, основанный на термическом разложении углеводородов без доступа воздуха. Сырьем для производства термической сажи также служит природный газ, который разлагается на углерод и водород под воздействием высокой температуры при его соприкосновении с сильно нагретыми поверхностями. Сажу классифицируют по следующим признакам: - по способу получения (ацетиленовые (А), канальные (К), печные (П), термические Т) - по сырью, из которого вырабатывают сажу, - по величине удельной адсорбционной поверхности, м2/г; - по степени структурности, - по специфическим свойствам, которые приобретает сажа после дополнительной обработки окислением.
|