Сажистый углерод
Cтраница 1
Сажистый углерод со временем претерпевает полиморфные превращения, сопровождающиеся увеличением объема, что влечет за собой разрушение кладки. [1]
 |
Шлаковая фурма ( а и воздушная фурма ( б. [2] |
Сажистый углерод образуется в газах в результате так называемой реакции Белля: 2СОСО2 С, протекающей в присутствии окиси железа при температуре 450 - 700 С. Сажистый углерод со временем претерпевает полиморфные превращения ( переходя из одной модификации в другую), сопровождающиеся увеличением объема, что влечет за собой разрушение кладки. [3]
Сажистый углерод имеет большой объем; отлагаясь в порах, хотя и не заполняет крупные поры полностью, разъединяет зерна шамота, ослабляя прочность изделий. Оксиды железа и металлическое железо FeO, Ре2Оз, Fe являются катализаторами этой реакции. Если оксиды железа связаны в фаялит 2FeO - SiO2 или герцинит FeO-AljOs, то они не являются катализаторами. Однако если присутствует ZnO, то он взаимодействует с фаялитом с выделением оксидов железа, которые способствуют отложению сажистого углерода. Углеводороды ( метан, этан и природный газ) так же, как СО, выделяют сажистый углерод в присутствии катализаторов. [4]
Появлению сажистого углерода препятствует высокая концентрация водяных паров в дымовых газах, что стимулирует протекание газификационных процессов. Это было подтверждено опытами с водными растворами уксусной кислоты, гексаметилендиамина, циклогексанона, ацетона и других. Исключение могут составлять лишь органические соединения, обладающие высокой термической стойкостью или склонностью к жидкс-фазному крекингу с образованием кокса или жидких высокомолекулярных соединений с высокой температурой кипения. [5]
Количество сажистого углерода в граммах на 1 м3 газообразного топлива находится на основании реакции ( 4 - 45); находим число киломо-лей углерода тс на 1 м3 газообразного топлива и умножаем его на массу 1 киломоля, равную 12 01 кг. [6]
Появлению сажистого углерода препятствует высокая концентрация водяных паров в дымовых газах, способствующая протеканию процессов газификации. Это подтверждено опытами с водными растворами уксусной кислоты, гексаметилендиамина. [8]
Реакция образования сажистого углерода катализируется в присутствии металлического железа и его оксидов. [9]
Ингибиторами образования сажистого углерода являются вещества, содержащие медь, а также сульфиды и фосфаты. Наиболее устойчивыми к действию СО и углеводородов являются высокоглиноземистые огнеупоры. Оксид бериллия совсем не взаимодействует с оксидами углерода. [10]
Большое количество сажистого углерода образуется в факеле при горении углеводородов, входящих в состав жидких топлив. При добавке жидкого топлива в факел природного газа его светимость может быть значительно увеличена. Однако практическое осуществление этого метода повышения светимости факела природного газа ( путем карбюрации жидким топливом) связано с организацией мазутного хозяйства, усложнением эксплуатации и е всегда может быть рекомендовано. [11]
Таким образом, сажистый углерод, выделяемый по реакции разложения метана, может влиять на стойкость огнеупоров при температурах термообработки 800 С и выше. Катализаторами этой реакции являются железо и его окислы. В отличие от распада окиси углерода при разложении метана не наблюдается какой-либо резко выраженной критической области. Интенсивность разрушения огнеупоров вследствие разложения метана зависит от отношения парциальных давлений водорода и метана и скорости протекания реакции. [12]
Усиление процесса выделения сажистого углерода и увеличение светимости факела могут быть также достигнуты за счет организованного ухудшения смешения газа и воздуха в рабочем пространстве печи. Для этого газ должен подаваться в головки печи через охлаждаемые трубчатые горелки под небольшим давлением ( 80 - 150 мм вод. ст.), вытекая со скоростью, близкой к скорости ввода подогретого воздуха. Настильность факела в этом случае может быть достигнута применением высоконапорного острого воздушного дутья. Количество этого воздуха должно составлять 10 - 15 % от общего, при давлении 4 - 6 апги. Желателен подогрев острого дутья. [13]
Чем больше содержание сажистого углерода в нефтяных остатках, подвергающихся коксованию, тем с худшей способностью к графитации получаются коксы. Экспериментально показано, что при удалении сажистого углерода из тех же нефтяных остатков получается кокс, который значительно лучше графитируется. Следует еще раз обратить внимание на то, что свойства коксов зависят главным образом от физико-химической природы нефтяных остатков и в очень небольшой степени от условий коксования этих остатков, что следует учитывать при выборе марки кокса. [14]
Продуктом этой реакции является сажистый углерод. Температурный интервал протекания реакции ( 48) 300 - 900 С, а наибольшая скорость распада СО наблюдается при температуре 500 - 600 С [13] Струя ССЬ, прошедшая зону дуги и обогащенная СО, соприкасаясь затем с относительно холодными участками металла впереди дуги, дает отложение сажистого углерода, который затем усваивается сварочной ванной. [15]
Страницы: 1 2 3 4