Главная -> Словарь

Поверхности углеродистых

При интенсивном обогреве материала радиационным излучением в материале возникает значительный температурный градиент. Вследствие этого образуется термодиффузионный поток влаги, который будет препятствовать миграции влаги из глубины материала к его поверхности. Чтобы избежать этого, необходимо поддерживать прерывистый режим сушки, состоящий из коротких периодов облучения и длительных периодов отлежки без облучения. В период облучения к высушиваемому телу подводится тепло, а в период отлежки происходит движение влаги от центра тела к его поверхности вследствие падения температурного градиента. Прерывистое облучение снижает конечную температуру сушки, что уменьшает расход энергии. Общая продолжительность сушки не увеличивается.

Сопоставление температурных режимов работы теплообменных аппаратов при прямотоке и противотоке позволяет отметить, что при прямотоке максимальный температурный напор наблюдается у входа в теплообменный аппарат; затем этот напор уменьшается, достигая своего минимального значения у выхода из аппарата. В противоположность этому при противотоке температурный напор более равномерно распределяется вдоль поверхности. Вследствие такого распределения температурного напора при прямотоке поверхность теплообмена в тепловом отношении загружена неравномерно; при противотоке тепловая нагрузка является более равномерной.

токе температурный напор более равномерно распределяется вдоль поверхности. Вследствие такого распределения температурного напора при прямотоке поверхность теплообмена в тепловом отношении загружена неравномерно, при противотоке тепловая нагрузка является более равномерной.

При ультразвуковой ударной обработке происходит пластическая деформация обрабатываемой поверхности в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности, вследствие чего снижаются остаточные сварочные напряжения, действующие в материале шва вдоль поверхности .

Если представить масляные капельки в виде твердых шаров одинакового диаметра9, то теоретически возможно было бы разместить их так, чтобы каждый шар при наиболее плотной упаковке соприкасался бы с 12 другими. Такое наиболее тесное скопление, иначе говоря, максимальная концентрация дисперсной фазы имеет место тогда, когда около 74% всего пространства занято шарами. Следовательно, теоретически возможно эмульгировать порядка74% масла в 26% воды. У деформирующихся шаров, каковыми в действительности являются масляные капли, в местах их соприкосновения может происходить искривление поверхности, вследствие чего элемент дисперсной фазы приобретает полиэдрическую форму. Экспериментально установлено, что возможно получение стойких эмульсий с содержанием дисперсной фазы до 99% масс.

Битумная эмульсия для поверхностной обработки с правильно подобранным компонентным составом обеспечивает получение пленки вяжущего, которая не стекает с поверхности вследствие достаточно высокой вязкости эмульсии. Регулирование вязкости достигается повышением концентрации битума до 65-70 % масс. Наиболее целесообразным является использование эмульсий класса ЭБК-2 с тем, чтобы период разрушения составлял от 2-5 минут до получаса.

Гидрофобная порода удерживает часть нефти на своей поверхности вследствие адсорбционных сил, образующих граничный слой значительной толщины. Этот нефтяной слой можно удалить водой, нагнетаемой в пласт,при условии, если вода будет лучше омачивать породу, чем нефть.

Наиболее важными вторичными источниками углеводородных топлив .можно считать битуминозные пески, горючие сланцы и ископаемые угли. Битуминозные пески, встречающиеся во многих частях мира, по-видимому, образовались в результате миграции нефти из более глубоких горизонтов по наклонному проницаемому пласту, полностью обнаженному с поверхности. Вследствие протекания различных реакций разложения и испарения ..легких компонентов в результате этого подъема остается тяжелый, уже нетекучий битум, который в некоторых случаях может играть роль непроницаемого ..барьера для залегающих глубже менее вязких нефтей. Одно из крупнейших .месторождений этого типа — нефтеносные или битуминозные пески Мак-Марри, выходы которых обнаруживаются по берегам р. Атабаски в Канаде, близ порта Мак-Марри. Крупные месторождения существуют также на юге Венесуэлы вдоль контакта проницаемого пласта с бразильским щитом. В США аналогичные месторождения имеются в штатах Калифорния и Юта.

Реакции разложения на элементы могут быть практически возможны или при очень высоких температурах , или в присутствии определенных металлических катализаторов при более умеренных температурных условиях. Никель является одним из наиболее энергичных катализаторов, ускоряющих разложение парафинов, как и других углеводородов, на элементы или метан и элементы. Сабатье и Сандерен описали частичное разложение метана на углерод и водород при 390° С и этана при 325° С в присутствии никеля. Фрей и Смит и Херд наблюдали очень быстрое разложение пропана и бутана на углерод и газы при 350—400° С и 500° С в присутствии того же катализатора. Катализаторами подобного типа являются медь, железо, монель-металл, многие другие тяжелые металлы и некоторые неметаллы, например селен. Особенно активны порошкообразные металлы. С другой стороны, тот факт, что железные трубы не активируют разложение нефти на элементы в обычных условиях крекинга, должен указывать или на неактивность железа в виде сплошной массы или на деактивацию металлической поверхности вследствие отложения углерода. Однако каталитическое действие металлической поверхности труб может быть заметно при повышенных температурах, применяемых при крекинге в паровой фазе или в таких процессах, как дегидрогенизация. Предварительная обработка труб при высоких температурах паром или сероводородом может деакти-вировать металлическую поверхность. Небольшие количества пара или сероводорода , добавленные к сырью для крекинга, могут вызвать тот же эффект. В результате такой обработки активная металлическая поверхность покрывается неактивными окислами или сульфидами. Полученный эффект может быть приписан также отравлению активной поверхности образовавшимися окислами или сульфидами. •

Уменьшение причины k' происходит за счет добавочного сопротивления диффузии газа через оболочку золы и как следствие этого уменьшение количества активных столкновений реагирующих между собой молекул углерода и кислорода; это особенно ощутимо при температурах, превышающих температуру размягчения золы, когда можно ожидать налипания ее на поверхность частицы. Что касается уменьшения реакционной поверхности вследствие выпадения золы, запол-няюш^й объем междукускового пространства, то его можно учесть, исходя из уравнения выгорания.

уменьшается в 1,6 раза. Это объясняется изве- fy's стным нам сложным изменением реакционной поверхности вследствие выгорания частиц, а также влиянием внутреннего реагирования и чисто механическими причинами — дроблением, растрескиванием и т. п. Поэтому пока приходится воздерживаться от аналитического выражения зависимости от d — диа-' метра куска, — тем более, что экспериментальные данные Колодцева получены всего для четырех крупностей частиц: 2,6—3,7; 4,8—6: 6—7,2 и 7,2—9 мм.

Знак заряда поверхности углеродистых материалов связан с молекулярной структурой поверхности и реакционной способностью самого материала.

^При переработке высокосернистого и смолистого сырья кобальтмолибденовые катализаторы на основе окиси алюминия сохраняют высокую стабильность. При высоких давлениях применяют также осерненный алю-мовольфрамникелевый катализатор, обладающий сходными свойствами. Гидрирующие свойства катализаторов. " после потери активности в результате отложения на их поверхности углеродистых веществ легко восстанавливаются методом окислительной газовоздушной или паровоздушной регенерации .

В процессе контакта свежеобразующихся частиц сажи и нефтяных коксов при прокаливании с активными компонентами дымовых газов на различных участках поверхности углерода вследствие ее неоднородности и неодинакового уровня энергии скорость химических реакций и глубина проникновения компонентов дымовых газов в массу углерода неодинакова, что изменяет рельеф поверхности, обусловливая ее шероховатость и 'повышенную склонность к адсорбционным явлениям. В результате таких процессов на поверхности углерода одновременно присутствуют участки повышенной и пониженной активности, нарушающие непрерывность поверхности. По увеличению отношения активных центров к неактивным в процессе контакта с реакционноспособпыми компонентами дымовых газов углеродистые материалы могут быть расположены в ряд: графит—^анизотропный кокс—^изотропный кокс1—»-сажа, т. е. чем менее упорядочен углерод по Ьс, тем более он склонен к образованию поверхностных комплексов с газами. В таком же порядке увеличивается адсорбционная и каталитическая активность поверхности углеродистых материалов.

При наличии разности адсорбционных потенциалов система при определенных условиях расслаивается, и на контактной поверхности, как ранее было сказано, образуется адсорбционный слой. Происходящий при этом процесс, движущей силой которого является разность адсорбционных потенциалов, Песков назвал гетерогенной коагуляцией . При пропитывании нефтяным пеком электродных изделий, изготовлении электродных масс создают специальные условия для гетерогенной коагуляции желательных компонентов на поверхности углеродистых материалов.

При значениях Кд.ф/Уд.с=0,5 пеки обладают хорошей пропитывающей способностью, но выход кокса при этом низкий; при Уд.Ф/^д.с больше 1,0 сильно ухудшается смачиваемость поверхности углеродистых материалов. По-видимому, наиболее удовлетворительные результаты будут получаться при 1/д.ф/Уд.с в пределах 0,5—1,0, а также при одновременном обеспечении хорошей проникающей способности и поверхностной адсорбции, что достигается подбором дисперсионной среды соответствующего состава. Повышение содержания в дисперсионной среде низкомолекулярных углеводородов позволяет увеличить смачиваемость углеродистой поверхности, но при этом могут ухудшиться условия для гетерокоагу-ляции. Следовательно, групповой состав дисперсионной среды также должен быть оптимальным.

Кислород можно определять методами, основанными на деструкции кислородсодержащих систем и окислении выделившимся кислородом углеродистых материалов до двуокиси углерода. Недостаток этих методов—определение не «материнского» содержания кислорода, а суммарного, включая кислород, хемо-сорбированный на поверхности углеродистых материалов при контакте с воздухом.

Кислород можно определять методами, основанными на деструкции кислородсодержащих систем и окислении углеродистых материалов выделившимся кислородом до двуокиси углерода. Недостаток этих методов — определение не «материнского» содержания кислорода в коксах, а суммарного, включая кислород, хемо-сорбированный на поверхности углеродистых материалов при контакте с воздухом.

На поверхности углеродистых материалов при окислении могут образоваться кислородсодержащие окислы, которые в процессе их синтеза или распада выделяют значительное количество тепла, приводящее к саморазогреву коксов. Температуру самовоспламенения нефтяных коксов очень важно злать для обеспечения правильных условий храпения п транспортирования коксов, при организации горячей циркуляции их в прокалочных агрегатах п т. д. Вполне понятно, что чем более уплотнен материал, чем меньше он содержит жидких продуктов и чем меньше боковых цепочек в кристаллитах п чем более ограничен доступ окислителя к поверхности пор, тем выше температура его самовоспламенения. В практике для быстрого определения склонности углеродистых материалов к самовозгоранию широко используют метод, основанный на взаимодействии смеси коксов с нитритом натрия при нагреве. При нагреве смеси до определенной температуры для данного вида кокса происходит взрывообразный процесс. Перед испытанием кокс п NaNC2 измельчают до частиц размером 0,15 мм, берут навески соответственно 0,1 и 0,25 г и хорошо 'перемешивают. Одновременно можно испытывать четыре образца. Загруженную

Исследования показали , что при адсорбции О% на углях концентрация ПМЦ уменьшается. По данным этой работы, при адсорбции одной молекулы О2 может исчезать несколько десятков парамагнитных центров. Взаимодействие H2S с коксом происходит, вероятно, после его диссоциации на элементарную серу и водород. Предварительный распад H^S может идти через стадию хемосорбции на поверхности кокса, так как двух- и трехатомные газы на поверхности углеродистых веществ легко диссоциируют на компоненты. Наличие ненасыщенных связей на поверхности кристаллитов будет несомненно препятствовать движению за пределы частиц кокса осколков молекул — продуктов распада термически нестойких органических соединений серы. При этом сера будет сосредоточиваться на наиболее активных центрах поверхности кокса. Исходя из неоднородности структуры углеродистых материалов, наблюдаемой до температур 2000—2600 °С, удалось теоретически обосновать п экспериментально подтвердить зависимость энергии активации адсорбции и десорбции различных газов па неоднородных поверхностях от степени их заполнения газами. По аналогии с этим, а также в соответствии с представлениями, изложенными в работе , в процессе хемосорбцпи серы на активной поверхности кокса с увеличением степени ее заполнения энергия активации процесса сульфуризации должна повышаться. В СТУДИИ десорбции •— при разрушении сероуглеродных комплексов — наоборот, энергия активации должна быть низкой на начальной стадии и увеличиваться к концу обессери-

ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОВ АТМОСФЕРЫ, АДСОРБИРОВАННЫХ НА ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИМОЙ

Содержание аналитической влаги в изученных коксах в 3-8 раз превышало содержание суммы газов. Таким образом, в данной работе определено количество компонентов атмосферы, адсорбированных на поверхности углеродистых материалов. Показана зависимость выделения кислорода, азота, диоксида и оксида углерода с поверхности кокса от температуры.