ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГРАНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

TECHNOLOGY FOR OBTAINING POWDERED MATERIALS FROM WASTE OIL PRODUCTS AND GRANITE PRODUCTS IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY
Цитировать:
Абдурахмонов Э.Б., Абдуназаров Ф.А. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГРАНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 3(96). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13223 (дата обращения: 20.04.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Использование нефтяного кокса для получения марочных продуктов связано с получением порошков, содержащих нужную дисперсию. Для получения таких порошков необходимо разработать технологическую линию. В статье описан принцип работы одного из вариантов технологической линии производства порошка и его применение в строительной отрасли. 

ABSTRACT

The use of petroleum coke to obtain branded products is associated with obtaining powders containing the desired dispersion. To obtain such powders, it is necessary to develop a technological line. The article describes the principle of operation of one of the variants of the powder production line and its application in the construction industry. 

 

Ключевые слова: классификатор, мельница, помол, фланец, перфорации, измельчения, кольцо, ударно-центробежной мельницы, коксования.

Keywords: classifier, mill, grinding, flange, punching, grinding, ring, impact centrifugal mill, coking.

 

В зависимости от назначения нефтяных коксов к ним предъявляют различные требования. Так, могут быть необходимы коксы с низким и высоким содержанием серы; легко и трудно графитирующиеся; в виде мелких и крупных фракций; с высокой и низкой реакционной способностью и т. д. По степени сернистости (по аналогии с классификацией нефтей и с учетом направления дальнейшего использования нефтяных коксов) их принято разделять на:

малосернистые, до 1,0% S (электроды, конструкционные материалы) ;

среднесернистые, до 1,5% S (аноды для производства алюминия, карбиды);

сернистые, до 4,0% S (после обессеривания используют как сырье для производства анодов);

высокосернистые, более 4,0% S (восстановитель и сульфидирующий агент).

Таблица 1.

Нефтяные коксы можно классифицировать по гранулометрическому составу на:

Классификация

Фракция

1.

кусковой

фракция выше 25 мм

2.

коксик (орешек)

фракция от 6—8 до 25 мм

3.

мелочь

фракция менее 8 мм.

 

Нефтяные коксы могут содержать различные количества зольных элементов. Содержание зольных компонентов в нефтяных коксах значительно ниже, чем в углях. Это позволяет использовать их во многих химических процессах, не опасаясь загрязнения готовой продукции различными примесями. Существуют следующие нефтяные коксы:

малозольные (до 0,5% А);

среднезольные (0,5—0,8% А);

зольные (более 0,8% А).

Содержание материнской золы в нефтяных коксах замедленного коксования редко превышает 0,8%. Зольные коксы обычно получают в результате проведения непрерывных процессов коксования, осуществляемых при повышенных температурах, что способствует низкому выходу кокса и повышению в нем инородных примесей. Подготовленность нефтяных коксов к графитированию* оценивают по степени совершенности структуры.

Различают две структуры:

1) волокнистая (струйчатая, игольчатая, полосчатая);

2) точечная (сфероидальная, сферолитовая).

Высокая подвижность слоев в кристаллитах кокса во время графитирования достигается при повышенном содержании водорода в исходном сырье и низкой концентрации кислорода, серы и других примесей. Иногда такие коксы называют «мягкими». В отличие от них коксы с «жесткими» поперечными связями (точечной структуры) вырабатывают из сырья с высоким отношением С :Н . Предварительное окисление и осернение сырья способствует повышению жесткости структуры коксов. Нефтяные коксы могут существенно различаться также по реакционной способности, пористости, удельному электросопротивлению, что должно быть учтено при использовании их в различных отраслях народного хозяйства [1].

В качестве исходного сырья для получения анодов и электродов обычно используют крупную фракцию (25—200 мм) пековых и нефтяных коксов. Поскольку в таком виде коксы не могут быть использованы для прокаливания на существующих прокалочных агрегатах, их предварительно шюбят в щековых или зубчатых дробилках до кусков размером 50—70 мм. При этом образуются и частицы размером менее 25 мм, количество которых составляет 30% и более. Дробленый кокс прокаливают в специальных печах. Основные требования, предъявляемые к печам,— минимальные потери сырья от вторичных реакций в процессе прокаливания; равномерность прокаливания кусков кокса по всей массе; возможность прокаливания мелочи (до 6 мм); утилизация тепла отходящих, газов и раскаленного кокса; высокая производительность. Существующие прокалочные печи лишь частично удовлетворяют указан-1 ным требованиям. Они предназначены в основном для прокаливания кокса[2].

Дробление и измельчение осуществляют для получения коксового порошка широкого гранулометрического состава, но со строго определенным соотношением выходов отдельных фракций. В дальнейшем из этих фракций составляют шихту (наполнитель) для производства электродной массы. Крупные коксовые частицы составляют скелет — основу электродной продукции, а более мелкие являются заполнителем межкускового пространства. Качество электродной продукции в значительной степени зависит от степени дробления, формы частиц, соотношения классов частиц, входящих в шихту. При дроблении сырых коксов структура их мало влияет на форму частиц. Как «мягкие», так и «твердые» коксы, состоящие из мелких кристаллитов, имеющих низкую степень упорядоченности, обусловливают изотропность механических свойств и способствуют получению при дроблении зерен изометричной формы. Различная склонность к упорядочению этих коксов в процессе термообработки обусловливает получение пластинчатых зерен при дроблении прокаленных мягких коксов и зерен сфероидальной формы при измельчении твердых коксов. При наличии двух структур (волокнистой и точечной) частицы кокса разрушаются преимущественно по участкам волокнистой структуры [3]. При прессовании электродной продукции плоские частицы кокса ориентируются определенным образом (рис. 3) вдоль направления давления, что обусловливает повышение структурной анизотропии электродной массы и существенно сказывается на качестве готовых электродов. Форма частиц, получаемых в процессе дроблени я и измельчения, зависит не только от качества исходного прокаленного кокса, но и типа размольного агрегата. Обычно нефтяной кокс дробят до размера частиц 8—10 мм в валковых дробилках или на шаровых мельницах с периферийной выгрузкой. Фракции тонкого помола, от гранулометрического состава которых в значительной мере зависит качество электродной продукции, на отечественных электродных заводах получают в трубчатых шаровых мельницах, работающих как на слив, так и с пневмоудалением и воздушной классификацией помола [4]. Измельченные и классифицированные до необходимых размеров фракции кокса крупного и тонкого помола хранят в бункерах, откуда они поступают на дозирование и смешение со связующим веществом (пеком). На отечественных алюминиевых заводах обычно применяют наполнитель следующего состава:

Таблица 2.

Показатели

Размер

Содержание

1.

мм > 6

Не более 3

2.

От 6 до 1

38 ± 3

3.

в том числе > 4

12 ± 4

4.

От 1 до 0,15

По разности

5.

От 0,15 до 0

40±3

6.

в том числе 0,075

30±3

 

Нефтяной кокс в виде технического углерода (смесь высокомолекулярных углеводородов сложного строения) может применяться в качестве исходного сырья для производства резиновых изделий (шин, конвейерных и транспортерных лент, шлангов, кабеля, приводных ремней, автомобильных ковриков, брызговиков, подкрылков, резиновых смесей и прочее).

После проведения дополнительной очистки технический углерод используется в резинотехнической и лакокрасочной промышленности. Технический углерод нашел применение в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента черного цвета. Его используют для окрашивания силикатного кирпича, наливных полов, штукатурки и других строительных материалов.

Наиболее полно классификация методов анализа дисперсности порошков дана в работе П.А.Коузова [5]. Согласно этой работе, способы контроля дисперсности подразделяются на две группы: интегральные и дифференциальные. К интегральным относятся методы, которые дают информацию об усредненных статистических параметрах, характеризующих дисперсную фазу исследуемого материала в целом. Дифференциальные методы дают информацию об определяющих параметрах каждой отдельной частицы дисперсного материала. Интегральные методы подразделяются на селективные и глобальные. Селективные основаны на различных способах классификации, т.е. разделения на классы по размерам, глобальные – на использовании способов, определяющих один из параметров, характеризующий порошковый материал в целом, например, средний размер, удельную поверхность и т.д.

Из числа методов, объединенных в группу селективных, наиболее простыми являются методы механической классификации, поэтому они получили самое широкое распространение. К их недостаткам следует отнести низкую четкость классификации, высокий нижний порог чувствительности (весьма затруднен процесс просеивания частиц на ситах с размером частиц менее 40 мкм), влияние на точность анализа продолжительности просеивания, формы частиц, износа сит и других факторов.

Седиментационый способ основан на измерении скорости осаждения частиц образца, предварительно диспергированного в жидкости. Этим методом могут быть измерены частицы размером более 1 мкм. Для сокращения длительности седиментационного анализа часто используется модификация метода – центрифугирование.

Метод воздушной классификации состоит в том, что навеску сухой пыли продувают через ряд цилиндрических или конических сосудов различного диаметра.

Широко распространен также метод классификации путем взвешивания частиц восходящим потоком жидкости (отмучивание).

Микроскопический анализ является единственным методом, позволяющим непосредственно определить размеры частицы и оценить ее форму. Минимальный размер частицы, который можно измерять под микроскопом с удовлетворительной точностью, равен 1 мкм, электронным микроскопом – до размеров 10-3 мкм.

Известны и электрические методы классификации, которые подразделяются на трибоадгезионные, электростатические, электродинамические и коронного разряда. Однако эти методы из-за сложности не нашли широкого применения при анализе порошков.

Из всех способов наиболее простым и в достаточной степени точным является метод механической классификации (рассева) на ситах. Аналогичного мнения придерживаются С.Е.Андреев, В.И.Акунов, В.Е.Мезонов, Б.С.Сажин  и ряд других исследователей [6]. Помимо простоты и надежности, метод механического рассева на ситах отличается тем, что он не требует использования высокосложного и дорогостоящего оборудования. Кроме того, он единственный в своем роде дает возможность получить достаточно полную информацию о фракционном составе продуктов помола как по массе так и по размеру. Что же касается сложности ситового анализа на ситах с размером отверстий менее 40 мкм, то здесь следует отметить тот факт, что разработанные нами мельницы предназначены для химической отрасли, промышленности строительных материалов и сельского хозяйства, где для анализа продуктов помола сита с размером менее 63 мкм или даже 80 мкм практически не используются, так как в этом нет необходимости.

Таким образом, принимая во внимание все вышесказанное, для экспериментальных исследований фракционного состава продуктов помола нами использовался набор стандартных сит с минимальным размером отверстий 0,063 мм, а максимальным – 4 мм. Ситовой анализ продуктов помола осуществлялся следующим образом. Сита в количестве 15 штук собирались в пакет с возрастающим размером отверстий в них от низа к верху, и продукт помола в количестве 500 грамм загружался на верхнее сито. После чего пакет закреплялся на столе лабораторной машины, предназначенной для рассева. Далее машина включалась в сеть, и стол совершал колебательные движения в течение 20 минут, производя рассев материалов на фракции. По окончании рассева на лабораторных весах осуществлялось взвешивание материала, оставшегося на каждом из сит, а также количество материала прошедшего через самое мелкое сито № 0063. Для каждой опытной партии помола рассев осуществлялся не менее трех раз, и полученные данные усреднялись.

Применение нефтяного кокса для получения товарной продукции связано с получением порошков требуемого дисперсного состава. Для получения таких порошков необходима разработка технологической линии. Принципиальная схема одного из вариантов технологической линии получения порошков представлена на рис.1.

 

Рисунок 1 – Технологическая схема переработки нефтяного кокса в порошки требуемого дисперсного состава:

1 – грубое дробление; 2 – механическое удаление поверхностной влаги; 3 – грохочение; 4 –тонкой помол; 5 –пневмоклассификация; 6 – очистка газа в циклоне; 7 – очистка газа в рукавном фильтре

 

В данную технологическую линию, нефтяной кокс будет поступать из камер коксования. Разгрузка камер коксования осуществляется при резке образовавшегося в камере коксования пирога нефтяного кокса. Высота слоя нефтяного кокса в камере коксования, достигает нескольких десятков метров. Резка этого слоя осуществляется водой под давлением более 15 МПа. На выходе из камер коксования куски нефтяного кокса могут достигать 150 мм. Направлять получаемый материал сразу на тонкий помол невозможно по ряду причин. Одна из них – исходные куски нефтяного кокса, поступающего в мельницу не должны превышать 20 мм. Вторая причина – наличие в кусках нефтяного кокса влаги после его резки водой. Присутствие влаги в нефтяном коксе будет приводить к эффекту цементации пыли на внутренних поверхностях аппаратов всех стадий технологической линии получения порошков. Налипание пыли будет приводить к снижению эффективности работы и частым остановкам оборудования для его очистки.

На решение возникающих задач направлены первые три стадии предлагаемой технологической линии. На первой стадии происходит грубое дробление с целью получения частиц с размером пригодным для подачи в мельницу 4. Предпочтительными машинами для грубого дробления нефтяного кокса могут быть щековая или валковая дробилки.

Удаление влаги из нефтяного кокса можно осуществлять двумя способами.

Первый – классическая термическая сушка горячим сушильным агентом. Следует отметить, что данный способ имеет существенные недостатки: использование горячего сушильного агента связано со значительными энергетическими затратами; термическая сушка процесс инерционный требующий значительных временных затрат и больших удельных объемов сушильных камер. Всё это приводит к высокой удельной стоимости стадии сушки.

Второй – механическая сушка частиц в потоке атмосферного воздуха. Данный способ экономически более выгоден, так как отсутствует стадия нагрева сушильного агента и ввиду интенсивного обдува частиц, процесс удаления влаги происходит при более высокой скорости. Кроме того, удельная металлоемкость аппаратов механической осушки значительно ниже чем у аппаратов термической сушки. 

Для механической сушки дробленых частиц предлагается использовать компактный аппарат 2, в котором создается высокоскоростной закрученный воздушный поток. В закрученный газовый поток будут подаваться дробленые частицы нефтяного кокса. Газовый поток, обдувая с высокой скоростью частицы нефтяного кокса, будет срывать с их поверхности капли имеющейся влаги. Кроме того, частицы нефтяного кокса двигаясь в закрученном газовом потоке за счет градиента его скоростей в поперечном сечении аппарата, и многочисленных соударений частиц между собой и перфорированной стенкой аппарата будут приобретать вращательное движение. Вращательное движение частиц будет приводить к возникновению центробежных сил инерции, которые также способствуют срыву капель влаги с поверхности частиц нефтяного кокса. Наличие влаги внутри частиц нефтяного кокса маловероятно, так как в момент разгрузки из камер коксования нефтяной кокс имеет высокую температуру, которая будет сохраняться продолжительное время в глубинных слоях частиц.

Дробленые частицы нефтяного кокса на выходе из аппарата 2 подвергаются классификации по крупности. Разделение происходит на два класса частиц: пригодные для подачи в мельницу, и требующие повторного дробления. Такое разделение лучше производить с использованием ситовых грохотов. Наиболее предпочтительной конструкцией является барабанный ситовой грохот. Конструкция барабанного грохота отличается простотой и высокой надежностью. Предпочтительный размер отверстий сит находится в диапазоне от 5 до 20 мм. Крупный класс частиц возвращается на повторное дробление в начало технологической линии. Мелкие частицы поступают на тонкий помол в мельницу 4.

Для тонкого помола могут использоваться различные конструкции мельниц. Наиболее предпочтительными являются мельницы ударного принципа действия. Данному виду мельниц присущи низкие удельные затраты энергии на измельчение, низкая удельная металлоемкость конструкций. На технологической схеме показана принципиальная конструкция ударно-центробежной мельницы, позволяющая получать порошки более равномерного гранулометрического состава.

Далее получаемый в мельнице порошок направляется в пневмоклассификатор 5, где происходит его разделение по предъявляемым к порошку требованиям по гранулометрическому составу. Наиболее предпочтительными конструкциями являются гравитационные пневмоклассификаторы (зигзаг, с пересыпными полками и др.). Данные конструкции пневмоклассификаторов являются многокаскадными. В многокаскадных классификаторах процесс разделения повторяется многократно по высоте аппарата. Данная особенность существенно уменьшает загрязнение мелкого продукта крупными частицами, и наоборот крупного продукта мелкими частицами. Величина граничного зерна разделения в этих классификаторах легко регулируется изменением скорости восходящего потока воздуха. В данных пневмоклассификаторах крупные частицы ссыпаются вниз, мелкие частицы уносятся вверх восходящим потоком воздуха.

Для отделения мелких частиц от воздуха пылевоздушную смесь направляют на разделение в циклон 6. Более мелкие частицы улавливаются в рукавном фильтре 7. Если производить отбор крупной фракции из классификатора 5, уловленной фракции в циклоне 6 и рукавном фильтре 7в отдельные бункеры можно получить три класса порошков, отличающихся гранулометрическим составом.

Taблица 3. 

Исходный состав,1-2 пробы

Размер ячейки сита ,мм

Прохождение через сито Qх , %

Полный остаток на сите qx, %

Фракция, мм

Х, мм

Хср, мм

Частный остаток, Q, q, %

Функция, F=Q/x

 

Исходные данные, г

4

99,79

0,21

более 4

3,7

5,85

0,21

0,06

 

0,8

2

70,04

29,96

2--4

2

3

29,75

14,88

 

114,1

1

63,05

36,95

1--2

1

1,5

6,99

6,99

 

26,8

0,5

46,75

53,25

0,5--1

0,5

0,75

16,30

32,59

 

62,5

0,25

34,45

65,55

0,25--0,5

0,25

0,375

12,31

49,23

 

47,2

0,125

21,07

78,93

0,125--0,25

0,125

0,1875

13,38

107,01

 

51,3

0,063

10,04

89,96

0,063--0,125

0,062

0,094

11,03

177,90

 

42,3

0,045

5,03

94,97

0,,045--0,063

0,018

0,054

5,01

278,14

 

19,2

поддон

0

100

менее 0,045

0,045

0,0225

5,03

111,84

 

19,3

                   

Размер ячейки сита ,мм

Прохождение через сито Qх , %

Полный остаток на сите qx, %

Фракция, мм

Х, мм

Хср, мм

Частный остаток, Q, q, %

Функция, F=Q/x

 

Исходные данные, г

4

99,68

0,32

более 4

3,7

5,85

0,32

0,09

 

1,8

2

67,43

32,57

2--4

2

3

32,25

16,13

 

182,1

1

60,98

39,02

1--2

1

1,5

6,45

6,45

 

36,4

0,5

44,72

55,28

0,5--1

0,5

0,75

16,26

32,52

 

91,8

0,25

32,84

67,16

0,25--0,5

0,25

0,375

11,88

47,54

 

67,1

0,125

18,92

81,08

0,125--0,25

0,125

0,1875

13,92

111,37

 

78,6

0,063

6,62

93,38

0,063--0,125

0,062

0,094

12,29

198,26

 

69,4

0,045

1,98

98,02

0,,045--0,063

0,018

0,054

4,64

257,80

 

26,2

поддон

0

100

менее 0,045

0,045

0,0225

1,98

44,08

 

11,2

 

Углеграфитовые материалы и изделия занимают важное место,, поскольку они обладают высокими теплопроводными свойствами,, инертностью к действию большинства агрессивных сред, малой чувствительностью к резким изменениям температур, способностью не смачиваться расплавленными металлами и другими свойствами. Кроме того, эти материалы легко обрабатываются обычными режущими инструментами и для создания габаритной поверхности нужного качества требуется меньше трудовых затрат. Существенный недостаток изделий из углеграфитовых материалов — высокая пористость (до 30% и более), обусловливающая малую герметичность конструкций, устраняется дополнительной обработкой их внутренней поверхности различными реагентами (углеводородными газами и парами, фурановыми соединениями, металлами и др.) или применением для этой цели специальной технологии (получение «целлюлозного», «стекловидного», «волокнистого» углерода). В настоящее время углеграфитовые материалы применяют для сооружения и футеровки химической аппаратуры и оборудования,, в том числе атомных реакторов. Из них изготавливают ответственные детали машин, трубы, насосы, теплообменники, холодильники^ абсорберы, конденсаторы, лабораторное оборудование и др. Поскольку чистый углерод имеет небольшое эффективное сечение захвата нейтронов (3,5 Мб), он используется в качестве замедлителя нейтронов в атомных реакторах. По данным отечественных и зарубежных исследователей [7], ядерный графит должен иметь плотность 1,65— 1,75 г/см3, эффективное сечение, характеризующее способность захватывать электроны, не более 4 Мб и низкую степень коррозии, при взаимодействии с СОг- Особо высокие требования предъявляют к чистоте графита. Наиболее вредными элементами являются бор, ванадий, редкоземельные элементы и др. Эти примеси определялись в указанных работах специальными методами фотоколориметрии или пламенной спектрометрии. Сообщается, что содержание бора — основного загрязнителя ядерного графита — не должно превышать 0,1 (млн-1. Превышение этих значений, а также наличие других элементов обусловливает увеличение эффективного сечения захвата ядерного графита. Так, повышение этого показателя только на 10% приводит к потере 1500 нейтронов на каждые 100 тысяч в случае применения реактора типа G-1 или к увеличению количества урана до 8 т, 'необходимого для получения критической массы. В связи с этим контроль за содержанием примесей в сырьевых материалах и за очисткой графитов приобретает чрезвычайно важное значение. По степени очистки углеродистый материал сравнивается с графитом Abot, считающимся в США стандартным замедлителем. Техника изготовления ядерного графита такая же, как и искусственного графита для электродов, и описана в ряде работ. Фирма Петине (Франция) изготовила в 1963 г. 19 тыс. т ядерного графита из нефтяного кокса и каменноугольной смолы. Аналогичные виды сырья используются для этой цели и в Других странах. Содержание бора в нефтяных коксах невелико; в графит он переходит в основном из каменноугольной смолы (до 80% содержания его в графите). В соответствии с патентом США, для удаления бора графит обрабатывают фтор содержащими соединениями: дихлордифторметаном (CCI2F2), четырехфтористым углеродом (CF*) и др. Эффективная очистка от бора достигается обработкой графитированных материалов смесью хлора и фтористого водорода при 2000 °С в течение 3 ч. Кроме того, в этих условиях степень удаления ванадия при предварительной пропитке 5%-ным раствором хлористого аммония повышается с 90 до 96,6%. Количество 'ванадия в этом случае снижается с 320 до 5 млн"1, в то время как без обработки раствором хлористого аммония — только до 32 млн-1. Тщательный отбор сырья и контроль на всех стадиях технологической цепочки позволили английским специалистам уменьшить эффективное сечение захвата графита с 4,8 до 4,0 Мб. Снижение значения этого показателя до предельного (3,5 Мб) весьма сложно и по некоторым данным экономически не оправдано. Поскольку во всех странах уделяется большое внимание развитию атомной энергетики, в ближайшее десятилетие следует ожидать быстрого увеличения темпов строительства атомных реакторов, для футеровки каждого из которых требуется около 1500— 2000 т графита [8]. Это, в свою очередь, потребует получения в увеличивающихся масштабах специальных сортов нефтяного кокса и связующих веществ, удовлетворяющих условиям работы атомных реакторов. Для улучшения физико-механических свойств углеграфитовых материалов, используемых для изготовления машин и аппаратов и их деталей, работающих в агрессивных средах, их пропитывают кислото- и щелочестойкими материалами. В СССР для закрытия пор графита применяют феноло-формальдегидную смолу или бакелитовый лак этиноль, приготовленный на основе отходов синтетического каучука. Однако и после пропитки допустимая температура применения готового изделия не превышает 170—180 °С. Для получения термостойкого графита (300— 350 °С) его пропитывают расплавленными минеральными солямиили жидким стеклом. В аппаратах и насосах, работающих при температурах до 250 °С, можно применять графитовые втулки, подшипники и уплотнительные кольца, пропитанные баббитом. В зависимости от качества пропитки изделие получает новые свойства (снижается пористость, повышается механическая прочность, увеличивается теплопроводность и т. д.). Иногда изделию необходимо придать такие свойства, которые одновременно с высокой механической прочностью обеспечивали бы его повышенную термостойкость. Так, термостойкие графиты (вплоть до 400 °С) можно получить закрытием их пор методом отложения на поверхности графита чистого углерода (например, пиролизом газов). В отсутствие окислительной среды графитовые изделия характеризуются весьма высокой термостойкостью (до 3000 °С и выше). При пропитке графитовых труб эмульсией феноло-формальдегидной смолы и раствором перхлорвиниловой смолы в дихлорэтане механическая прочность труб увеличивается в 3 раза и их можно применять в кислотной и щелочной средах при давлениях до 4—5 кгс/см2. Пропитанные смолами графитированные материалы особенно целесообразно использовать для изготовления химической теплообменной аппаратуры и футеровочных плит, применяемых в сильно агрессивных средах. Такие теплообменники (рис. 8) работают при 180—200 °С и 3—б кгс/см2. При конструировании теплообменной аппаратуры из графита необходимо учитывать следующее: направление теплового потока должно совпадать с направлением больших осей кристаллов графита; изделия (трубы, штуцера) не должны иметь большую длину вследствие хрупкости графита. При расчете теплообменной аппаратуры важно знать коэффициенты теплопроводности графита, теплоотдачи от греющего агента к графитовой стенке и к нагреваемой среде [9]. Коэффициент теплопроводности графита весьма высок, что и обусловило его применение для изготовления теплообменной аппаратуры. Примерно при 0°С теплопроводность графита проходит через максимум. С повышением температуры от 0 до 400°С теплопроводность графитов различных марок понижается с 80—120 до 40—60 ккал/(м2-ч-°С). При охлаждении в теплообменной аппаратуре горячей воды холодной коэффициент теплоотдачи от горячей поверхности к графиту имеет тот же порядок величин, что и от графитовой внутренней поверхности к холодной воде '(450—1200 искал/(м2 • ч-°С). Естественно, что при использовании в качестве теплоносителя водяного пара коэффициент теплоотдачи от пара к графитовой стенке в несколько раз больше, чем в предыдущем случае, и составляет, в зависимости от скорости пара, 2400—9000 ккал/(м2-ч-°С). Высокие коэффициент теплоотдачи от теплоносителей к стенке и теплопроводность графита обеспечивают весьма значительные коэффициенты теплопередачи в графитовых теплообменниках — от 1200 до 10 000 ккал/(м2*ч*°С). На рис. 9 показан металлический бак, футерованный графитированными плитками, пропитанными наполнителем (феноло-формальдегидной смолой или лаком этиноль). В зависимости от среды плитки можно укладывать в один или два слоя.

 

  

Рисунок 1. Графитопыит теплообменник. Металлически» бак, футерованный графнтированкымн плитками

 

Плитки соединяют друг с другом и с металлической поверхностью с помощью различных замазок и клеев. Футеровочиая высокотемпературная замазка может быть приготовлена из размолотого нефтяного кокса и каменноугольной смолы в качестве связующего. Такую замазку набивают в швы и коксуют путем нагрева плиток до высоких температур. Изделия из графита можно соединять клеем, в состав которого входит графитированный материал, резольная смола и я-толуолсульфохлорид. После обработки этим клеем изделия просушивают при 130—150 °С в течение 10—15 ч.

 

   

Рисунок 2. Изделия из гранита

 

По результатам аналитического обзора исследований структуры и химического состава образцов нефтяного кокса определены возможные области применения нефтяного кокса.

Выявлено, что в подавляющем большинстве случаев применение нефтяного кокса возможно только в качестве порошков заданного гранулометрического состава.Разработанная принципиальная технологическая схема получения порошков нефтяного кокса заданного гранулометрического состава.

Анализ работ по теории и практике воздушной классификации показывает, что высокого качества разделения полидисперсных материалов на фракции можно достичь при многократном воздействии на них газового потока или организацией в одном аппарате многостадийного разделения, включающего в себя по ходу протекания стадий различные механизмы силовых воздействий на эти частицы. Выявлены основные направления развития классифицирующей техники, разработка которых позволяет достичь высокого качества разделения.

 

Список литературы:

  1. Новый экономичный способ переработки отходов. Waste treatment method and waste treatment apparatus Пат. 6178899 США, МПК 7 F 23 G 5/02. K. K. Toshiba, Kaneko Masaki, Yoshimori Masashi. N 09/287659; Заявл. 07.04.1999; Опубл. 30.01.2001; Приор. 07.04.1998, N 10-094995 (Япония); НПК 110/346. Англ.
  2. Wu Chao-Hsiung, Chang Hwa-Shan Pyrolysis of tetra pack in municipal solid waste // J. Chem. Technol. and Biotechnol. - 2001. V.-76. -N 8. - P. 779-792.
  3. Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Технологическая деструкция бурых углей. – К.: Наукова думка, 1993. – 209с.
  4. Tang Dao-wen, Li Jun-qi, Chu Yong-hao, Wu Fu-zhong, Zhao Ping-yuan Исследование процесса пиролиза отходов полимеров и их утилизации Guizhou gongye daxue xuebao. Ziran kexue ban // J. Guizhou Univ. Technol. Natur. Sci. Ed. - 2004. – V.33. - N 6.-P. 83-85, 102.
  5. Коузов, П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов / П.А. Коузов. – Л.: Химия, 1987. – 264 с.
  6. Барский, М.Д. Фракционирование порошков / М.Д. Барский. – М.: Недра, 1980. – 326 с.
  7. Ходаков, Г.С. Седиментационный анализ высокодисперсных систем / Г.С. Ходаков. – Л.: Химия, 1981. – 286 с.
  8. Мяздриков, О.А. Дифференциальные методы гранулометрии / О.А. Мяздриков. – Л.: Металлургиздат, 1974. – 312 с.
  9. Беляев, С.А. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей / С.А. Беляев. – Л.: Энергоатомиздат, 1981. – 336 с.
Информация об авторах

д-р хим. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории металлургических процессов и техногенного сырья Института общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Chemical Sciences, Leading Researcher of the Laboratory of Metallurgical Processes and Technogenic Raw Materials of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan , Tashkent

докторант Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган

Doctoral student Namangan Engineering and Technology Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top