Диссертация (1090080), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Это, а также то, что камерные печихарактеризуются равномерным распределением температуры по объему камеры, в189отличие от газо-камерных и туннельных печей, возможностью автоматизациипроцесса загрузки и выгрузки тиглей, в которых находятся формованныезаготовки, делают эти печи весьма привлекательными для получения в них коксана основе формованных паст электрокрекинга.1 - форсунка, 2 – воздухопровод, 3 - экранирующая стенка, 4 – подоваярешетка, 5 – канал, 6 – боров, 7 – отверстие, 8 – ходок.Рисунок 5.4 – Схема камерной печи(представленный на рисунке 5.4 материал был заимствован из работы [289])Формованные заготовки помещают в тигли, которые устанавливают вкамеру печи на подовую решетку. Нагрев до температуры проведения процессаосуществляют за счет сжигания топлива. По периметру печи равномернорасположены топочные камеры.Образовавшиеся дымовые газы поступают в камеру с заготовками и,проходя через подовую решетку и каналы, направляются в дымовой боров и далееутилизируются.Такаяорганизациядвижениядымовыхгазовпозволяет190равномерно распределить их по объему камеры, тем самым устранив градиенттемпературы в рабочем объеме печи.Получение углеродных композитов.Получение углерод-углеродного композиционного материаластадиипироуплотненияисходногоматериалаиактивациивключаетполученногокомпозита.Для проведения процесса пироуплотнения, согласно данным работы [290],можно использовать реактор с движущимся за счет вращения корпуса слоемпироуплотняемого материала.
Под воздействием температуры, достигаемой засчет введения в реактор высокотемпературного потока продуктов полногогорения топлива [291], происходит разложение газообразных углеводородов сотложением пироуглерода на поверхности частиц исходного материала. Такойспособ проведения пироуплотнения можно рекомендовать для коксов, УНВ исажи.
Однако, при пироуплотнении формованного кокса, из-за возможностиразрушения формы материала, проводить процесс пироуплотнения с движущимсяслоем нецелесообразно.Дляпироуплотненияформованногококсанеобходимоиспользоватьаппараты со стационарным слоем. Отложение пироуглерода на поверхностиматериала в аппаратах такой конструкции происходит в результате разложенияуглеводородного газа, подаваемого в объем реактора и проходящего через слойпироуплотняемого материала [164].
Следует отметить, что такая организацияпроцесса пироуплотнения, может приводить к неравномерному отложениюпироуглерода. Устранить этот недостаток возможно за счет реверсивной подачигаза, а также использования вакуума [292].Активацию углеродных материалов можно осуществлять в печах камерноготипа марок Дессау, Лурги, Среп, используемых при производстве активных углей[252].Взаимосвязь между свойствами продукта и условиями их полученияпредставлены на рисунках 5.5-5.8 (сплошная линия показывает прямуюзависимость, а пунктирная – обратную).191СажаГазУдельнаяадсорбционнаяповерхностьСостав сырьяКонечная степеньзаполнения порпироуглеродомКратностьциркуляции сырьяскорость подачиСредний диаметрчастицВремя полученияпродуктаСодержаниеацетилена в газеэлектрокрекингаРисунок 5.5 – Влияние технологических параметров на свойства продуктовэлектрокрекингаПлотностьСодержание ацетиленав газе электрокрекингаЗольностьОбъемная скоростьподачи газаФерромагнитныесвойстваТемператураУдельная адсорбционнаяповерхностьВремя полученияпродуктаСорбционная емкость пометиловому оранжевомуРисунок 5.6 – Влияние технологических параметров на свойства УНВ192Содержание сажи впастев газе электрокрекингаСодержаниевысокомолекулярных иароматическихуглеродородов в жидкойфазе пастыТемператураМикроструктураПлотностьУдельная адсорбционнаяповерхностьДавлениеСодержание летучихвеществРисунок 5.7 – Влияние технологических параметров на свойства коксовТемператураВремя полученияпродуктаУдельная адсорбционнаяповерхностьАктивность пометиловому оранжевомуПлотностьРисунок 5.8 – Влияние технологических параметров на свойствауглеродного композита193В основе последовательной декомпозиция «от общего к частному»технологических процессов и процессов управления находится функциональнаямодель.Функциональнаямодельпредставляетсобойсовокупностьвзаимосвязанных графических диаграмм.
Взаимосвязь диаграмм задает иерархиюдекомпозицииописываемыхпроцессов.Каждаядиаграммаоднозначноидентифицируется своим уровнем в иерархии. Так, корневая диаграмма имеетуровень А0, подчиненные ей дочерние диаграммы уровень А1, А2 и т.д.Каждая графическая диаграмма состоит из функциональных блоков,описывающих технологический процесс или процесс управления. Каждыйфункциональный блок может быть детализирован на следующим шагедекомпозиции.Функциональные блоки могут быть соединены стрелками, причемрассматривают четыре роли стрелок: ввод/вывод, управляющее воздействие имеханизм реализации функций.
Роль стрелок задается ее расположениемотносительно функционального блока: стрелка входящая в блок слева, обозначаетвходной параметр, стрелка, входящая сверху, - управление, стрелка, входящаяснизу, - механизм реализации, стрелка, выходящая справа, - выходные параметры.На рисунке 5.9 представлена диаграмма получение УНВ уровня А0.На диаграмме представлены технологические и управляющие процессы.Входнымпараметромфункциональногоблока,описывающегопроцессэлектрокрекинга, является жидкая фаза, выходным – газ и суспензия. Дальнейшееприменение суспензиина диаграмме не рассматривается, что показано спомощью туннельной стрелки. Газ поступает на вход функционального блока,описывающего получение УНВ, выходным параметром которого являются УНВ.РассмотримтехнологическихнапримерепараметровполученияприУНВ болеедекомпозициидетальныйвыборсоответствующегофункционального блока.
Результат декомпозиции – функциональная диаграммауровня А5 – представлен на рисунке 5.10.194Жидкая фазаСырьеТребования к свойствам УНВКомпаундированиежидкой фазы1Анализжидкой фазыСуспензия2Электрокрекинг3Анализ состава газаэлектрокрекинга4УНВПолучение УНВ5ПроверкаГазсвойств УНВ6Рисунок 5.9 – Получение УНВ, диаграмма уровня А0Рисунок 5.10 – Получение УНВ, диаграмма уровня А5На диаграмме описаны два подготовительных технологических процесса –нагрев газа и компаундирование – и основной процесс получения УНВ. Отметим,что газ, получаемый после отделения УНВ, может быть частично возвращен и195использован для изменения состава газовой смеси.
Таким образом, реализуетсяобратная связь по входу, показанная с помощью стрелки, идущей от блокаполучения УНВ к блоку компаундирования.На рисунках 5.11 и 5.12 представлены диаграммы уровня А0 полученияуглерод-углеродных композиционных материалов и коксов.Жидкая фазаСырьеКомпаундированиеТребования к свойствам УУКМжидкой фазы1Анализжидкой фазыСуспензия2Электрокрекинг3Анализ состава газаэлектрокрекинга4УНВ, КоксГазАктивирующий агентПолучение УУКМУУКМ5Проверкасвойств УУКМ6Рисунок 5.11 – Получениематериалов, диаграмма уровня А0углерод-углеродныхкомпозиционныхЖидкая фазаСырьеКомпаундированиежидкой фазы1Анализжидкой фазы2Требования к свойствам коксовГазЭлектрокрекинг3Фильтрация4Анализпасты5СуспензияКоксКоксование6Жидкая фазаРисунок 5.12 – Получение коксов, диаграмма уровня А0Проверкасвойств кокса7196Такимобразом,использованиеметодологиифункциональногомоделирования для формализации процессов получения УНВ, углеродныхкомпозитов и коксов сиерархическинеобходимыми свойствами позволяет получитьупорядоченное,структурированное,наглядноеописаниетехнологических процессов.Рассмотренные в главе 5 «Аппаратурно-технологическое оформление»результаты исследований представлены в следующих публикациях:[293] в соавторстве с Б.
В. Пешневым, Абу Даниэль О., Н. Ю. Асиловой;[294] в соавторстве с Д. А. Олувасегун, А. С. Филимоновым, Б. В.Пешневым, Н. Ю. Асиловой, А. Б. Татеевой, А. А. Муратбековой;[295] в соавторстве с Али Сами Исмаил Хусейн; О. Даниэль Абу, А. С.Филимоновым, Б. В. Пешневым;[296] в соавторстве с А. С. Исмаил, Б. В. Пешневым, Р.
И. Эстриным;[297] в соавторстве с А. С. Исмаил, Д. С. Каратаевой, Б. В. Пешневым, В.Ф.Третьяковым;[298] соавторов нет;[299] в соавторстве с В. В. Бурляевым, Е. В. Бурляевой, Б. В. Пешневым,С.В. Разливинской;[300] соавторов нет.197Заключение1. Разработанынаучныеосновытехнологиипереработкипродуктов,образующихся при разложении жидкого органического сырья в электрическойдуге, позволяющей получать газ электрокрекинга, сажу, УНВ, кокс и углеродныекомпозиты на их основе;2.Установлено, что в процессе электрокрекинга протекают реакциикрекинга и уплотнения, приводящие к повышению степени ароматизации жидкойфазы. Наряду с этим протекают реакции разложения образовавшихся жидкихпродуктов;3. Изменение состава жидкой фазы приводит к изменению характеристик ивыходовобразующихсяпродуктов.Длястабилизацииэтихпоказателейпредложено выводить образующийся дисперсный углерод из жидкой фазы, апоследнюю компаундировать с исходным сырьем;4.
Показано, что с увеличением продолжительности разложения сырья вэлектрических разрядах различия в характеристиках образующихся продуктовнивелируются;5. Впервые показана возможность получения коксов на основе пастэлектрокрекинга. Выявлены закономерности коксования паст и установленыусловия проведения коксования, обеспечивающие наибольший выход кокса;6. Показано, что в присутствии дисперсного углерода из паст электрокрекингаобразуются коксы более однородной микроструктуры с большим выходом;7. Впервые предложено использовать газы электрокрекинга для полученияуглеродных нановолокон и углеводородов С5 и выше;8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
