Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Теоретические основы технологии горючих ископаемых - Глушенко И.М.
Глушенко И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых: Учебник для вузов — M.: Металлургия, 1990. — 296 c.
Скачать (прямая ссылка): glushenko.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 127 >> Следующая


скоростью. Эту закономерность используют для улучшения спекания углеродистых материалов и углей путем внесения жидко'генных органических добавок.

§ 30. Закономерности процессов термической деструкции веществ ТГИ, их термодинамическая и кинетическая характеристики

Основные технологические процессы переработки ТГИ связаны с воздействием на них высоких температур, при этом происходят различные химические и физико-химические превращения, обычно называемые термохимическими. Основным химическим процессом превращения высокомолекулярных соединений является термическая деструкция. Термическая деструкция может осуществляться как с разрывом главной цепи макромолекулы, так и с отщеплением различных боковых заместителей. Термическая деструкция углей — это процесс (реакция) разрушения первоначальной структуры макромолекулы веществ углей с разрывом химических связей под влиянием нагрева с образованием новых продуктов, отличающихся по химическому строению, свойствам и атомному составу от исходных.

Протекание химических процессов термической деструкции органических соединений ТГИ подчиняется известным законам химической термодинамики и кинетики. Тем не менее в этом случае протекает одновременно множество различных реакций (последовательных и параллельных), выделить из которых какую-либо одну чрезвычайно трудно. Можно исследовать процесс деструкции по одному из продуктов, но чаще всего его изучают по динамике образования, например, летучих продуктов. В этом случае говорят о брутто-реакциях.

Для изучения некоторых термодинамических и кинетических характеристик процесса термической деструкции ТГИ используют методы термического анализа — термографию, термогравиметрию или термо-волюмометрию. Термография изучает тепловые изменения в процессах превращения органической массы путем непрерывного изменения разности температур одновременно нагреваемых образцов угля и инертного вещества, поэтому данный метод называют еще дифференциально-термическим анализом (ДТА). Термогравиметрия изучает характер изменения массы веществ в процессе нагрева, так как реакции деструкции протекают с удалением летучих продуктов из реакционной среды. В новейших приборах термические и массовые изменения при деструкции углей измеряют одновременно. Наиболее совершенным для термического анализа является прибор "Дериватограф" (ВНР). Термоволю-мометрия изучает процессы выделения газообразных продуктов, их объемы в процессе деструкции веществ углей.

Термодинамика процесса деструкции ТГИ

Термодинамическая вероятность протекания любой химической реакции определяется величиной изменения в процессе свободной энергии Гиббса AG1 которая связана с энтальпией процесса АН, энтропией AS, абсолютной температурой T следующим уравнением: AG = АН — — TAS. Для изобарно-изотермического процесса изменение энтальпии (или просто энтальпия) численно равно тепловому эффекту реакции. Использование традиционных способов вычисления термодинамической вероятности затруднено неопределенностью изменения энтропийного фактора, так как при повышении температуры системы в связи с переходом вещества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией и структурированием углерода она возрастает, а при дезагрегировании и образовании летучих, наоборот, уменьшается.

Наиболее реальным из всех термодинамических характеристик процессов деструкции является экспериментальное определение энтапь-пийного фактора — теплового эффекта брутто-реакций. С этой целью может быть использован дифференциально-термический анализ. Для формальной оценки рассмотрим термограмму спекающегося угля (рис. 53), на которой имеется ряд характерных пиков, отвечающих тем или иным процессам, протекающим при термической обработке углей. Эндотермический пик в области 100-1200C обусловлен расходом теплоты на испарение воды, поэтому имеется прямая зависимость между глубиной этого пика и содержанием влаги в угле. Обычно термограммы углей низких стадий зрелости имеют более глубокий пик сушки по сравнению с термограммами углей более высоких стадий зрелости. После завершения процесса испарения влаги из угля приток тепла к спаю термопары, помещенной в угольную загрузку, увеличивается по сравнению с эталоном и температура в обеих камерах тигля начинает выравниваться. Результатом этого является подъем дифференциальной кривой до температур 270-280°С. В этой температурной области процесс термической деструкции имеет явный эндотермический характер, который изменяет ход кривой, в результате чего на ней образуется перегиб, принимаемый за экзотермический максимум.

Эндотермический эффект обусловлен началом интенсивного процесса, соответствующего главной фазе деструкции органических веществ угля. Сравнивая кривые ДТА с характером образования и выделения летучих веществ, можно заметить, что практически газовыделение начинается несколько позже (при 300—32O0C). Несовпадение начала эндотермического эффекта и начала выделения летучих веществ свидетельствует о том, что газовыделению предшествует открытый период термических превращений органических веществ углей. Этот разрыв в некоторой степени объясняется также и трудностью диффузии газо-
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 127 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.