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 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 127 >> Следующая


Химические и физико-химические процессы образования структуры кокса

Превращение полукокса в кокс осуществляется под воздействием все возрастающих температур, поэтому по-прежнему в этом процессе заметную роль играют процессы деструкции. Судя по величине выхода летучих продуктов из полукокса, значительная часть их образуется именно на этой стадии.

Летучие продукты обогащены водородом, азотистыми и сернистыми соединениями. В их состав входят также и кислородные соединения. Это дает основание предположить, что основные химические процессы заключаются в отщеплении ароматического водорода и разрушении еще оставшихся гетероциклов, т.е. боковых, но уже значительно более коротких, чем у исходных углей, фрагментов. Образовавшиеся на месте отщепления водорода и других групп атомов свободные макрорадикалы рекомбинируются с образованием химических связей между ароматическими соединениями, что приводит к более крупным структурам, поэтому непрерывно растет доля ароматического углерода. Следовательно, для данной стадии коксования главными являются реакции конденсации с образованием новых углеродных блоков ароматических решеток, а также структурные преобразования углерода.

В результате исследования процесса превращения полукокса'в кокс методом PCA установлено, что ширина полосы 002 как мера межплоскостного расстояния и структурной упорядоченности имеет минимум при температуре 5000C и максимум - при 700-вОО°С. Ученые УХИНа расширение полосы 002 в области 400-500 и 700-600°С трактуют, как объединение одиночных сеток и образование из них новых блоков с малыми размерами по оси с, что приводит к уменьшению среднес'та-тического размера блоков.

О структурных изменениях на этой стадии свидетельствуют спектры ЭПР углей. Так, концентрация парамагнитных центров (ПМЦ) в веществе полукокса, полученного из. углей средних стадий углефикации, резко возрастает в области температур от 500 до 600°С. Концентрация ПМЦ термически обработанных при этой температуре неспекающихся углей остается практически неизменной. Это указывает на то, что в Данном диапазоне температур происходит интенсивное образование конденсированных ароматических систем в результате отщепления

Рйс. 92. Изменение концентрации ПМЦ {I) и параметров L3 (2),1с {3),dM1 (4) с ростом температуры нагрева угля

Рис. 93. Зависимость прочности пористого тела углеродистого остатка из углей марок Г (7), Ж (2) и их смесей (50:50)

атомов водорода и коротких алифатических групп с образованем свободных ароматических радикалов.

М.Г.Скляр связывает наличие максимума концентрации парамагнитных центров в области температур 500-600°С, а затем дальнейшее их снижение со степенью упорядочения их углеродной структуры с объединением образовавшихся ранее конденсированных ароматических структур в блочные структуры. Это подтверждается зависимостью изменения концентрации ПМЦ и параметров, характеризующих среднестатистический размер углеродных сеток L3 и углеродных блоков Lc, а также межслоевого расстояния 6*002 от температуры (рис. 92).

Действительно, соединение мелких сеток в более крупные происходит путем образования новых химических связей за счет объединения неспаренных электронов, как известно, являющихся причиной парамагнетизма.

По данным инфракрасной спектроскопии, интенсивность полосы поглощения в области 2,9 мкм, соответствующей ОН^группе, при 5000C уменьшается. Интенсивность полос поглощения, вызванных колебаниями групп CH, CH2 и CH3 при длине волны 3,5—6,9 мкм, также несколько уменьшается, а интенсивность абсорбционной полосы, соответствующей ароматической связи C=C (6,2 мкм), наоборот, увели-

чивается. В области температур нагрева 6000C полоса поглощения при длине волны 2,9 мкм полностью исчезает, так как происходит полное отщепление групп ОН. Интенсивность полос поглощения групп CH, CH2 и CH3 резко снижается, а интенсивность полос поглощения ароматических связей C=C увеличивается еще более заметно. Полоса поглощения в области 9,6 мкм, соответствующая колебанию эфирных групп, исчезает. Эти термохимические процессы сопровождаются значительным изменением физических свойств, в первую очередь, пористости и прочностных характеристик углеродистого остатка. К ним можно отнести прочность пористого тела и твердость (см. § 41,). Прочность пористого тела углеродистого остатка возрастает при постепенном повышении температуры его получения (рис. 93). Аналогичным образом увеличивается также плотность вещества примерно с 1,5 до 1,95 г/см3. Это является следствием упорядочения структуры углеродного материала. Пористость тела углеродистого материала также изменяется в процессах его структурных преобразований в кокс. Так,_по-ристость полукокса, полученного из ,жирного угля, значительно увеличивается при превращении его в кокс. Пористость углеродистого материала из углей марок Г и Ж в этих условиях изменяется по кривой с максимумом. До температур нагрева ~ 7000C общая пористость возрастает, а затем при дальнейшем повышении температура снижается. На первой стадии превалируют процессы потери массы за счет вторичного газовыделения, а во втором — сжатия твердого тела кокса (усадки).
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 127 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.