Главная -> Словарь

Межтарельчатом пространстве

Исследование тонкой структуры коксов при термообработке в области 500-2400 °С показало , что особенности структуры исходных коксов обуславливают существенное различие их структурной перестройки. К примеру, для игольчатого кокса характерно более плавное изменение межслоевого расстояния в низкотемпературной области. Вследствие худшей упорядоченности в процессе коксования d002 рядового кокса ниже, чем у игольчатого . Рядовой кокс только при 600°С достигает уровня межслоевого расстояния, характерного для исходного игольчатого кокса. Это запаздывание структурирования рядового кокса сохраняется и при дальнейшей термообработке до 1400°С. Напредкристаллизационной и кристаллизационной стадиях коксы практически не различаются по значению d002 Однако более высокий фактор формы, появление слабого отражения свидетельствуют о наличии более совершенной структуры у графитированного игольчатого кокса. Такие же данные получены и по изменению L, и Ьа.

Рис. 3. Изменение межслоевого расстояния коксов в процессе термообработки в вакууме в камере

Было, установлено, что повышение ТТО нефтяных коксов с 1000 до 1600°С сопровождается увеличением размеров кристаллитов по Ьа и Ьс и уменьшением межслоевого расстояния , т. е. уплотнением

Как показывают исследования, рентгеноструктурные характеристики нефтяных коксов после термообработки значительно изменяются. Размеры кристаллитов существенно зависят от группового состава остатков, из которых получают нефтяные коксы. Наблюдаемый рост размеров кристаллитов сопровождается одновременным уменьшением межслоевого расстояния с?0о2-

Наличие сернистых соединений в нефтяных коксах влияет на механизм и кинетику процесса графитации. На рис. 43 показано изменение межслоевого расстояния в кристаллитах коксов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания в коксах серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что Й0о2 снижается для разных коксов неодинаково. На рентгенограмме кокса НУ НПЗ, начиная с интервала обессеривания, в отличие от рентгенограммы малосернистого кокса, появляется вторая фаза, свидетельствующая о наличии гетерогенной графитации, что согласуется с литературными данными . По-видимому, гетерогенная графитация протекает через газовую фазу, переносчиком углерода в этом процессе является сера. При температурах до 2200 °С лучше графитируется сернистый кокс, при более высоких температурах с?оо2 малосернистого и сернистого кокса различаются незначительно, что обусловлено удалением сернистых соединений до достижения этой температуры. Это обстоятельство было подтверждено также при графитации нефтяных коксов с различным содержанием серы материнской и введенной искусственно.

Первые признаки наличия гетерогенного! графита в сернистом коксе появляются уже при низкотемпературном прокаливании , но более интенсивно графитация идет при значительно более высоких температурах. Хотя минимум эффективного изменения межслоевого расстояния у сернистого кокса достигается быстрее, чем у малосернистого, он не рекомендуется в качестве электродного сырья из-за высокого коэффициента линейного расширения и других недостатков.

Оценка степени упорядоченности структуры коксов осуществляется измерением межслоевого расстояния doo2 и размеров кристаллитов по La и Lr. Чем меньше d002 и больше La и Lf, тем в большей степени подвергнуты графитации нефтяные коксы и тем более они упорядочены. Склонность нефтяных коксов к графитации обусловливается соответствующим подбором сырья, способа производства кокса, методов его прокаливания и графитации. В сырье должны быть углеводороды регулярной структуры , тогда кокс получается преимущественно кристаллической структуры и легче упорядочивается. Содержание в сырье соединений неупорядоченной структуры способствует получению кокса аморфной структуры, мало склонного к графитации. Данные Р. Н. Ги-маева находятся в согласии с этими выводами . В ре-

Известно, что термообработка углеродистых материалов при 1000—1600 СС сопровождается процессами термической деструкции и рекомбинации свободных радикалов, обусловливающих непрерывное структурирование, что сказывается на физико-химических свойствах углеродистых материалов, в том числе и на их реакционной способности. Было установлено, что повышение температуры термообработки нефтяных коксов с 1000 до 1600 °С сопровождается увеличением размеров кристаллитов по La и Lc и уменьшением межслоевого расстояния, т. е. уплотнением структуры и на-

Было установлено, что повышение ТТО нефтяных коксов от 1000 до 1600 °С сопровождается увеличением размеров кристаллитов по La и Lc и уменьшением межслоевого расстояния , т. е. уплотнением структуры и накоплением более прочных межатомных связей. Таким образом, с повышением ТТО следовало бы ожидать снижения реакционной способности нефтяных коксов. Однако при этом происходят более сложные явления, сопровождающиеся изменением не только молекулярной, но и пористой структуры тем в большей степени, чем больше кокс содержит инородных атомов . Это приводит к сложной зависимости начальной и интегральной химической активности нефтяных коксов от температуры термообработки . Как следует из анализа кривых рис. 39, на характер зависимости показателей реакционной способности нефтяных коксов от ТТО влияет природа газифицирующего агента.

На рис. 40 показано изменение межслоевого расстояния кристаллитов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что с?оо2 снижается для коксов не одинаково.

Степень совершенства решетки в продуктах гетерогенной графитации больше, чем в продуктах гомогенной кристаллизации. Возможно, что это связано с осаждением углерода из газовой фазы на внутренней поверхности пор в виде ориентированных слоев типа блестящего углерода. Хотя минимум эффективного изменения межслоевого расстояния у сернистого кокса достигается быстрее, он не рекомендуется в качестве электродного сырья из-за высокого коэффициента линейного расширения и других отрицательных свойств.

б) струйный, возникающий при больших скоростях пара, когда жидкость становится дисперсной фазой, а пар — сплошной; контакт между фазами осуществляется на поверхности капель и струй жидкости, движущихся в потоке пара в межтарельчатом пространстве с большой скоростью.

При больших скоростях пара дисперсной фазой становится жидкость, а пар — сплошной фазой. Контакт между фазами осуществляется на поверхности капель и струй жидкости, движущихся в межтарельчатом пространстве с большой скоростью. Этот режим называется струйным, а контактные устройства, основанные на этом принципе взаимодействия фаз, — струйными.

В межтарельчатое сепарационное пространство вместе с потоком паров попадают капли жидкости различных размеров. Крупные капли, вследствие того что скорость паров в межтарельчатом пространстве меньше их скорости витания, как правило, под действием силы тяжести вновь возвращаются в слой жидкости. Мелкие капли, скорость витания которых меньше скорости движения паров в межтарельчатом пространстве, а также часть крупных капель, получивших большую начальную скорость, транспортируются потоком паров на вышележащую тарелку, что и приводит к их уносу. Концентрация капель жидкости в межтарельчатом пространстве убывает в направлении движения паров. Поверхность контакта фаз в сепа-рационном пространстве барботажных тарелок в основном определяется поверхностью капель жидкости, вклад которой в массообмен незначителен.

Из рассмотренной схемы работы колпачковой тарелки следует, что на тарелке контакт между паровой и жидкой фазами осуществляется по схеме перекрестного тока: пары движутся снизу вверх, жидкость течет перпендикулярно направлению движения потока паров. В пространстве между смежными колпачками жидкость интенсивно перемешивается по высоте слоя, и концентрации ее в этих зонах выравниваются. Состав жидкости вдоль потока за счет массообмена меняется. Обычно принимают, что пар в межтарельчатом пространстве полностью перемешан, т.е. во всех точках поперечного сечения колонны состав его одинаков. Такое допущение справедливо для колонн относительно небольшого размера при достаточной величине межтарельчатого расстояния. Для колонн большого диаметра это допущение неправомочно. Однако на эффективность контакта фаз степень перемешивания пара в межтарельчатом пространстве оказывает значительно меньшее влияние, чем степень перемешивания жидкости на полотне тарелки.

В тарельчатых колоннах контакт между жидкой и паровой фазами в основном происходит ступенчато в слое жидкости на тарелке и частично в межтарельчатом пространстве.

Выше зоны пены расположено паровое пространство с взвешенными капельками жидкости различных размеров. Крупные капли, выброшенные из слоя жидкости, оседают под действием силы тяжести, так как скорость паров в межтарельчатом пространстве меньше скорости витания этих капель. Мелкие капли, скорость витания которых меньше скорости паров, транспортируются потоком паров па вышележащую тарелку. Вследствие подобного сложного движения капель жидкости их концентрация в паровом пространстве убывает в направлении движения паров. Паровое пространство, в пределах которого отделяются выброшенные крупные Капли, принято называть сепарационным пространством.

женил потоков, несомненно, оказывает влияние на эффективность массообмена. Полагают, что пары в межтарельчатом пространстве; благодаря высокой скорости движения интенсивно перемешиваются и поэтому имоют одинаковый состав. При контактировании парой с потоком поперечно движущейся жидкости результат массообмена для различных участков тарелки различен, так как пары одного и того же состава, поступающие на данную тарелку, контактируют с жидкостью, состав которой при перемещении ее по тарелке непрерывно меняется.

Уравнение связывает концентрации извлекаемого компонента в неравновесных потоках жидкости и газа, встречающихся в межтарельчатом пространстве, и называется уравнением оперативной линии,. В прямоугольной системе координат X, Y уравнение изображается прямой линией АВ , наклон которой к оси абсцисс зависит от удельного расхода абсорбента:

Эффективность работы тарельчатого очистителя резко снижается при турбулентном режиме течения жидкости в межтарельчатом пространстве, вызывающем отрыв потоком уже осевших на тарелках частиц и их унос. Поэтому необходимым условием при создании и использовании центробежного очистителя с пакетом конических тарелок и других типов является обеспечение в межтарельчатых пространствах и в роторе ламинарного режима течения жидкости .

Найдем пропускную способность отстойника. Предположим, что весь объем топлива, находящегося в межтарельчатом пространстве, пройдет его за время т. Предположим также, что это же время необходимо, чтобы частицы воды осели на поверхность тарелки и скатились вниз. Это время складывается из времени осаждения, укрупнения и скатывания:

На рис. 80 изображена схема тарельчатого скруббера. Он состоит из Цилиндрической части диаметром 2400 мм и конусного днища. Запыленный газ или воздух подводится в нижнюю часть аппарата, внутри которого установлены три линзообразные тарелки. В межтарельчатом Пространстве расположены жалюзи в виде колец с наклонными ради-