Термическая деструкция механизм преобразования угля часть 2

образования кокса. Электронно-микроскопические исследования подтверждают наличие сферических структур как в угле средней стадии метаморфизма, так и в продуктах коксования угля марки Ж, К, ПС. Метод просвечивания электронной микроскопии доказал возможность наблюдать в коксующихся углях развитие мезофазы от 4 нм в начале нагрева до 50 нм в конце процесса коксования.
Угли, представленные фибрилярнимы надмолекулярными структурами, на этапе термической деструкции должны разрушаться по внутришньофибрилярним вспучиванию. Мижфибрилярни крепкие С-С связи не позволяют упорядоченным дилцям микрофибрил рекомбинировать и сшиваться, что в конечном итоге исключает образование кокса.
рассмотреть механизма пиролиза угля соответствует общая схема этого процесса показана на рис.2.2. Схема отражает протекания стадий и параллельно-последовательных реакций поликонденсации с образованием промежуточных метастабильных фаз. С ними связан прямой переход из твердого состояния в твердое, систематический, но ограничен на каждой стадии спад твердого остатка (Т), изменение выхода газовой и парагазовои (Г) фаз, возникновение, нарастание и исчезновение жидкой фазы (Р), которая обеспечивает размягчения угля спекается. На всех стадиях процесса фазы взаимодействуют между собой и каждая их них в свою очередь привлекается в поликонденсации, в результате которой синтезируются новые метастабильные продукты жидкие, твердые и газообразные, образуя фазы следующей стадии.
В связи с развитием машиностроения, авиационной, атомной, полупроводниковой и других отраслей техники возрастает потребность в материалах для изготовления деталей специального назначения, работающих в условиях высоких температур (до 3500 0С), скоростей, давления и вакуума, в условиях агрессивных и абразивных сред и др. В решении ряда этих проблем, а также других областях техники ведущее место как конструкционный материал занимает термо — химостойких графит.

http://vuzlovu.net/
В технике используют следующие свойства промышленного графита: большая прочность при высоких температурах, термостойкость, теплопроводность, химическая инертность, самосмазывающиеся свойства, устойчивость в потоках нейтронов, малое сечение захвата нейтронов, устойчивость к ионного бомбардировки, способность к глубокой очистки и другие.
Физические и химические свойства углеродных материалов во многом определяются их дисперсной и кристаллической структурой. В ряде случаев есть широкая возможность направленного формирования дисперсной структуры искусственных углеводородов и графита. Так, при изготовлении конструкционных материалов методами электронной технологии технологическую цепочку включая дробление и рассев наполнителя (кокса) по фракциям, смешивания порошка наполнителя со связующим (пеком), прессование, дополнительные пропитки после обжига и графитации.
Основное влияние на кристаллическую структуру углеродных материалов оказывает температура термической переработки. Конечно высокая степень совершенства структуры искусственного графита достигается увеличением температуры обработки до 3000 0С. Однако, не всегда ций фактор является достаточным условием получения высокой степени графитизации. Еще в работах Франклин было установлено, что при термообработке различных вуглецьвмистких веществ одни могут быть преобразованы в графит уже при 2300 0С, в то время как структура других даже после нагрева до 3000 0С существенно отличается от правильных графитовых решеток. Первые получили название графитизацийноздатного углерода, вторые неграфитизацийноздатного. Если для графитизацийноздатного углерода мера графитации, определенная по межслойной расстоянием при термообработке до 2800 0С приближается к единице, то для неграфитизацийноздатного углерода мера графитизации остается практически на нулевом уровне.
Установлено, что хорошо графитирзуеться кокс тех вуглецьвмистких веществ, который при карбонизации проходит пластическую стадию в интервале температур 425-560 0С (нефтяной и пековый кокс, кокс поливинилхлорида и др.). Если же процесс карбонизации не сопровождается пластической стадией в указанном интервале температур, то продукты карбонизации НЕ графитирзуються до 28000С (кокс термореактивных полимеров: полиакрилнитрилу, фенолформальдегидной смолы и др.).
Принадлежность органических соединений до первого или второго класса по способности графитуватись часто обусловлено их химическим составом. Конечно легко графитированный органические соединения с большим содержанием водорода. Наоборот, вещества, содержащие мало водорода или много кислорода, дают неграфитуючий кокс. Однако, указанная классификация не дает ответа на основной вопрос — какая структурная особенность углеродных материалов ответственное за их способность к графитизации.
ЛИТЕРАТУРA
1. Саранчук В. И., Айруно А. Т., Ковалев К. Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей. — К .: Наукова думка.
2. Саранчук В. И., Бутузова Л. Ф., Минкова В. Н. Термохимическая деструкция бурых углей. — К .: Наукова думка, 1984.
3. Нестеренко Л. Л., Бирюков Ю. В., Лебедев В. А. Основы химии и физики горючих ископаемых. — К .: Высшая шк., 1987. -359с.
4. Бухаркина Т. В., Дигуров Н. Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов. -Москва, РХТУ им. Д. И. Менделеева, -1999. -195с.
5. Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива . — М. Недра 1 980 . — 256 с.
6. Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих ископаемых . — М.: Высшая шк. Головное изд-во, 1980 . — 255 с.
7. Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. петрографии и физические свойства углей. — М.: Недра, 1980. — 266 с.
8. Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей . — М: Недра, 1975 . — 159 с.
9. Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа . — М. : Недра, 1978 . — 231 с.
10. Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля . — К.: Наукова. мнение, 1982 . — 166 с.
11. Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных соединений . — 3-е изд., Перераб. и доп . — М.: Химия, 1976 . — 436 с.