RU2106375C1 - Способ получения углеродистого гранулированного материала - Google Patents
Способ получения углеродистого гранулированного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106375C1 RU2106375C1 SU4883618A RU2106375C1 RU 2106375 C1 RU2106375 C1 RU 2106375C1 SU 4883618 A SU4883618 A SU 4883618A RU 2106375 C1 RU2106375 C1 RU 2106375C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fractions
- soot
- carbon
- apparent density
- granulated material
- Prior art date
Links
- 239000008187 granular material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 abstract 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Использование изобретения: в металлургии для науглероживания металлов, производство углеродных носителей, катализаторов и сорбентов. Сущность изобретения: гранулы сажи классифицируют на фракции размером 0,2 - 1 мм, 1 - 3 мм и 3 - 6 мм и осаждают на них в движущемся слое во вращающемся горизонтальном реакторе пироуглерод, образующийся в результате термического разложения газо- или парообразных углеводородов при 900 - 1030oС, 800 - 900oС и 750 - 800oС для каждой из указанных фракций соответственно. Кажущаяся плотность гранулированного материала 1,56 - 1,63 г/см2, производительность процесса 8,8 - 57,5 кг/г. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области производства углеродных материалов, преимущественно к способам получения гранулированного углеродного материала путем термической конверсии углеводородов и может быть использовано при получении углеродного материала, применение которого целесообразно в металлургии в качестве науглероживателя металлов или восстановителя, а также в производстве углеродных носителей катализаторов и сорбентов.
Целью изобретения является повышение кажущейся плотности гранулированного материала и производительности процесса.
Это обеспечивает способ получения углеродного гранулированного материала путем нагрева движущегося слоя гранулированной сажи во вращающемся горизонтальном реакторе при подаче газообразных или парообразных углеводородов в движущийся слой с последующим их термическим разложением при 750 - 1200oC и осаждением пироуглерода на саже. При этом гранулы сажи перед нагревом классифицируют на фракции размером 0,2 - 1 мм, 1 - 3 мм, 3 - 6 мм и осаждение пироугерода на каждой из этих фракций сажи производят при 900 - 1030, 800 - 900, 750 - 800oC соответственно. Классификация гранул сажи перед нагревом во вращающемся горизонтальном реакторе позволяет выбрать оптимальную температуру процесса, обеспечивающую максимальную скорость науглероживания для данного размера гранул и в конечном счете повысить однородность целевого продукта и кажущуюся плотность.
Классификация гранул сажи на 3 группы по размерам обусловлена как областями применения углеродного материала, так и оптимизацией параметров процесса в заданном температурном интервале.
Например, углеродный материал, используемый для легирования стали при внепечной обработке в вакууме, должен иметь оптимальный размер гранул 3 - 6 мм, а в производстве носителя катализаторов 0,2 - 1,0 мм (для суспензионных процессов) и 1 - 3 мм (для процессов в стационарном слое). Углеродный материал с размером гранул менее 0,2 мм получить технически сложно, так как в процессе науглероживания происходит их вынос из реактора с потоком отходящих газов.
Получение исходной для науглероживания сажи с размером гранул выше 6 мм так же технически сложно, так как практически размер гранул сажи обычно не превышает 6 мм.
В промышленном процессе условия изотермичности не соблюдается и по высоте слоя существует градиент температур (до 100oC), обусловленный сегрегацией гранул по размерам и особенностью конструкции реактора. В результате сегрегации загружаемая масса гранулированной сажи (0,2 - 6,0 мм) делится на несколько слоев, находящихся в неодинаковых температурных условиях. При этом не происходит равномерного перемешивания слоя подложки. Гранулы крупных размеров (фракция 3,0 - 6,0 мм) образуют верхний слой перемешиваемой массы и имеют наибольшую температуру, гранулы размером 1,0 - 3,0 мм занимают положение прослойки между мелкими 0,2 - 1,0 мм и крупными гранулами и имеют более низкую температуру вследствие низкой теплопроводности сажи. Наиболее мелкие гранулы (0,2 - 1,0) остаются на дне реактора и соприкасаются только с футеровкой реактора. Кроме этого градиент температур усиливается за счет введения газа-сырья с относительно низкой температурой (60 - 80oC) через газовый коллектор, расположенный в нижней части слоя подложки. При этом мелкие гранулы оказываются в наименее выгодных температурных условиях. Отсюда при реализации процесса скорости науглероживания фракций различны и при заданной продолжительности процесса каждая фракция имеет отличные друг от друга значения кажущейся плотности. Кроме того с повышением температуры для более крупных гранул усиливается влияние массопереноса на глубину проникновения реакции. В результате продукт, полученный по известному способу, является неоднородным.
В способе по изобретению при науглероживания более узких фракций (после классификации) в оптимальных температурных условиях обеспечивается необходимая однородность готового продукта и более высокая производительность процесса.
Пример 1. Гранулированную сажу (П 514) классифицируют на фракции 0,2 - 1,0 мм, 1 - 3 мм, 3 - 6 мм. В реактор с внутренним диаметром 1,2 м загружают 160 кг гранулированной сажи фракции 0,2 - 1,0 мм. Реактор приводят во вращение со скоростью 1 об/мин. Для разогрева и поддержания заданной температуры используется топливная горелка. При температуре 730oC через расположенный в слое сажи водоохлаждаемый коллектор подают пропан-бутановую смесь со скоростью 9 нм3/ч. При достижении постоянной величины относительно привеса (полное зауглероживание внешней поверхности) через 69 ч с момента подачи пропан-бутановой смеси процесс заканчивается.
После выгрузки из реактора и охлаждения материала определяют кажущуюся плотность гранул фракции 0,2 - 1,0 мм. Она составила 1,63 (табл. 1).
Примеры 2 - 6 аналогичны примеру 1, но при температурах реакции 750, 800, 900, 1030 и 1050oC и соответственно времени процесса 48, 35, 16, 7 и 6,5 ч.
Примеры 7 - 12 аналогичны примеру 1, но в качестве подложки использовали сажу фракции 1,0 - 3,0 мм при температурах реакции 730, 750, 800, 900, 1030 и 1050oC и соответственно времени процесса 69, 48, 35, 16, 7 и 6,5 ч.
Примеры 13 - 18 аналогичны примеру 1, но в качестве подложки использовали сажу фракции 3,0 - 6,0 мм при температурах реакции 730, 750, 800, 900, 1030 и 1050oC и соответственно времени процесса 69, 48, 35, 16, 7 и 6,5 ч.
Примеры 19 - 24 (по прототипу) аналогично примеру 1, но в качестве подложки использовали сажу фракции 0,2 - 6,0 мм, а науглероживание проводили при температурах 730, 750, 800, 900, 1030 и 1050oC и времени процесса соответственно 68, 48, 35, 16, 7 и 6,5 часов. Полученный углеродный материал классифицировали по фракциям 0,2 - 1,0, 1,0 - 3,0 и 3,0 - 6,0 и определяли кажущуюся плотность (табл.2).
Результаты опытов, полученные при науглероживании гранулированной сажи с различным гранулометрическим составом и при различных температурах, приведены в табл. 1. Анализ данных показывает, что изобретение позволяет получить углеродный гранулированный материал более однородный по качеству при оптимальном значении кажущейся плотности для каждой из указанных фракций и повышенной производительности процесса.
В табл.2 приведены значения кажущейся плотности фракций (0,2 - 1,0; 1,0 - 3,0; 3,0 - 6,0 мм) готового продукта, полученного по известному способу, после классификации. Приведенные данные показывают, что полученный продукт неоднороден. Причем неоднородность по свойствам усиливается при крайних значениях температурного интервала, рассматриваемого в примерах 19 - 24.
Claims (1)
- Способ получения углеродного гранулированного материала, включающий нагрев движущегося слоя гранулирвоанной сажи во вращающемся горизонтальном реакторе, подачу газообразных или парообразных углеводородов в движущийся слой с последующим их термическим разложением при 250-1200oС и осаждением пироуглерода на саже, отличающийся тем, что, с целью повышения кажущейся плотности материала и производительности процесса, гранулы сажи перед нагревом классифицируют на фракции размером 0,2-1 мм, 1-3 мм и 3-6 мм и осаждение пироуглерода на саже для каждой из этих фракций производят при 900-1030oС, 800-900oС и 750-800oС соответственно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4883618 RU2106375C1 (ru) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Способ получения углеродистого гранулированного материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4883618 RU2106375C1 (ru) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Способ получения углеродистого гранулированного материала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2106375C1 true RU2106375C1 (ru) | 1998-03-10 |
Family
ID=21545860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4883618 RU2106375C1 (ru) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Способ получения углеродистого гранулированного материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2106375C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2270716C2 (ru) * | 2002-11-04 | 2006-02-27 | ОАО "Завод технического углерода" | Способ получения гранулированного углеродного материала и реактор для его осуществления |
| RU2285025C2 (ru) * | 2004-12-20 | 2006-10-10 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ производства технического углерода (сажи) |
| RU2285664C2 (ru) * | 2002-08-29 | 2006-10-20 | ОАО "Завод технического углерода" (г. Омск) | Способ получения углеродного гранулированного материала для легирования стали и материал, полученный этим способом |
| RU2303568C2 (ru) * | 2005-08-12 | 2007-07-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ получения пористого углеродного материала |
| RU2361670C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-07-20 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ получения крупносферического углеродного носителя для катализаторов |
-
1990
- 1990-11-20 RU SU4883618 patent/RU2106375C1/ru active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2285664C2 (ru) * | 2002-08-29 | 2006-10-20 | ОАО "Завод технического углерода" (г. Омск) | Способ получения углеродного гранулированного материала для легирования стали и материал, полученный этим способом |
| RU2270716C2 (ru) * | 2002-11-04 | 2006-02-27 | ОАО "Завод технического углерода" | Способ получения гранулированного углеродного материала и реактор для его осуществления |
| RU2285025C2 (ru) * | 2004-12-20 | 2006-10-10 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ производства технического углерода (сажи) |
| RU2303568C2 (ru) * | 2005-08-12 | 2007-07-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ получения пористого углеродного материала |
| RU2361670C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-07-20 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Способ получения крупносферического углеродного носителя для катализаторов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4504453A (en) | Method of manufacturing crystalline silicon carbide | |
| US5417952A (en) | Process for synthesizing titanium carbide, titanium nitride and titanium carbonitride | |
| KR100404809B1 (ko) | 탄소재료의열처리방법 | |
| Walker | Carbon—an old but new material | |
| JPH0717368B2 (ja) | 多孔性炭素質材料 | |
| CA1156520A (en) | Method of producing an intermediate of silicon dioxide particles coated with carbon to be used in the production of silicon or silicon carbide | |
| CN1036003A (zh) | 制备均匀精细含硼陶瓷粉末的设备及其方法 | |
| RU2106375C1 (ru) | Способ получения углеродистого гранулированного материала | |
| Koc et al. | Synthesis of α-Si3N4 from carbon coated silica by carbothermal reduction and nitridation | |
| US4525335A (en) | Method of manufacturing crystalline silicon nitride and method of separation thereof | |
| JP2000086217A (ja) | 超微細カーボンチューブの製造方法 | |
| US3622272A (en) | Method of growing silicon carbide whiskers | |
| CN113680346A (zh) | 一种核壳结构还原二氧化碳光催化剂及其制备方法与应用 | |
| EP0644155B1 (fr) | Procédé de préparation en continu de nitrure d'aluminium par carbonitruration d'alumine dans un réacteur à lit coulant | |
| JPH11343512A (ja) | 炭化鉄の製法 | |
| WO2007058472A1 (en) | Apparatus for preparing vinyl chloride by pyrolysis of 1,2-dichloroethane and method of preparing vinyl chloride using the same | |
| JP2000086218A (ja) | 超微細カーボンチューブの合成方法及びそれに用いる触媒 | |
| CN1042830C (zh) | 用稻谷壳制取石墨碳化硅涂层及β-SiC细粉和β-SiC晶须的方法 | |
| JP2556459B2 (ja) | アルミナの炭窒化による窒化アルミニウムの連続製造方法 | |
| Rogriguez et al. | Coating processing by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) using a Fresnel lens | |
| Stachowicz et al. | Synthesis of ultrafine SiC from rice hulls (husks): a plasma process | |
| RU2066700C1 (ru) | Способ получения карбида титана | |
| CN120210761A (zh) | 石墨烯包覆无机非金属粉体复合材料及其制备方法 | |
| CN120900674A (zh) | 一种生物质气化催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110828798A (zh) | 一种湿法加压包覆涂层制备锂离子电池石墨负极材料的方法 |