химический каталог




Химия и технология сероуглерода

Автор А.А.Пеликс, Б.С.Аранович, Е.А.Петров

я кинетики образования сероуглерода из древесного угля и серы была предложена новая методика, основанная на использовании радиоактивного изотопа серы "S в элементарном состоянии. Эксперименты проводились иа стандартной лабораторной установке. Отличие заключалось лишь в том, что о скорости химического взаимодействия судили не по убыли веса угольного шарика, а непосредственно по количеству сконденсированного сероуглерода, Обработка полученных данных подтвердила уже сложившееся мнение о том, что при взаимодействии серы с твердым углеродистым материалом имеют место н физическая адсорбция и хемосорбция. Прн этом физические процессы, обусловленные вандерваальсовскнмн силами, заканчиваются достаточно быстро на поверхности угля, химические же процессы протекают значительно медленнее, а движушей силой их является энергия активации.

Л. И. Фридман и Р. М. Левит обратили внимание, что сведения о влиянии пористой структуры на реакционную способность углеродистых материалов весьмр разноречивы. Многие авторы, изучая взаимодействие твердых углеродистых материалов с кислородом, водяным паром, оксидом углерода, доказали, что на их реакционную способность большое влияние оказывает внутренняя поверхность. Отмечалось, что в процессе обгара углеродистого материала менялась как его удельная поверхность, так и реакционная способность. Справедливо предполагалось, что и на тиореакционную способность углей также большое влияние оказывает их пористая структура. Следовало определить, участвует лн в реакции образования сероуглерода внутренняя поверхность твердого углеродистого материала, и если да, то как изменяется его пористая структура в процессе „выгорания" угля в парах серы. Для

57

Рис. 13. иовки:

Схема лабораторной уста-

1 — кварцевая сетка; 2 — реактор; 3 — бачок для серы; 4 — серопровод; 5 — насос; 6 — электродвигатель; к- 7 - соединительная тефлоновая муф-та; 8 — испаритель серы; 9 — газо-На гребенку ход. ю _ сероуловитель; 11 - фильтр.

этого была использована лабораторная установка, схема которой представлена на рис. 13.

На кварцевую сетку / реактора 2 помешали слой углеродистого материала. Сера, содержащаяся в бачке 3, расплавлялась н по обогреваемому серопроводу 4 с помощью шестеренчатого насоса 5 с электродвигателем б подавалась через тефлоновую труб-

ку 7 в испаритель 8, заполненный кольцами Рашнга. Пары серы при заданной температуре проходили через разогретый слой угля н взаимодействовали с ним. Продукты взаимопействия по газоходу 9 отводились через сероуловитель 10 и фильтр 11 на распределительную гребенку, содержащую склянки с 20% водным раствором щелочи для улавливания сероводорода и с 10% спиртовым раствором щелочи для улавливания CSj. Во время опытов через специальный штуцер в реактор подавался азот, который, захватив образующиеся продукты реакции, проходил через поглотительную систему.

Необхопимая температура на установке поддерживалась внешним злектрообо-гревом, контролировалась термопарами и стабилизировалась с помощью простых средств автоматизации. Количество поглощенного сероводорода и сероуглерода определялось иодометрическим титрованием.

С целью получения исходных углей с различной псрнстой структурой эксперименты проводили На модельном угле из гидролизного лигнниа, приготовляемого лабораторным способом, позволяющим варьировать его пористую структуру. Для оценки распределения объемов н поверхностей по эффективным радиусам в диапазоне 0,29-35 ООО нм и возможности измерения суммарных объемов и поверхностей пор применяли метод ртутной порометрии, а также сорбциониые методы.

В результате проведенных исследований было установлено, что в процессе химического взаимодействия углей с парами серы в значительной степени меняется нх пористая структура. Наблюдаемый при этом процесс активации (увеличение объема микропор) указывает на значительное участие в реакции внутренней поверхности пор. Отмечено, что с увеличением степени обгара угля его удельная поверхность вначале резко возрастает, постепенно достигая максимума, а затем начинает уменьшаться. Скорее всего это связано с разрушением стенок между отдельными микропорами и увеличением переходной пористости угля.

Фридманом и Левитом доказано, что в реакции с парами серы принимает значительное участие внутренняя поверхность углеродистого материала и что в начале реакции имеет место активация твердого углеродистого материала с увеличением его удельной поверхности за счет развития микропор, а также что основная реакпионная поверхность угля образована стенками микропор.

Эти же авторы изучали кинетику синтеза сероуглерода из твердого углеродистого материала и серы. При этом о скорости процесса в слое углеродистого материала судили непосредственно по образованию сероуглерода, путем улавливания продуктов реакции. Опыты Проводили на лабораторной установке, описанной выше (см. рис. 13).

58

На рис. 14 представлены зависимости степени превращения серы в сероуглерод от удельной скорости ее потока для древесного и лигиинового углей. При удельных скоростях больше 0,07 кг/(м2 • с) влияние диффузнн иа процесс практически не ощущается, тогда как при малых скоростях налицо сильное виешиеднффузноииое торможение. Для определения кажущегося порядка реакции опыты проводили при неизменной общей скорости потока, равной 0,27 • 10"" м3/с, с изменением концентрации серы от 11 до 92%. В качестве газа-разбавителя применялся азот. Рассчитанный по результатам экспериментов кажущийся порядок реакции составил 0,5. Эта величина может меняться при изменении условий опытов, но во всех случаях она не равна нулю и остается дробной.

В диапазоне температур 873-1323 К исследовалось влияние температуры на скорость образования сероуглерода v. Для удельной скорости потока серы, равной 0,1 кг/ (м2 • с), результаты исследований приведены иа рнс. 15. На основании полученных данных были сделаны следующие выводы: 1) зависимость скорости образования сероуглерода от температуры как для древесного, так и для лигиинового угля удовлетворительно описывается уравнением Аррениуса; 2) скорость процесса синтеза сероуглерода даже прн сравнительно низких температурах (873-973 К) не лимитируется скоростью диссоциации молекул серы до двухатомного состояния; 3) кажущаяся энергия активации процесса с лигнииовым углем существенно ниже, чем при использовании древесного угля н составляет 79,1 кДж/моль против 100,5 кДж/моль.

Работы по экспериментальному изучению процесса образования сероуглерода из углей н серы ориентировались на промышленные ретортные или электротермические методы. Применялся внешний нагрев реактора, пары серы подавались в плотный слой углеродсодержашего материала. Использование для этих целей реакторов с кипящим (псевдоожиженным) слоем сулило немалые выгоды сероуглеродной отрасли промышленности, особенно в связи с созданием лигиинового угля.

Кинетику синтеза сероуглерода из лигиинового угля н паров серы в электротермическом кипящем слое изучали В. А. Бородуля и Е. Н. Грушецкая. Лаборатор-

Рис. 14. Зависимость степени превращения серы от удельно

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Химия и технология сероуглерода" (2.21Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
адвокаты по взиманию долгов по суду
hi end в интерьере
zwilling j a
офис менеджер обучение

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)