close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 04998

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 4998
(13) C1
(19)
7
(51) C 01B 31/04
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ РАСЩЕПЛЕННОГО
ГРАФИТА И УСТАНОВКА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭТОГО СПОСОБА
(21) Номер заявки: 970588
(22) 1997.10.31
(46) 2003.03.30
(71) Заявитель: Учреждение Белорусского
государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (BY)
(72) Авторы: Курневич Геннадий Иванович;
Говако Евгений Михайлович; Иванов
Василий Игнатович; Лаврушко Владимир Иванович; Федосюк Валентин
Александрович; Хмель Алексей Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (BY)
BY 4998 C1
(57)
1. Способ получения термически расщепленного графита путем высокотемпературного контактирования окисленного графита с теплоносителем в печи в режиме пневмотранспорта продуктов реакции, отличающийся тем, что термическое расщепление
окисленного графита проводят в наклонной, предварительно нагретой трубной печи, а
транспортировку частиц термически расщепленного графита и отходящих газов проводят
вниз к выходному отверстию печи инертным газом.
BY 4998 C1
2. Установка для термического расщепления графита, состоящая из вертикальной
трубной печи с подводом теплоносителя извне и патрубками ввода окисленного графита и
газа-носителя и вывода термически расщепленного графита и сопутствующих реакционных газов, отличающаяся тем, что в верхней части вертикальной трубной печи, установленной наклонно, смонтированы патрубок подачи газа-носителя и герметически
соединенное с печью дозирующее устройство для ввода окисленного графита, а в нижней
части - разделительная камера с патрубками отвода термически расщепленного графита и
сопутствующих реакционных газов.
3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что угол наклона печи изменяется в пределах 25-90°.
4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что разделительная камера дополнительно
снабжена патрубками для отделения тяжелых частиц (графита, механических примесей и
др.), а также алмазов при переработке шихты синтеза искусственных алмазов.
(56)
Махорин К.Е. и др. Вспучивание природного графита в плотных и взвешенных слоях //
Хим. Техн. - 1987. - № 2. - С. 43-49.
RU 92005778 A, 1995.
SU 1736092 A1, 1995.
RU 2036137 C1, 1995.
SU 1480304 A1, 1994.
Изобретение относится к процессу получения термически расщепленного графита
(ТРГ), предназначенного, преимущественно, для изготовления уплотнительных прокладок, сальников и фольги, работоспособных при воздействии повышенных давлений, температур и быстросменяемых тепловых потоков, а также к устройствам для термического
расщепления графита.
Известен способ термического расщепления графита в восходящем потоке или в режиме пневмотранспорта [1, 2] путем одновременной подачи снизу окисленного графита
(ОГ), газового или мазутного факела с температурой не ниже 1000 °С и воздуха, которые
транспортируют частицы ОГ вверх. Полученный в зоне нагрева ТРГ поступает в верхнюю
часть установки, где и отделяется от сопутствующих газов.
Недостатком известного способа является то, что при расщеплении графита происходит резкое уменьшение плотности частиц ТРГ по сравнению с ОГ, что приводит к большой разнице в летучести исходных и образующихся частиц, и вытекающим отсюда
сложностям с регулированием времени нахождения тяжелых частиц ОГ в зоне нагрева,
скорости его подачи и последующим уносом и улавливанием легких частиц ТРГ.
Кроме того, введение газового или мазутного факела с температурой не ниже 1000 °C и
воздуха приводит к большому выгоранию графита, что отрицательно влияет на выход ТРГ.
Недостатком известных устройств являются технические сложности, связанные с регулированием температуры и времени пребывания ОГ в реакционной зоне [1, 2], скорости
тепловых потоков при переносе частиц ОГ [3] и отделением ТРГ от сопутствующих газов.
Наиболее близким к предлагаемому способу получения ТРГ является способ, в котором термическое расщепление графита происходит в псевдоожиженном слое [1,4]. ОГ,
факел газа и воздух подаются противотоком друг другу: ОГ - сверху, газ и воздух -снизу.
ТРГ и сопутствующие газы поступают в верхнюю часть устройства, где и происходит их
последующее разделение.
Недостатком этого способа являются также сложности, связанные с регулированием
времени нахождения разной плотности частиц ОГ и ТРГ в зоне нагрева и необходимостью
создания высокотемпературного псевдоожиженного слоя инертного теплоносителя.
2
BY 4998 C1
Наиболее близким к предлагаемому устройству для термического расщепления графита является устройство, состоящее из вертикальной трубы (печь) с патрубками подачи
газа и воздуха в нижней части и ОГ - в верхней. Вверху расположен и газоход для выноса
ТРГ и сопутствующих газов, сообщающийся с разделительной камерой, где происходит
отделение ТРГ от сопутствующих газов [1, 4].
Недостатком данного устройства являются (как и в режиме пневмотранспорта) технические сложности с регулированием температуры и времени нахождения ОГ в зоне нагрева. Кроме того, возникают дополнительные технические затруднения, связанные с
необходимостью создания устойчивого псевдоожиженного слоя и подбора соответствующего инертного материала.
Задачей данного изобретения является повышение производительности и технологичности процесса изготовления ТРГ за счет упрощения схемы регулирования процесса.
Поставленная задача решается следующим образом.
Термическое расщепление графита осуществляется путем контактирования ОГ с теплоносителем в вертикальной предварительно нагретой до заданной температуры трубной
печи, установленной наклонно. Процесс терморасщепления проводится при подаче ОГ
сверху с транспортировкой ТРГ и сопутствующих реакционных газов в нижнюю часть печи газом-носителем.
Таким образом, предлагаемый способ термического расщепления графита осуществляется в нисходящем прямотоке исходного сырья и продуктов реакции с использованием
газа-носителя. Благодаря этому появляется возможность простого регулирования процессов подачи и прохождения ОГ через зону нагрева печи, его расщепления, выноса ТРГ из
нижней части печи и отделения его от сопутствующих реакционных газов и твердых продуктов. Причем тяжелые частицы ОГ попадают в зону нагрева под действием силы тяжести, затем под воздействием температуры превращаются в легкие частицы ТРГ, вынос
которых вниз из зоны нагрева осуществляется инертным газом.
Предлагаемый способ характеризуется следующими примерами.
Пример 1.
0,1 кг окисленного в среде концентрированной серной кислоты графита марки ГТ-1
термообрабатывали в предварительно нагретой до 400 °С печи в инертной среде при избыточном давлении 5-10 мм вод. ст. Для полученного порошока ТРГ определяли насыпную плотность ( , г/дм3), удельную поверхность (S, м2/г) и давление разрушения (Рр, МПа)
прессованных при 80 МПа модельных образцов. Полученные результаты приведены в
таблице. Аналогичным образом были получены и исследованы образцы ОГ с различными
окислителями и при различных температурах печи.
Сравнительные данные физико-химических свойств образцов ТРГ
NN примеров
Температура
печи, °С
Окислитель
1
400
800
900
350
800
900
800
900
(NH4)2S208
-"-"Н2O2
-"-"K2Cr2O7
-"-
2
3
Характеристика ТРГ
40
10
6
30
8
4
5
2
3
S
15
45
55
20
60
70
75
90
Рр
30,0
50,0
65, 0
35,0
60,0
85,0
85,0
100,0
Примечание:
Производительность изменялась
в пределах 0,30,6 кг/час в зависимости от величины ТРГ
BY 4998 C1
Как видно из представленных в таблице данных, образцы ОГ характеризовались различной максимальной степенью расщепления при заданной температуре и другими физикохимическими параметрами, величина которых зависит также и от природы использованных
при синтезе окислителей. Сопоставимый анализ образцов ТРГ, полученных по данному и известным [1-4] способам, показал их идентичность, но по данному способу они получены в
более выгодных технологических и экономических условиях.
Схема установки для реализации способа приведена на рисунке.
Установка состоит из вертикальной трубной печи 1, с изменяющимся углом наклона в
пределах 25-90°, дозатора 2 с патрубками ввода ОГ 3 и газа-носителя 4, разделительной
камеры 5 с патрубками вывода ТРГ 7, сопутствующих газов 8 и частиц высокой плотности
6. При этом дозирующее устройство для ввода ОГ герметично соединено с печью, что
препятствует образованию высокотемпературного восходящего потока воздуха, газообразных продуктов реакции и нагретых до высоких температур частиц ТРГ низкой плотности. Одновременная подача сверху инертного газа при небольшом его избыточном
давлении уменьшает на 5-10 % выгорание графита и позволяет осуществить выгрузку
продукта термообработки - ТРГ наиболее удобным в техническом отношении способом снизу.
Установка работает следующим образом. ОГ из дозатора 2 через патрубок 3 и инертный газ через патрубок 4 поступают одновременно с регулируемой скоростью в предварительно нагретую до заданной температуры печь 1, где ОГ расщепляется с образованием
ТРГ. Далее частицы ТРГ, нерасщепленного ОГ, в среде реакционного и инертного газов
двигаясь вниз попадают в разделительную камеру, где идет последовательное отделение
плотных частиц и ТРГ через патрубки 6 и 7, а инертный и реакционный газы через патрубок 8 поступают на доочистку.
Благодаря наличию разделительной камеры 5 данная установка может быть использована и для решения другой важной технической задачи - отделения алмазов от графита и
др. частиц при переработке шихты синтеза искусственных алмазов. Химическая и последующая термическая обработка смеси графита с искусственным алмазом, а затем и шихты
синтеза искусственных алмазов в условиях, аналогичных приведенным в примерах выше,
позволила, с использованием предлагаемой установки с разделительной камерой, отделить алмазы от графита с доочисткой концентрата алмазов при обработке его водными
растворами.
Источники информации:
1. Махорин К.Е., Кожан А.П. и др. Вспучивание графита в плотном и взвешенном слоях. //Хим. технология. - 1987. - №2. - С.43-49.
2. Пустовалов Ю.Л., Маслов В.А. Способ получения термически расширенного графита. Патент РФ №2036137 С1, 1995.
3. Авдеев В.В., Семененко К. Н. и др. Способ получения расширенного графита и устройство для его осуществления А.с. СССР №1480304 А1, 1994.
4. Махорин К.Е., Кожан А.П. и др. Способ получения терморасщепленного графита и
устройство для его осуществления. А.с. СССР №1664743 А1, 1991.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
145 Кб
Теги
04998, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа