Тема 2.9 Улавливания сажи из газового потока. Гранулирование и подготовка сажи к транспортировке

В большинстве случаев получение сажи улавливание ее осуществляется вне того аппарата, где происходил процесс сажеобразования.

Саже – газовую смесь можно рассматривать как поток газов, в котором во взвешенном состоянии находятся агрегаты и отдельные частицы сажи величиной от 100 А до 1 мк. Размеры агрегатов обычно не превышают 5 мк. В саже – газовой смеси содержится от 1 до 50 г сажи на 1 м³ газов.

Саже – воздушная смесь, образующаяся при пневматическом транспортировании сажи, представляет собой несколько иную дисперсную систему. В саже – воздушной смеси сажа содержится в виде значительно более крупных агрегатов, величина которых достигает 100 мк. Содержание сажи в саже – воздушной смеси также значительно выше, чем в саже – газовой, - на 1 м³ воздуха в ней содержится от 300 до 500 г сажи.

Саже – газовая и саже – воздушная смеси представляют собой дисперсные системы, в которых сажа является дисперсной фазой, а газы или воздух – дисперсной средой. Вследствие малых размеров отдельных агрегатов и частиц сажи рассматриваемые механикой законы падения тел неприменимы для этих дисперсных систем. Частицы и агрегаты сажи размером от 0,1 до

100 мк падают в воздухе не с возрастающей скоростью (как этого требуют законы механики), а с постоянной скоростью. Частицы менее 0,1 мк находятся в броуновском движении и не оседают под действием силы тяжести.

Выделение сажи из саже – газового потока – одна из основных технологических операций производства технического углерода.

Для улавливания сажи применяют пылеосадительные камеры, циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры и аппараты мокрой очистки газов – скрубберы, пенные уловители, турбулентные промыватели.

Часто применяют комбинированные способы улавливания сажи, например улавливание сначала в электрофильтре, а затем в циклонах. Те частицы сажи, которые не задержались в электрофильтре, но успели образовать крупные агрегаты, поступают в циклон и там оседают.

Распространены такие схемы, по которым смесь сажи и газов проходит сначала через несколько последовательно установленных циклонов, а затем через рукавный фильтр. Выбор схемы очистки газов зависит в первую очередь от степени дисперсности сажи и от величины агрегатов сажевых частиц. Чем дисперснее сажа, т. е. чем меньше средний диаметр частиц, тем сложнее должна быть аппаратура для извлечения сажи.

Пылеосадительные камеры.

Самым простым способом выделения сажи из саже – газовой смеси является осаждение ее из газового потока под действием силы тяжести, например в осадительной камере. Саже – газовая смесь должна проходить через осадительную камеру с возможно меньшей скоростью для того, чтобы частицы сажи успевали достичь пола камеры и не уносились газовым потоком.

Степень очистки газов от сажи в осадительных камерах невелика. Поэтому в современных сажевых производствах осадительные камеры как основные аппараты для улавливания сажи в качестве вспомогательного оборудования используют аппараты, называемые осадителями.