Способ получения электропроводной гранулированной сажи

 

Изобретение относится к производству технического углерода и обеспечивает , получение электропроводной гранулированной сажи с невысокими энергозатратами. Печную сажу марки ИМ-75 гранулируют с раствором борсодержащей добавки - буры, и сушат, после чего термообрабатывают в барабане при 1700-2500°С при пропускании через слой сажи тока с напряжением и Р,,д - -I / Л1, где Р - удельная электрическая мощность, Вт/кг; унасыпная, плотность, кг/м j f- расстояние между электродами, 0,23, м; 41 - плотность тока, А/м,. Например, при Р 2000 Вт/кг, л1 4570 А/см, температуре , линейной скорости перемешивания слоя гранул сажи 8 м/ /мин и напряжении 45 В удельные энергозатраты при длительности обработки 1 ч составляют 2,0 кВтч/кг. Сажа имеет удельное объемное электрическое сопротивление 0, Ом-м, содержание пыпи в массе гранул 1,4%. 2 з.п. 5 ф-лы, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (И) (51) 4 С 09 С 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4040753/23-25 (22) 29.01.86 (46) 30.09.87. Бюл. У 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода и Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический кабельный институт (72) В.Н. Аникеев, Л.Г. Туренко, В.M Якимук, Г.B. Сажин, Н.В.Васильева, H.Ñ. Волков и С.Ю. Таиров (53) 661.666.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 248875, кл. С 09 С 1/48, 1968.

Патент США 9 3723355, кл. 252 †5, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 798148, кл. С 09 С 1/58, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОИ ГРАНУЛИРОВАННОИ САЖИ (57) Изобретение относится к производству технического углерода и обеспечивает. получение электропроводной гранулированной сажи с невысокими энергозатратами. Печную сажу марки

IIM-75 гранулируют с раствором борсодержащей добавки — буры, и сушат, после чего термообрабатывают в барабане при 1700-2500 С при пропускании через слой сажи тока с напряжением

U = Р „, - I / дХ, где P — удельная электрическая мощность, Вт/кг; у— насыпная. плотность, кг/м ; 1 в расстояние между электродами, 0,23, м; аХ плотность тока, А/м . Например, при

P 2000 Вт/кг, л I 4570 А/см, температуре 2000 С, линейной скорости перемешивания слоя гранул сажи 8 м/ а

/мин и напряжении 45 В удельные энергозатраты при длительности обработки

1 ч составляют 2,0 кВтч/кг. Сажа име- ет удельное объемное электрическое С сопротивление 0 5 .10 Ом-м, содержа-3 ние пыпи в массе гранул 1,47. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1181

5 РvA У.

Л

Pyg, у1

U и Л

134

Изобретение относится к производству технического углерода, а именно к процессам гранулирования и обработки сажи, и может, быть использовано для получения электропроводной сажи, применяемой в качестве электропроводного наполнителя полимерных композиций.

Цель изобретения — снижение энергозатрат при сохранении высокой электропроводности гранулированной сажи.

Процесс осуществляют следующим образом.

Сначала сажу гранулируют с раствором буры в грануляторе и сушат. После этого гранулированную сажу заг.ружают во вращающийся барабан через патрубок загрузки и выгрузки; торцовые стенки барабана служат электродами, к которым подсоединен источник питания.

В описанном барабане осуществляют термообработку сажи при перемешивании с линейной скоростью 3-10 м/мин при пропускании электрического тока

P>A f с напряжением U = —, при

dX .. удельной электрической мощности Р>

1100-5200 Вт/кг, плотности тока

2800-8000 А/м .

Линейная скорость перемешивания слоя сажи в указанных пределах регламентируется тем, что при скорости менее 3 м/мин наблюдается неравномерный нагрев сажи за счет плохого перемешивания и удельные энергозатраты значительно возрастают, а при скорости более 10 м/мин электропроводность сажи не изменяется, а содержание пыли в саже возрастает за счет разрушения гранул, что приводит к резкому колебанию значений электрических параметров.

Электрические параметры процесса в определенной мере зависят от температуры термообработки.

Пример 12 кг печной сажи марки ПМ-75 гранулируют с раствором буры (400 г буры + 12 л воды) в грануляторе и просушивают в сушильном шкафу при 150 С, после чего через загрузочное отверстие футерованного огнеупором барабана с торцовыми лектродами сажа с насыпным весом

400 KI /мэ засыпается в полость барабана. Загрузочное отверстие закрывается и. барабан приводится во вращение со скоростью движения периферийной части слоя 8 м/мин.

К электродам в течение 30 мин прикладывают напряжение Б, определяемое по формуле где P — удельная электрическая мощ 9A ность †2000 Вт/кг;

10 насыпная плотность—

400 кг/м, — расстояние между электродами — 0,23 м; Х вЂ” плотность тока — 4570 А/м .

Температуру сажи повышают до

2000 С и сажу выдерживают при этой температуре еще 30 мин. Затем отключают источник питания, и сажа охлаждается в инертной среде до температу20 ры окружающего воздуха. Удельная электрическая мощность составляет

2 кВт/кг. Удельное электрическое сопротивление сажи после охлаждения в инертном газе имеет значение

25 0,05.10 Ом.м.

В таблице описаны данные по свойствам сажи и удельным затратам энер— гии на процессе термообработки по изобретению и данные сравнительных

30 пРимеРов.

Удельные энергозатраты по предла-. гаемому способу составляют 1,59

7,8 кВтч/кг, в то время как по прототипу 60-80 кВтч/кг при длительносЗ5 ти термообработки 2 ч, получение сажи в обоих случаях с одинаковой электропроводностью.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ получения электропроводной гранулированной сажи, включающий мокрое гранулирование сажи в присутс I âèè электропрîBoäíой борсодержащей

45 добавки, сушку гранул и термообработку их при 1700 †25 С с последующим охлаждением, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при сохранении высокой элект50 ропроводности целевого продукта, термообработку осуществляют при перемешивании гранул и пропускании электри ческого тока с напряжением, определяемым по формуле где Р, — удельная электрическая мощность, 1181

5200 Вт/кг сажи при пропускании тока плотностью 2800-8000 А/м .

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что перемешивание осуществляют при линейной скорости перемешиваемого слоя гранул сажи

3 — 10 м/мин.

134 насыпная плотность сажи; — толщина слоя сажи; бХ вЂ” плотность тока.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что удельную электрическую мощность поддерживают 1100

Параметры процесса и по- Опыты по изобретению и сравнительные примеры

Линейная скорость перемещения наружной части слоя> м/мин

8 8 8 8 8 8 8 2 3 10 12

Удельная электрическая мощность, Вт/кг

700 1065 1521 2000 3043 5200 6848 2000 2000 2000 2000

Плотность тока, А/см

Температура, ОС

Напряжение, В 2146 2800 3500 4570 5600 8000 9000 4570 4570 4570 4570

1600 1700 1800 2000 2200 2500 26п0 2000

2000 2000 2000

35 40 45 50 60 70 45

45 45

30

Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом м

0,5" 0,5« .1 О-э Ä101,5»

«О

0,5

"10

5*

10 з

0,5"

«1О

1,2 ° ,!0 3

1,2» го-

1,8 1,9 1,4 1,6 1,66 1,81 1,83 1,9 2,8 6,0

Содержание пыли, У., Удельные энергозатраты, Вт-ч/кг при длительности обработки 1 ч!

065 1521 2поп 3r43 5200 — — 2000 200п 2000

Составитель Л. Романцева

ТехредЛ.Сердюкова Корректор С ° Шекмар

Редактор Н. Киштулинец

Тираж 633.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4399/30

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4