Энергоресурсы России

Процесс образования твердого углерода

Процесс образования твердого углерода из углеводородов метанового ряда является высокотемпературным. Схематически образование углерода можно представить в следующем виде.

Сначала происходит образование сажи, затем – срастание сажевых частиц и покрытие их пироуглеродом. Образованию каждой сажевой частицы пред-шествует возникновение радикала-зародыша. В ходе процесса активность радикалов уменьшается, и снижается скорость их взаимодействия с молекулами исходного сырья. Радикал-зародыш теряет свойства радикала, приобретает свойства физической поверхности и превращается в минимально возможную сажевую частицу. В дальнейшем происходит рост частицы за счет термического разложения молекул углеводородов. Энергия активации образования радикалов-зародышей составляет 628,5-712,3 кДж/моль.

Существует множество теорий образования сажи и пироуглерода / 1-5 /. Однако результаты расчетов, выполненных по ним, значительно отличаются друг от друга. В связи с этим для разработки энерготехнологических установок были использованы результаты экспериментальных исследований, проведенных в научно-исследовательском и проектном институте НИПИГазпереработка /3,4/.