Тема 2.11 Гранулирование и подготовка сажи к транспортировке

Все основные виды сажи вырабатываются в гранулированном виде, лишь некоторые виды специальных саж выпускаются негранулированными. Гранулирование сажи заключается в соединении сажевых структур в относительно плотные шарики диаметром от 0,5 до 2 мм с кажущейся плотностью 300 – 400 кг / м³.

1. Гранулирование сажи сухим методом

Сухим способом сажу гранулируют лишь тогда, когда ее объемное число не превышает 5 – 6 см³/ г. Некоторые типы сажи можно гранулировать этим способом, только подавая вместе с уплотненной сажей до 25 % гранулированной сажей («затравка»). Преимущество сухого способа перед мокрым состоит в простоте аппаратуры, ее высокой производительности и достаточной прочности получаемых гранул. Однако не все виды гранул подаются гранулированию таким способом.

Механизм образования гранул сажи при сухом способе гранулирования объясняют следующим образом. Агрегаты сажевых частиц во вращающемся барабане интенсивно перемешиваются, в результате чего воздух, имеющийся между ними, удаляется и они сближаются до такого расстояния (менее 100 А), при котором начинают действовать межмолекулярные силы Ван – дер – Вальса. Образовавшиеся крупные комочки сажи далее уплотняются и образуют гранулы.

2. Гранулирование сажи мокрым методом

Мокрый метод гранулирования сажи является наиболее рациональным. Этим методом можно гранулировать все виды сажи и получать гранулы любой прочности. Для мокрого гранулирования не требуется предварительного уплотнения сажи.

Мокрое гранулирование происходит при интенсивном перемешивании сажи со смачивателем в соотношении 1 : 1. В качестве смачивателя используют воду или воду с растворенной в ней мелассой. Концентрация мелассы в воде составляет около 1,5 %. Если поверхность сажи замаслена и сажа плохо смачивается раствором мелассы, то к раствору добавляют другие смачивающие реагенты в количестве 0,2 – 0,5 % от массы раствора мелассы.

В результате перемешивания сажи со смачивателем получаются мокрые гранулы. Затем гранулы высушивают и направляют в упаковочное отделение.

Гранулы сушат в основном теплом, выделяющимся при сжигании природного газа в горелках, которые расположены вдоль сушильного барабана, а также пропусканием через барабан горячих продуктов сжигания газа.

На процессы гранулирования в значительной степени влияют свойства сажи, а именно:

1. увеличение степени дисперсности сажи улучшает процесс гранулирования;

2. менее структурные сажи гранулируются лучше, чем высокоструктурные;

3. предварительное уплотнение сажи способствует гранулированию;

4. наличие на поверхности сажевых частиц неразложившихся углеводородов сырья резко ухудшает гранулирование мокрым методом, так как углеводороды затрудняют смачивание сажи водой.

Надежное транспортирование гранулированной сажи в железнодорожных вагонах на большие расстояния и облегчение выгрузки ее из вагонов возможны, если качество гранулированной сажи отвечает определенным требованиям.