Способ получения электропроводной гранулированной сажи

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 А 1 19) 09 С 1/ МИТЕТ ССС ИЙ И ОТКРЫ СУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ РЕТЕН ЛЬСТВУ 3 едователь кого углерода ский, проект- ехнологичесскии и и Науч но-кон кий ка (72) В Туре ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Всесоюзный научно нститут техничес но-исследователь структорский и т бельный институт .Н, Аникеев, Л.Г В.М. Якимук, Г,В. Сажин,Н.В.Васильева, Н.С. Волкови С.Ю. Таиров(56) Авторское свидетельство СССРМ 248875, кл. С 09 С 1/48, 1968.Патент США Р 3723355,кл. 252 в 5, 1973.Авторское свидетельство СССРУ 798148, кл. С 09 С 1/58, 1977.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ГРАНУЛИРОВАННОЙ САЖИ(57) Изобретение относится к производству технического углерода и обес печивает. получение электропроводной гранулированной сажи с невысокими энергозатратами, Печную сажу марки ПМгранулируют с раствором борсодержащей добавки - буры, и сушат, после чего термообрабатывают в барабане при 1700-2500 С при пропускании через слой сажи тока с напряжением П = Ру 1 / л 1, где Р - удельная электрическая мощность, Вт/кг; у - насыпная. плотность, кг/м; 1- расстояние между электродами, 0,23, м; В 1 плотность тока, А/м . Например, при Р 2000 Вт/кг, д 1 4570 А/см, температуре 2000 С, 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 име- ет удельное объемное электрическое сопротивление 0,5 10 Ом м, содержа ние пыпи в массе гранул 1,47. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.Формула изобретения40 Руд у 1ПОЛ 1134Изобретение относится к производству технического углерода, а именно к процессам гранулирования и обработки сажи, и может, быть использовано для получения электропроводной сажи, применяемой в качестве электропровод- ного 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 термообраб отку сажи при пер емешивании с линейной скоростью 3-10 м/мин при пропускании электрического токаРу 1 с напряжением Б = - , приХ,.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 электропровод- ность 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.П р и м е р 12 кг печной сажи марки ПМгранулируют 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 электродами сажа с насыпным весом400 кг/мэ засыпается в полостьбарабана, Загрузочное отверстие закрывается и барабан приводится вовращение со скоростью движения периферийной части слоя 8 м/мин. К электродам в течение 30 мин прикладывают напряжение Б, определяемое по формуле где Р - удельная электрическая мощудность в2000 Вт/кг;10 насыпная плотность -400 кг/м;1 - расстояние между электродами - 0,23 м;АХ - плотность тока - 4570 А/м.15 Температуру сажи повышают до2000 С и сажу выдерживают при этойтемпературе еще 30 мин. Затем отключают источник питания, и сажа охлаждается в инертной среде до температу ры окружающего воздуха. Удельнаяэлектрическая мощность составляет2 кВт/кг. Удельное электрическоесопротивление сажи после охлажденияв инертном газе имеет значение 25 0,05 10 Ом м.В таблице, описаны данные по свойствам сажи и удельным затратам энергии на процессе термообработки поизобретению и данные сравнительныхпримеров. Удельные энергозатраты по предла-.гаемому способу составляют 1,59 7,8 кВтч/кг, в то время как по прототипу 60-80 кВтч/кг при длительнос ти термообработки 2 ч, получение сажи в обоих случаях с одинаковой электропроводностью,1. Способ получения электропроводной гранулированной сажи, включающий мокрое гранулирование сажи в присутствии электропроводной борсодержащей 45 добавки, сушку гранул и термообработку их при 1700-2500 С с последующим охлаждением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат при сохранении высокой элект ропроводности целевого продукта, термообработку осуществляют при перемешивании гранул и пропускании электри ческого тока с напряжением, определяемым по формуле где Ру - удельная электрическая мощность;11815200 Вт/кг сажи при пропускании токаплотностью 2800-8000 А/м .3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перемешиваниеосуществляют при линейной скоростиперемешиваемого слоя гранул сажи3 - 10 м/мин.1 134 насыпная плотность сажи; - толщина слоя сажи;б 1 - плотность тока. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что удельную электрическую мощность поддерживают 1100 Параметры процесса и по- Опыты по изобретению и сравнительные примеры Линейная скорость перемещения наружной частислоя, м/мин 8 8 8 8 88 8 2 3 10 12 Удельная электрическая мощность, Вт/кг 700 1065 1521 2000 3043 5200 6848 2000 2000 2000 2000 Плотность тока, А/смТемпература, СНапряжение, В2146 2800 3500 4570 5600 8000 9000 4570 4570 4570 4570 1600 1700 1800 2000 2200 2500 2600 2000 2000 2000 2000 35 40 45 50 60 70 45 45 45 45 30 Удельное объемное электрическое сопротивление,Ом м 0,5 10О 50,5 1 О 10 1,5100,5, Удельные энергоэатраты, Вт ч/кг при длительности обработки 1 ц 065 1521 200 п Зг 43 5200 -- 2000 2000 2000 Составитель Л. РоманцеваТехредЛ.Сердюкова Корректор С, Шекмар Редактор Н. Киштулинец Тираж 631ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, .Раушская наб д. 4/5 Заказ 4399/30 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4