Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Июня 2014 в 14:19, дипломная работа
Структурная стабильность угольных анодов, используемых в электролизе алюминия, прежде всего, определяется прочностью связей между связующим и заполнителем. Прочность связей является результатом механических сцеплений и адгезии между частицами кокса связующего и пека наполнителя. Весьма важным моментом при создании этих связей является способность пека к смачиванию поверхности кокса и заполнению пор в частицах кокса в процессе смешения массы и формовки электрода. Степень смачивания пеком кокса обычно оценивается по поведению пека на первых стадиях пропитки. Анализ на определения смачивания может оказаться полезным для установления таких комбинаций как кокс-пек.
1 Пек, его свойства, структура, применение 7
1.1 Свойства, состав и структура пека 7
1.1.1 Термическая характеристика и особенности термохимических превращений 7
1.1.2 Физико-химические свойства пека 8
1.1.3 Групповой, элементный состав и молекулярная масса пека 14
1.2 Классификация пеков 16
1.2.1 Каменноугольный пек 18
1.2.2 Нефтяной пек 19
1.3 Свойства и методы получения пека-связующего для анодной массы и электродных изделий 22
1.3.1 Методы определения свойств и состава пека 23
2 Влияние длительной изотермической выдержки на способность пека связывать кокс 30
2.1 Используемая аппаратура и ее описание 30
2.1.1 Низкотемпературная лабораторная электропечь марки UTENOS ELEKTROTECHNIKA 30
2.1.2 METTLER TOLEDO термический анализатор 31
2.1.3 Программируемый вискозиметр Брукфильда DV-II+PRO 32
2.2 Методика подготовки образцов 33
3 Результаты 36
3.1 Изменение свойств пеков за счет термодеструкции 36
3.1.1 Измерение температуры каплепадения пеков 36
3.1.2 Изменение вязкости пеков (таблица) 37
3.1.3 Изменение инфильтрационной способности пеков в процессе термостабилизации 40
3.2 Изменение свойств пеков за счет термодеструкции совместно с термоокислением и удалением летучих компонентов 42
3.2.1 Кинетика удаления легколетучих компонентов их пеков 42
Результаты определения убыли массы пека при длительной изотермической выдержке в зависимости от удельной площади поверхности 45
3.2.2 Корреляция между убылью массы пеков и их свойствами 47
4 Технико-экономическое обоснование исследования 49
5 Охрана труда и окружающей среды, канцерогенная активность пеков 50
5.1 Анализ условий проведения эксперимента в отношении возможных опасных и вредных факторов 50
5.2 Физико-химическая и токсикологическая характеристика применяемых и образующихся веществ и материалов 51
ВЫВОДЫ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 55
По данным количество смолистых веществ, выделяющихся при обжиге коксопековых композиций из нефтяного крекингового пека, в 2,5-3 раза ниже в сравнении с каменноугольным пеком, а выход бензапирена ниже в 30 раз.
Таким образом, использование нефтяного пека в качестве связующего материала в производстве электродной продукции позволит обеспечить реальное снижение загрязнения воздуха рабочей зоны и сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Различия в содержании бензапирена обнаружены в процессе обжига для масс из разных пеков: у нефтяного пека бензапирен выделяется в 10 раз меньше.
Показано что в процессе термостабилизации увеличивается вязкость пеков, и температура каплепадения, как следствие этого происходит снижение связывающей способности пеков.
Изменение физико-химических свойств при длительной изотермической выдержке наиболее резко выражено у компаундного пека.
Доказано, что скорость и полнота удаления легколетучих компонентов из пека определяется площадью его удельной поверхности и типом пека.
Установлено, что изменение массы пеков в процессе изотермической выдержки увеличивается в ряду: гибридный, компаундный, каменноугольный.
Установлена корреляционная взаимосвязь между убылью массы пеков и их инфильтрационной способностью, вязкостью и температурой каплепадения.
Показано, что по мере удаления легколетучих компонентов из пека, его связывающая способность падает.
Наибольшее влияние на изменение свойств при удаление части легколетучих компонентов отмечено у гибридного пека.