Karbon materiallarının kalsinasiya prosesi.

1. Aşağı temperaturlu əvvəlcədən qızdırma mərhələsi (otaq temperaturu 350℃-ə qədər)
Yaşıl gövdənin faktiki istilik temperaturu 100 ilə 230 dərəcə Selsiyə çatdıqda, yaşıl gövdə yumşalmağa başlayır, daxili gərginlik azalır, həcm bir qədər genişlənir, lakin çox uçucu maddə boşalmır və yaşıl gövdə plastik mərhələdədir. Bu mərhələdə əsas funksiya karbon kütləsini əvvəlcədən qızdırmaqdır. Yaşıl kütlənin içərisindəki temperatur və təzyiq fərqlərinə görə asfaltın bəzi yüngül komponentləri miqrasiya edir, yayılır və axır. Temperatur 230-400℃-ə qədər yüksəlməyə davam etdikcə, asfaltın parçalanma sürəti tədricən sürətlənir. Xüsusilə 350-400℃ temperatur aralığında asfalta şiddətlə parçalanır və çox miqdarda uçucu maddə boşalır. Bu mərhələdə, qəfil temperatur artımının daxili gərginlik konsentrasiyasına səbəb olmasının qarşısını almaq və eyni zamanda karbon kütləsində çatlara səbəb ola biləcək uçucu maddələrin sürətli sərbəst buraxılmasının qarşısını almaq üçün qızma sürətinə nəzarət etmək lazımdır.
2. Orta temperaturlu kokslaşdırma mərhələsi (350℃ - 800℃)
Yaşıl gövdənin faktiki qızma temperaturu 400-550℃-ə yüksəldikdə, asfaltın parçalanması və buxarlanma sürəti yavaşlayır və polikondensasiya reaksiyasının üstünlük təşkil etdiyi mərhələyə daxil olur. Yüksək temperaturda asfalt yarımkoks əmələ gətirmək üçün termal parçalanma və polikondensasiyaya məruz qalır. Bu nöqtədə atılan uçucu maddənin miqdarı azalır və yaşıl gövdənin həcmi genişlənmədən büzülməyə dəyişir. Yaşıl gövdənin faktiki qızma temperaturu 500-700℃-ə çatdıqda, asfaltın əmələ gətirdiyi yarımkoks daha da bağlayıcı koksa (asfalt koksu) çevrilir, asfaltın parçalanması nəticəsində ayrılan uçucu maddə daha da azalır və karbon yaşıl gövdəsi büzülməyə davam edir. Bu nöqtədə asfalt bağlayıcı bağlayıcı koksa çevrilir və karbon yaşıl gövdənin istilik keçiriciliyi artır. Bu mərhələ qovurma keyfiyyətinə təsir edən vacib bir mərhələdir. Bağlayıcı çox sayda mürəkkəb parçalanma, polimerləşmə, siklləşmə və aromatizasiya reaksiyalarına məruz qalır. Bağlayıcının parçalanması və parçalanma məhsullarının yenidən polimerləşməsi eyni vaxtda baş verir və aralıq faza əmələ gətirir. Aralıq fazanın böyüməsi prekursorların əmələ gəlməsinə səbəb olur. 400℃-də məhsul kokslaşma göstərməyə başlayır, lakin möhkəmliyi hələ də çox aşağıdır və asfaltın yapışması azalır. Təxminən 500℃-də, hələ də az miqdarda uçucu maddə olsa da, karbonun əsas quruluşu artıq əmələ gəlmişdir. Yarımkoks 500-550℃-də əmələ gəlir və asfaltın termal parçalanması nəticəsində əmələ gələn uçucu maddələr əsasən 600-650℃-dən əvvəl boşaldılır. Koks 700-750℃-də əmələ gəlir. Asfaltın kokslaşma sürətini artırmaq və məhsulların fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün bu mərhələdə temperatur bərabər və yavaş-yavaş qaldırılmalıdır. Bundan əlavə, bu mərhələdə çox miqdarda uçucu maddə boşaldılır və bütün soba kamerasını doldurur. Bu qazlar isti məhsulların səthində parçalanır, məhsulların məsamələrində və səthində çökən bərk karbon əmələ gətirir, koksun çıxımını artırır və məhsulların məsamələrini möhürləyir və bununla da onların möhkəmliyini artırır. Bu mərhələdə reaksiyanın ən görkəmli xüsusiyyəti funksional qrupların polimerləşməsi və parçalanması, həmçinin boşaldılmış qazda hidrogen miqdarının tədricən artmasıdır.
3. Yüksək temperaturlu sinterləmə mərhələsi (800℃ - 1200~1350℃)
Məhsul 700℃-dən yuxarı çatdıqda, bağlayıcının kokslaşma prosesi əsasən başa çatır. Yüksək temperaturlu sinterləmə mərhələsində qızdırma sürəti bir qədər artırıla bilər. Maksimum temperatura çatdıqdan sonra temperaturu 15-20 saat saxlamaq lazımdır. Kokslaşma prosesi zamanı böyük aromatik planar molekullar əmələ gəlir. Planar molekulların periferik fərqli atomları və atom qrupları parçalanır və xaric edilir. Temperatur artdıqca planar molekullar yenidən düzülməyə məruz qalır. 900℃-dən yuxarıda, kənardakı hidrogen atomları tədricən parçalanır və xaric olur. Eyni zamanda, bağlayıcı koks daha da kiçilir və sıxlaşır. Bu nöqtədə kimyəvi proses tədricən zəifləyir, daxili və xarici kiçilmə tədricən azalır, həqiqi sıxlıq, möhkəmlik və elektrik keçiriciliyi isə artır.
4. Soyutma mərhələsi
Soyutma zamanı soyutma sürəti qızdırma sürətindən bir qədər sürətli ola bilər. Lakin, məhsulun istilik keçiriciliyinin məhdudluğu səbəbindən məhsulun içərisindəki soyutma sürəti səthdəkindən daha azdır və beləliklə, mərkəzdən səthə doğru müxtəlif böyüklüklərdə temperatur qradiyentləri və istilik gərginliyi qradiyentləri əmələ gəlir. İstilik gərginliyi çox böyükdürsə, bu, qeyri-bərabər daxili və xarici büzülməyə səbəb olacaq və çatlara səbəb olacaq. Buna görə də, soyutma da nəzarətli şəkildə aparılmalıdır. Soyutma mərhələsində qradiyent soyutma tətbiq olunur. Sürətli soyutma nəticəsində yaranan çatların qarşısını almaq üçün 800℃-dən yuxarı ərazilərdə soyutma sürəti 3℃/saat-dan çox deyil. Məhsulların sobadan çıxdığı temperatur 80℃-dən aşağı olmalıdır. Atomlaşdırılmış su soyutma sistemindən istifadə edərkən, istilik şoku zədələnməsinin qarşısını almaq üçün suyun temperaturu sabit şəkildə 40℃±2℃ səviyyəsində saxlanılmalıdır.

OIP (16)


Yazı vaxtı: 11 iyun 2025