LỬA TRÊN BỀ MẶT LẠNH
8.1. Sản xuất muội rãnh - khí
Việc sản xuất muội rãnh - khí lần đầu tiên được thực hiện ở Mỹ vào những năm 60 của thế kỷ 19. Ngày nay phương pháp này vẫn được dùng và về nguyên lý vẫn không có sự thay đổi cơ bản, chỉ có cải tiến về thiết bị.
Bản chất của quá trình sản xuất muội rãnh - khí khác với phương
pháp lò, bao gồm việc tách muội từ ngọn lửa của khí thiên nhiên
đang cháy trên bề mặt lạnh chuyển động ở phía trên ngọn lửa. Muội bị tách ra và tích tụ trên bề mặt lạnh được đưa ra khỏi ngọn lửa và dẫn vào các công đoạn sản xuất khác.
Để tạo bề mặt lạnh, người ta sử dụng thùng quay, trục, vòng, đĩa, tấm,
băng tải... Tùy thuộc vào bề mặt sử dụng, mà phương pháp sản xuất
được gọi tên: “thùng quay†, “đĩa†, “trục†, “rãnh†...
Muội sản xuất bằng phương pháp này có tính phân tán cao và hàng loạt các tính chất kỹ thuật quý báu khác.
Muội rãnh - khí được sử dụng trong công nghệ cao su, trong sản xuất
sơn, bột màu và sơn emay có chất lượng cao.
Việc tách khí khỏi dầu mỏ, nước, tạp chất cơ học được thực hiện trong máy phân tách 1, qua thiết bị điều khiển áp lực 2, vào buồng
đèn 3, áp lực khí phải giữ ở 14 - 16 mmH2O.
Trong buồng đốt, khí được đốt khi có không khí tham gia không đầy
đủ. Muội hình thành trong ngọn lửa của đèn lắng trên các thanh sắt chữ U chuyển động dọc theo buồng đốt. Muội được các tấm cào nạo ra khỏi bề mặt các thanh sắt chữ U và rơi vào thùng chứa.
Muội ra khỏi buồng đốt được vít tải 5, máy vận chuyển 6 đưa vào
thùng chứa 7 qua máy sàng 8, máy tạo hạt 9 đưa vào thùng chứa đặt trên thiết bị chuyên chở 11.
Để tăng năng suất của buồng đèn và hiệu suất muội, đôi khi người ta bổ
sung vào khí thiên nhiên một lượng hơi của hydrocacbon nặng nguồn gốc dầu mỏ hay than đá. Muội nhận được khi đó có kích thước hạt lớn
hơn 0,04 mm. Muội này được dùng cho loại cao su có giới hạn bền kéo nhỏ hơn nhưng dễ gia công hỗn hợp cao su hơn.
Nếu cần sản xuất muội mịn hơn thì sử dụng đèn đốt có khe hẹp, độ
rộng 0,2 - 0,4 mm. Khi đó kích thước hạt muội 0,01 - 0,016 mm. Buồng đốt là thiết bị chủ yếu trong sản xuất muội rãnh - khí, nó có chiều dài 35 m, rộng 3,6 m. Trên nóc buồng đèn có các lỗ hình vuông
để thoát các sản phẩm cháy. Lượng không khí tham gia vào quá trình
cháy được điều chỉnh bằng khe hẹp (độ rộng của khe). Trong một buồng đặt 2080 đèn.
- Khí thiên nhiên được đưa vào qua ống 1 và đốt ở đèn 2.
- Muội tạo thành trên thanh sắt phẳng 3 (bề mặt lạnh).
Việc tách muội khỏi các thanh sắt phẳng 3 nhờ các cái nạo muội 6. Muội rơi xuống thùng chứa 7 bố trí ngay dưới các tấm phẳng thu
muội và các cái nạo muội. Muội rơi vào thùng chứa 7 được vít tải 8
đưa ra khỏi buồng lò.
Quá trình tạo muội khi sản xuất muội rãnh - khí phụ thuộc vào hàng loạt các điều kiện:
- Thành phần và áp suất khí đưa vào buồng đốt. - Lượng không khí đưa vào buồng đốt.
- Khoảng cách từ bề mặt lạnh đến ngọn lửa. - Tốc độ chuyển động của tấm thu muội. - Nhiệt độ khí đốt đưa vào đèn
- Điều kiện khí quyển (sức gió, độ ẩm môi trường...)
Khi giảm nhiệt độ bề mặt lạnh sẽ làm tăng hàm lượng các chất nhẹ
trong muội, khi nâng cao nhiệt độ bề mặt lạnh thì lại tăng cao các tạp chất trong muội.