NGUYÊN LIỆU KHÔNG CÓ MẶT KHÔNG KHÍ
9.1. Sản xuất muội bằng cách phân huỷ nguyên liệu bằng nhiệt
Để nâng cao hiệu suất muội người ta đã đưa ra một phương pháp sản xuất khác dựa trên sự phân huỷ nhiệt hydrocacbon không có sự tham gia của không khí. Nguyên liệu dùng để phân huỷ nhiệt là khí thiên nhiên. Khí nguyên liệu chuyển thành cacbon và hydro khi cho tiếp xúc với bề mặt gia nhiệt mạnh, nóng hơn 1100oC.
Muốn đạt được nhiệt độ cần thiết để phân huỷ khí, người ta phải nung nóng lò tạo muội lên đến 1600oC bằng khí thiên nhiên. Sau đó
ngừng đốt khí và cho khí thiên nhiên đi qua và nó bị phân huỷ thành muội. Khi nhiệt độ của lò phản ứng giảm xuống đến 1200oC, phản
ứng phân huỷ ngừng lại cần tiếp tục gia nhiệt lên đến 1500oC. Như
vậy lò làm việc luân phiên giữa quá trình gia nhiệt và phân huỷ
nguyên liệu.
Sơ đồ công nghệ sản xuất muội nhiệt phân mô tả trên.
Để quá trình sản xuất là liên tục thì người ta phải có 2 lò để thay nhau làm việc luân phiên.
Thành phần khí thải nhận được khi sản xuất muội bằng phương
pháp phân huỷ nhiệt phụ thuộc vào thành phần của khí ban đầu ví dụ.
Metan N2 Hydrocacbon bậc cao CO2 Hydro CO 93,8 5,1 0,7 0,4 - - 6 6 1 0,9 85 1,1
Qua bảng này cho thấy mức độ phân huỷ khí metan rất cao, hàm lượng hydro trong khí thải đến 85% nên nó được dùng làm nguyên liệu để sản xuất hoá học hoặc làm nhiên liệu.
Phương pháp cho hiệu suất muội khá cao (20 ÷ 25 khối lượng khí
đem dùng). Nếu kết hợp sử dụng khí thải của quá trình thì hiệu suất muội có thể tăng lên 30%.
Thiếu sót của phương pháp sản xuất này là quá trình gián đoạn và muội có tính chất kém đồng nhất.
Từ axetylen người ta có thể sản xuất được một số loại muội. Muội axetylen có tính chất hơi khác so với tất cả các loại muội khác. Chẳng hạn kích thước của tinh thể hạt muội axetylen lớn hơn, có
chuỗi dài hơn và nhiều nhánh hơn các loại muội khác.
Tính dẫn điện của muội axetylen cao hơn nhiều lần so với các loại muội khác (độ dẫn điện riêng bằng 0,44 W.cm trong khi độ dẫn điện riêng của các loại muội khác nằm trong giới hạn 1,5 ÷ 150 W.cm).
Điều đó được giải thích là muội axetylen được tạo ra ở nhiệt độ cao
hơn 2000oC và về tính chất nó gần tính chất của grafit hơn là tính
chất của các loại muội khác (nhiệt độ tạo muội không quá 1600oC). Tính dẫn điện cao của muội axetylen cho phép nó được dùng trong công nghiệp điện (trong sản xuất pin điện).
Axetylen để sản xuất muội cần được làm sạch khỏi các tạp chất khí,
tách nước, sau đó mới đưa vào thiết bị sản xuất muội. Có những phương pháp sau để sản xuất muội axetylen:
- Đốt hỗn hợp khí, gồm 90% thể tích axetylen và 10% thể tích oxy
trong đèn. Muội nhận được theo phương pháp này có nhãn hiệu VA.416.
- Phân huỷ nhiệt axetylen ở áp suất khí quyển. Theo phương pháp
- Cũng bằng phương pháp phân huỷ nhiệt có thể nhận được muội có nhãn hiệu P-3040, P-3252. Trong trường hợp này thành phần khí để
phân huỷ là 60% axetylen, 40% hydro.
- Phân huỷ nhiệt axetylen ở áp suất cao (phương pháp nổ). Theo
phương pháp này nhận được muội có nhãn hiệu PHB-135 (“Hydrocacbon†) và 41284 (“Anacacbon†).