1.Zemas temperatūras uzsildīšanas posms (istabas temperatūra līdz 350 ℃)
Kad zaļā ķermeņa faktiskā karsēšanas temperatūra sasniedz 100–230 grādus pēc Celsija, zaļais ķermenis sāk mīkstināties, iekšējais spriegums samazinās, tilpums nedaudz izplešas, bet neizdalās daudz gaistošo vielu, un zaļais ķermenis nonāk plastiskā stadijā. Šajā posmā galvenā funkcija ir oglekļa sagataves iepriekšēja karsēšana. Temperatūras un spiediena atšķirību dēļ zaļajā sagatavē dažas no vieglajām asfalta sastāvdaļām migrē, izkliedējas un plūst. Temperatūrai turpinot paaugstināties līdz 230–400 ℃, asfalta sadalīšanās ātrums pakāpeniski paātrinās. Īpaši temperatūras diapazonā no 350 līdz 400 ℃ asfalts sadalās vardarbīgi un izdalās liels daudzums gaistošo vielu. Šajā posmā ir jākontrolē karsēšanas ātrums, lai novērstu pēkšņu temperatūras paaugstināšanos, kas izraisa iekšējā sprieguma koncentrāciju, un vienlaikus izvairītos no gaistošo vielu straujas izdalīšanās, kas var izraisīt plaisas oglekļa sagatavē.
2. Vidējas temperatūras koksēšanas posms (no 350 ℃ līdz 800 ℃)
Kad zaļā ķermeņa faktiskā karsēšanas temperatūra paaugstinās līdz 400–550 ℃, asfalta sadalīšanās un iztvaikošanas ātrums palēninās, nonākot stadijā, kurā dominē polikondensācijas reakcija. Augstās temperatūrās asfalts termiski sadalās un polikondensējas, veidojot puskoksu. Šajā brīdī izdalīto gaistošo vielu daudzums samazinās, un zaļā ķermeņa tilpums mainās no izplešanās uz saraušanos. Kad zaļā ķermeņa faktiskā karsēšanas temperatūra sasniedz 500–700 ℃, no asfalta veidotais puskokss tālāk pārvēršas saistvielas koksā (asfalta koksā), asfalta sadalīšanās procesā izdalīto gaistošo vielu daudzums vēl vairāk samazinās, un oglekļa zaļā ķermeņa daļa turpina sarukt. Šajā brīdī asfalta saistviela ir pārveidojusies par saistvielas koksu, un oglekļa zaļā ķermeņa daļa ir palielinājusies. Šis posms ir izšķirošs, kas ietekmē apdedzināšanas kvalitāti. Saistviela piedzīvo lielu skaitu sarežģītu sadalīšanās, polimerizācijas, ciklizācijas un aromatizācijas reakciju. Saistvielas sadalīšanās un sadalīšanās produktu atkārtota polimerizācija notiek vienlaicīgi, veidojot starpfāzi. Starpfāzes augšana noved pie prekursoru veidošanās. 400 ℃ temperatūrā produkts sāk koksēties, bet izturība joprojām ir ļoti zema, un asfalta saķere samazinās. Aptuveni 500 ℃ temperatūrā, lai gan joprojām ir neliels daudzums gaistošo vielu, oglekļa pamatstruktūra jau ir izveidojusies. Puskokss veidojas 500–550 ℃ temperatūrā, un gaistošās vielas, kas rodas asfalta termiskās sadalīšanās rezultātā, galvenokārt tiek izvadītas pirms 600–650 ℃ temperatūras. Kokss veidojas 700–750 ℃ temperatūrā. Lai palielinātu asfalta koksēšanas ātrumu un uzlabotu produktu fizikālās un ķīmiskās īpašības, šajā posmā temperatūra ir jāpaaugstina vienmērīgi un lēni. Turklāt šajā posmā tiek izvadīts liels daudzums gaistošo vielu, piepildot visu krāsns kameru. Šīs gāzes sadalās uz karsto produktu virsmas, radot cietu ogli, kas nogulsnējas uz produktu porām un virsmas, palielinot koksa ražu un noblīvējot produktu poras, tādējādi uzlabojot to izturību. Šajā posmā visizteiktākā reakcijas iezīme ir funkcionālo grupu polimerizācija un sadalīšanās, kā arī pakāpeniska ūdeņraža satura palielināšanās izvadītajā gāzē.
3. Augstas temperatūras sintēšanas stadija (no 800 ℃ līdz 1200–1350 ℃)
Kad produkta temperatūra pārsniedz 700 ℃, saistvielas koksēšanas process būtībā ir pabeigts. Augstas temperatūras sintēzes posmā karsēšanas ātrumu var nedaudz palielināt. Pēc maksimālās temperatūras sasniegšanas temperatūra jāuztur 15 līdz 20 stundas. Koksēšanas procesā veidojas lielas aromātiskas plaknes molekulas. Plaknes molekulu perifērie atšķirīgie atomi un atomu grupas sadalās un tiek izslēgtas. Temperatūrai paaugstinoties, plaknes molekulas pārkārtojas. Virs 900 ℃ ūdeņraža atomi malās pakāpeniski sadalās un tiek izslēgti. Tajā pašā laikā saistvielas koksēšana turpina saraukties un blīvēties. Šajā brīdī ķīmiskais process pakāpeniski vājinās, iekšējā un ārējā saraušanās pakāpeniski samazinās, bet patiesais blīvums, izturība un elektrovadītspēja palielinās.
4. Dzesēšanas posms
Dzesēšanas laikā dzesēšanas ātrums var būt nedaudz lielāks par sildīšanas ātrumu. Tomēr produkta ierobežotās siltumvadītspējas dēļ dzesēšanas ātrums produkta iekšpusē ir mazāks nekā uz virsmas, tādējādi veidojot dažāda lieluma temperatūras gradientus un termiskā sprieguma gradientus no produkta centra līdz virsmai. Ja termiskais spriegums ir pārāk liels, tas izraisīs nevienmērīgu iekšējo un ārējo saraušanos un plaisu veidošanos. Tāpēc dzesēšana jāveic kontrolēti. Dzesēšanas posmā tiek īstenota gradienta dzesēšana. Dzesēšanas ātrums apgabalos virs 800 ℃ nedrīkst pārsniegt 3 ℃/h, lai izvairītos no plaisām, ko izraisa strauja dzesēšana. Temperatūrai, kādā produkts iziet no krāsns, jābūt zem 80 ℃. Izmantojot atomizētu ūdens dzesēšanas sistēmu, ūdens temperatūra stabili jāuztur 40 ℃ ± 2 ℃, lai novērstu termiskā šoka bojājumus.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 11. jūnijs