- •Классификация горючих ископаемых
- •2. Схема происхождения горючих ископаемых.
- •3. Происхождение нефти
- •4. Петрографическая характеристика углей.
- •5. Гумусовые и сапропелевые горючие ископаемые. Происхождение и особенности структуры и состава.
- •6.Физические свойства углей
- •7.Степень метаморфизма углей. Какими показателями она характеризуется?
- •8. Характеристика химической структуры топлив
- •9.Показатели, характеризующие спекаемость углей.
- •10.Основные марки каменных углей, их классификация по выходу летучих веществ и толщине пластического слоя
- •11.Молекулярная структура углей. Углеводородные фрагменты.
- •12.Соединения органической массы углей, содержащие азот и серу
- •13.Кислородосодержащис соединения углей
- •14. Функциональные группы углей
- •15. Надмолекулярная структура углей
- •16.Подвижная и неподвижная фаза молекулярной структуры углей
- •17.Термическая деструкция углей. Основные стадии
- •18.Процессы коксообразования и спекания
- •19. Изменение физических и химических свойств при переходе полукокса в кокс
- •20. Влияние исходного топлива на выход твердых, жидких и газообразных продуктов полукоксования.
- •21. Изменение состава газов термической деструкции угля с температурой.
- •22.Влияние скорости нагревания, дисперсности топлив и конечной температуры нагревания на выход продуктов термодеструкции
- •23.Основные процессы промышленной термической переработки твердых топлив (краткая характеристика)
- •24.Особенности термической деструкции топлив различной степени метаморфизма.
- •26. Устройство и принцип работы трехзонной печи полукоксования Лурги.
- •27.Энерготехнологическая переработка топлив. Схема энин
- •28.Высокотемпературное коксование. Характеристика процесса, основные продукты
- •29.Физические и химические свойства высотемпературного кокса
- •30. Составление угольной шихты
- •31. Коксовые батареи и оборудование коксовых производств.
- •32.Летучие продукты высокотемпературного коксования. Схема охлаждения и улавливания
- •33.Основные продукты коксового газа. Схема их улавливания
- •34.Состав каменноугольной смолы и смолы ее разделения. Основные фракции
- •35.Состав производства и использования каменноугольного пека.
- •36.Углеродные материалы. Классификация и использование в технике
- •37.Структура и свойство графита
- •38.Схема производства углеродных материалов углекерамическим способом
- •39.Сырье для производства углеродных материалов
- •40.Прокалка, обжиг и графитация в производстве углеродных материалов.
- •41.Газификация твердых горючих ископаемых. Основные процессы и продукты
- •42. Газификация твердых горючих ископаемых. Основные процессы и продукты.
- •43.Устройство газогенераторов.
- •44.Основные химические реакции при газификации топлив в газогенераторах.
18.Процессы коксообразования и спекания
Спекаемостью углей и их смесей называется их способность остаточного материала их зерен сращиваться с образованием углеродистой массы той или иной прочности. Основным свойством углей обуславливающим эту способность является образование при нагревании углей до 350 - 500 С нелетучих жидкофазных продуктов и формирование пластической массы. Часть нелетучей жидкофазной составляющей пластической массы образуется в результате перехода в жидкое состояние некоторых веществ, содержащихся в исходной органической массе углей. Часть нелетучей жидкофазной составляющей пластической массы образуется в результате перехода в жидкое состояние некоторых веществ, содержащихся в исходной органической массе углей . Этот переход не сопровождается глубокой термодеструкцией, т.е. хим. строение этих веществ изменяется незначительно.
Количество нелетучих жидкофазных продуктов изменятся с возрастанием степени метаморфизма спекающихся углей, максимум относится к витринитам с выходом летучих веществ (эфирные угли) и составляет в некоторых случаях примерно 60 % от массы витринита.
В реальных процессах коксования термической переработке подвергаются угли в виде зерен. Особенность в том. что водород, ув. газы и др вещества, составляющие смолистую часть парогазовых продуктов, вследствие трудности их удаления из зоны образования взаимодействуют в угольных зернах с другими продуктами. Т.о. пластическая масса представляет собой многокомпонентную и многофазную систему с непрерывно изменяющимся составом. В ней имеются твердофазные составляющие, которые представляют собой твердые остатки термодеструкции угольных зерен, нелетучие жидкофазные продукты и летучие продукты, распределенные в системе. По мере повышения температуры в результате взаимодействия между составными частями пластической угольной массы происходит ее отверждение, которое можно объяснить протекающими процессами гетерополиконденсации.
При коксовании смесей углей в пластическом состоянии наблюдается взаимодействие промежуточных продуктов термодеструкции одного угля с поверхностью угольных зерен других углей, а также промежуточных продуктов термодеструкции разных углей между собой. Т.о. пластическая масса, образующаяся при нагревании смеси углей, представляет собой не механическую смесь пластических масс этих углей, а единую систему, обладающую новыми свойствами.
В реальных процессах коксообразования термической переработке подвергают угли (и смеси - угольную шихту) в виде зерен. Особенность термической деструкции в зернах заключается прежде всего в том, что водород, углеводородные газы и другие вещества, составляющие смолистую часть парогазовых продуктов, вследствие трудности удаления и из зоны образования взаимодействует в угольных зернах с другими продуктами.
Исходя из изложенных общих представлений можно сделать вывод, что на процесс спекания оказывают влияние следующие основные технологические факторы: состав угольной смеси (шихт); крупность зерен угля, условия нагревания углей и, прежде всего, скорость повышения температуры; уплотнения загрузки угля; введение органических и других добавок.
Под коксуемостью понимают способность углей и их смесей в заданных условиях подгонки и коксования давать твердый углеродистый остаток (кокс) необходимой прочности и крупности. На стадии перехода полукокса в кокс интенсивно протекают реакции образования полициклических ароматизированных структур и блоков из них, сопровождающиеся общим уплотнением и усадкой всей массы. С уменьшением скорости нагревания на этой стадии процесса твердость кокса возрастает. Это связано с увеличением количества пространственного упорядоченного углерода, уменьшением расстояния между слоями углеродных сеток, ростом монослоев, уплотнением структуры. В метаморфическом ряду углей прочность пористого тела кокса обычно увеличивается от газовых углей к жирным и далее к коксовым.