30. Влияние технологических и генетических параметров углей на качественные показатели и выхода жидких и газообразных продуктов коксования.

31. Основные теории спекания: битумная, цементации, полного плавления. Современные теории спекания (л.М. Сапожникова, л.Л. Нестеренко, и.С. Грязного и др.).

Процессы спекания ОМУ для получения металлургического кокса до настоящего времени является предметов детального исследования. В 1890 году Мукк, 1904 Ле-Шателье высказали гипотезу о том, что способность углей спекаться зависит от его плавкости. 1) В 1924 году Фишер выдвинул гипотезу битумную. (1-плавление битумов, вся тв фаза растворяется, затем при Т=600º расплав затвердевает.) Недостаток теории: возможно 10% жид.фазы битумов растворить 90% тв.фазы. 2) В 1925 году теория цементации Мотт. Битумы адсорбируются поверхностью частиц и при повышении Т эта пленка жидкости затвердевает с образованием спекшегося полукокса. 3) 1935 Стадников гипотеза полного плавления сапропелитовых углей, после расплавки при Т=600º происходит образование полукокса. Недостаток теории: сапропелитовый углей мало, в основном гумиты , они не должны спекаться по этой гипотезе. Современные теории 1) Сапожников 1941 предложил теорию склеивания и полного плавления. Согласно теории основная масса углей при Т пластического состояния 320-480º размягчается и по поверхности их соприкосновения происходит склеивание частиц за счет давления внутренних газов приводящих к созданию более тесного контакте между зерен. Создал аппарат Сапожникова. 2) Аронов и Нестеренко рассматривали процесс спекания на основе хим.процессов. При нагревании углей происходит потеря части кислорода в виде воды и СО2, которая сопровождается изменениями в твердом остатке . С увеличением этого соотношения твердый остаток термической деструкции приобретает подвижную молекулярную структуру, благодаря чему переход в пластическое состояние. При нагреве происходит деструкция угля с отщеплением боковых цепей образов.газ и жидких продуктов, процессы роста углеродеых сеток за счет освободившихся хим связей. По их теории спекание протекает тем лучше, чем больше выход из угля летучих веществ до 550º и чем больше отношение , тем лучше спекается. 3) Мирошниченко-хим.гипотиза, указывает, что при термической деструкции образовавшиеся жидкие продукты в следствии сравнительно высокого молекулярного веса органических веществ, хорошо удерживают в коксующей массе угля и принимают участие в образовании пластической массе угля. 4) Грязнов-диффузионно-кинетическая гипотеза спекания, что процессы спекания происходят в объеме каждого зерна или микроингридиента. Большое влияние оказывает величина поверхностного контакта. Угольные частицы могут спекаться, если происходит процесс разложения зерен жидкой фазы.

32 Диффузионно-кинетическая гипотеза спекания. Механизм процесса спекания.

Грязнов-диффузионно-кинетическая гипотеза спекания, что процессы спекания происходят в объеме каждого зерна или микроингридиента. Большое влияние оказывает величина поверхностного контакта. Угольные частицы могут спекаться, если происходит процесс разложения зерен жидкой фазы. Спекаемость - способность некоторых каменных углей размягчаться и переходить при нагревании без доступа воздуха, в интервале температур 350 - 470o С, в жидкую фазу пластического состояния, затвердевающую при дальнейшем повышении температуры с образованием спекшегося остатка. Спекание угля есть сложный физико-химический процесс, в котором существенное значение имеют образование и накопление жидких продуктов химической деструкции органической массы угля, парогазовый синтез и другие превращения угольного вещества. В начальной стадии нагревания угля, при температуре 300-350о С зерна угля размягчаются, при дальнейшем повышении температуры органическая масса угля разлагается с образованием твердых, жидких и газообразных продуктов, часть которых улетучивается; из нелетучей части образуется “пластическая масса”, иногда очень подвижная, затвердевающая при температуре 470 -550о С с образованием полукокса. Последний при дальнейшем повышении температуры до 1000о С превращается в кокс. Спекаются только среднеметаморфизованные каменные угли - жирные, коксовые, отощенные спекающиеся, частично газовые. Угли низкой степени метаморфизма (бурые и каменные длиннопламенные), а также угли высокой степени метаморфизма (каменные тощие и антрациты) не спекаются. Некоторые угли способны не только сами спекаться, но и могут спекать смешанные с ними неспекающиеся угли. Свойство угля спекать в пластическом состоянии зерна других инертных материалов называется спекающей способностью. Способность углей спекаться имеет большое значение при оценке их для энергетического и технологического использования. Качественную оценку спекаемости углей можно дать по внешнему виду спекшегося остатка - коксового королька. Спекание одного и того же угля протекает различно в зависимости от скорости его нагрева, крупности угля и других факторов.