Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Если во всех объемах, равных у3, должны быть одинаковые показатели, а, следовательно, должны быть представлены все угли в заданном соотношении, то сумма диаметров зерен компонентов должна быть равна у мм, а максимально допустимый диаметр зерна одного компонента (допуская, что все его количество представлено одним зерном) должен быть не более уу, где у — долевое участие компонента в шихте.
Для рассмотренной выше шихты с у = 25 мм максимальная крупность зерен (например, газового угля, входящего в шихту в количестве 30%) составляет dmax = = 25 • 0,3 = 7,5 мм, а тощий уголь, которого в шихте 5% , должен иметь зерна, размером не более dmix = 25 • 0,05 = 1,25 мм.
Необходимо учитывать, что это требование ограничивает крупность зерен лишь с точки зрения возможного достижения идеальной однородности шихты без учета спекаемости компонентов и других факторов.
Другие вопросы, возникающие при использовании уравнения кинетики смешения для подготовки угольной шихты, в коксохимии не решены, как не решен вопрос и об оптимальной степени смешения. Существующее на заводах положение с уровнем подготовки угольной шихты с точки зрения ее однородности далеко от строгого научного обоснования.
На практике отбирают по сечению шихты на транспортере шесть или девять точечных проб массой по 50—100 г и определяют чаще всего выход летучих веществ в этих пробах. Схема отбора проб показана на рис. 16. Определение выхода летучих
веществ, как правило, оправдано с точки зрения показателя разрешающей способности.
Полученные данные обрабатывают по-разному. Степень смешения может быть охарактеризована максимальным расхождением качества между пробами, средним отклонением и среднеквадратичным отклонением, дисперсией и предложенным Рис. 16. Схема отбора точечных И. 3. Шатохой показателем «коэффициент од-проб по сечению слоя на ленте. нородности».
Экспериментально доказано, что все показатели изменяются идентично (см. рис. 15). Кривые увеличения смешанности шихты в зависимости от затраченной на смешение работы описываются формулой
/7Р =/70е-КР', (51)
где Я0 и Лр — выбранный показатель (среднеквадратичное отклонение, дисперсия или др ) исходной, не смешанной шихты и шихты после смешения; е — основание натуральных логарифмов; К — коэффициент, зависящий от интенсивности процесса смешения; P — единицы работы, затраченной на смешение (можно использовать условные единицы работы, например, конусование, оборот смесительного барабана и т. п.); / — коэффициент, учитывающий масштабный фактор изменения показателей смешения и условия смешения.
Если однородность при конусовании оценивать среднеквадратичным отклонением от среднего выхода летучих веществ в пробах, формула приобретает вид
—кр'„
оп = о-„е ", (52)
где Ph — число конусовании. Численные значения К и t определяют по экспериментальным данным. Они равны: К = 0,94; t = 0,84.
Из характера изменения степени смешения шихты в зависимости от затраченной работы следуют два важных для практики вывода:
1. Поскольку с увеличением степени однородности шихты снижается эффект от работы, затрачиваемой на смешение, должен существовать оптимальный уровень однородности шихты, выше которого качество кокса улучшаться не будет, а расходы на организацию процесса смешения увеличатся.
2. Эффективность мероприятий и механизмов для смешения шихты нельзя определять разницей показателей смешанности шихты или их отношением, а только лишь величиной работы, выполненной по улучшению смешения.
Работу смешения можно определить логарифмированием уравнения (52)
In а„ — 1па0 = — KPn; In <г0 - In ап = KPn;
In _?JL = КР'
Pi =
К
Pn =
In
- \ К
Эффективность смешения в аппарате можно выразить разницей между работами, затраченными на смешение шихты до смесителя Pn и после смесителя Pn
Pn2 - Pn1 =-=-T--1— (53)
К*
(Ci0 вычисляется по данным анализа исходных углей). Если эффективность смешения оценивают по выходу летучих веществ, то а0 вычисляют по формуле
i=n
O0 = —---, (54)
где VrL — выход летучих веществ /-го компонента угольной шихты, %; VT — иыход летучих веществ шихты, %; п — число компонентов в шихте.
Среднеквадратичное отклонение выхода летучих веществ в точечных пробах для шихт заводов Юга СССР обычно составляет 0,3—0,4.
Удобно для характеристики степени смешения шихты пользоваться коэффициентом однородности
гр = 100 1
У «о-а*
(55)
где <Тф — дисперсия показателя по данным анализов; ай — дисперсия показателя в абсолютно несмешанной шихте; о\—дисперсия, обусловленная ошибкой анализов.
Коэффициент однородности на заводах Советского Союза равен 87—95%. Эффективность работы смесительных механизмов при оценке однородности шихты коэффициентом тр нельзя найти по соответствующей формуле
Pn =
к
так как \р0 = 0.
В полупромышленных условиях И. 3. Шатоха установил зависимость между коэффициентом однородности и качеством кокса по показателям большого колосникового барабана для шихты из углей Кузнецкого бассейна (рис. 17). Как видно из рисунка, качество