Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Взаимодействие радикалов, образующихся при термических превращениях углей, имеет большое значение для процесса коксообразова-ния. Отсюда ясна важность величины температурного интервала пластичности каждого угля и совмещение этих интервалов в углях, из которых составляется шихта для коксования.
Спекание разрозненных зерен углей не только химический, но и поверхностный процесс, в котором немалая роль принадлежит адгезии — склеиванию. Химическое взаимодействие активных продуктов термических превращений осложняется и другими параллельно протекающими физико-химическими процессами и физическими явлениями. При нагревании одни угли образуют жидкотеку-чую пластическую массу, другие — вязкотекучую. Существуют так же угли, которые пластической массы не образуют. Их зерна слегка оплавляются, деформируются, но практически сохраняют исходную форму.
Текучая пластическая масса, образовавшаяся из одних углей, распределяется между деформировавшимися зернами других углей, способствуя лучшему контакту по поверхности их соприкосновения.
Во взаимодействии различных веществ большую роль играют сорбционные процессы- Из-за различной термической устойчивости отдельных зерен угольной шихты, наряду с жидкими и газообразными продуктами, в угольной пластической массе есть твердые зерна. Их поверхность может сорбировать жидкие и парообразные продукты, связываясь с ними физическими (когезия) или химическими силами связи (хемосорбция). Поэтому образование и свойства пластической массы сильно зависят от особенностей твердых продуктов термических превращений углей и поверхностных свойств исходных компонентов.
Таблица 37. Температурные границы пластического состояния донецких углей, определенные в аппарате Одибера-Арну
о
Температура, °С
л S 5"
Технологич кая группа угля
начала образования плас* тической массы
превращения пластической массы в твердый остаток
Температур ный интерв пластичное:
град
Г6
365
435
70
П6
355
465
110
Ж21
360
480
120
кж
380
480
100
ОС
400
470
70
В состав шихты для коксования могут входить компоненты, остающиеся при нагревании в твердом состоянии (тощие угли, антрациты, твердые продукты коксования — полукокс, кокс и др.). При этом, наряду с собственно адгезией, большую роль играет механическая адгезия: пластическая масса проникает в поры и трещины твердых зерен и поэтому частички сцепляются также за счет механического заклинивания. Подобное происходит и при спекании петрографически неоднородных углей. Прочность спекания угольных зерен в таких шихтах очень зависит от поверхностных свойств и степени измельчения всех неспекающихся компонентов, в том числе и неспе-кающихся петрографических составляющих углей.
Количество и качество жидкой фазы пластической массы имеют решающее влияние на свойства получаемого кокса. При недостатке ее уголь в пластическом состоянии представляет собой отдельные зерна, размягченные по поверхности и слегка слипшиеся. В оптимальных условиях пластическая масса — это практически однородный продукт, включающий отдельные твердые зерна угля и минеральные частички.
Однородность пластической массы обеспечивает однородность структуры получаемого кокса. Для получения хорошо сплавленного кокса важно, чтобы именно в пластическом состоянии происходили основные термические превращения вещества углей. Преждевременные реакции снижают химический потенциал пластической массы и ухудшают сплавленность кокса; значительные превращения вещества углей в начале перехода пластической массы в полукокс и позднее также ухудшают сплавленность кокса.
Большое значение для структуры получаемого кокса имеет вязкость пластической массы, которая определяет давление распирания, вызывающее сближение компонентов смеси и получение более сплавленного кокса. Низкая вязкость пластической массы способствует беспрепятственному выделению из нее газов. Достаточная же вязкость препятствует проходу газов, способствует созданию внутри-пластического давления, улучшению контактов всех составляющих пластической массы и предопределяет получение плотной и однородной структуры кокса.
Свойства кокса зависят также от степени измельчения углей. Крупные зерна угля укладываются неплотно и из-за плохого контакта по поверхности могут образовывать недостаточно однородную пластическую массу, а, следовательно, и недостаточно монолитный кокс. Слишком тонкое измельчение угля из-за развитой поверхности зерен вызывает самоотощение, т. е. жидкой фазы пластической массы не достаточно для смачивания поверхности зерен, спекаемость^ ухудшается, что снижает прочность кокса. Степень измельчения угля сказывается на вязкости пластической массы: при тонком измельчении повышается вязкость пластической массы и улучшаются условия эвакуации газообразных продуктов (повышается газопроницаемость пластической массы), что снижает давление распирания. Эти сложные зависимости используются по-разному в каждом конкретном случае для регулирования коксуемости шихты.
/
Повышение удельной насыпной массы способствует более плотной укладке зерен угля, улучшает контакт между зернами и коксуемость шихт.
