9.Показатели, характери­зующие спекаемость углей.

Спекаемостью углей и их смесей называется способность остаточного материала и их зерен сращиваться с образованием (в результате взаимо­действия) 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.

Несмотря на большое число экспе­риментальных теоретических иссле­дований, отсутствует единое обще­принятое представление о механизме формирования пластической массы, взаимодействиях и превращениях, протекающих при спекании углей и коксообразовании. Имеющиеся экс­периментальные данные позволяют сделать вывод, что часть нелетучей жидкофазной составляющей пласти­ческой массы (до 30%) образуется в результате перехода в жидкое состоя­ние некоторых веществ, содержащих­ся в сходной органической массе уг­лей. Этот переход не сопровождается глубокой термической деструкцией, т.е. химическое строение этих ве­ществ изменяется незначительно. Ос­тальное количество жидкофазных не­летучих продуктов образуется в ре­зультате химической деструкции мак­ромолекул веществ углей.

Количество нелетучих жидкофаз­ных продуктов меняется с возраста­нием степени метаморфизма спекаю­щихся углей.

Большое значение имеет развитие процессов взаимодействия продуктов термической деструкции углей внутри 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 их из зоны образования взаимодействуют в угольных зернах с другими продуктами.

Образующиеся при термической деструкции нелетучие жидкие про­дукты выполняют функцию пласто-фиксаторов по отношению к осталь­ной массе зерна, увеличивая подвиж­ность макромолекул веществ или их отдельных фрагментов внутри зерна угля. Чем крупнее зерно, тем больше указанный эффект и активнее его влияние на формирование пластиче­ской массы в целом.

При спекании остаточного мате­риала зерен угля происходит только ограниченное взаимное проникнове­ние наиболее подвижных веществ по­верхности. Даже при спекании витри-нитов образующих сильнотекучие пластические массы хорошо видна граница первоначального контакта частиц.

Исходя из изложенных общих представлений можно сделать вывод, что на процесс спекания могут оказы­вать влияние следующие основные технологические факторы: состав угольных смесей (шихт); крупность зерен угля, условия нагревания углей и прежде всего скорость повышения температуры; уплотнение загрузки угля; введение органических и других добавок.

10.Основные марки камен­ных углей, их классификация по выходу летучих веществ и толщине пластического слоя

УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ, горючая осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. Цвет варьирует от светло-коричневого до черного, блеск — от матового до яркого блестящего.

В настоящее время действуют бас­сейновые классификации, в которых каменные угли подразделяют на мар­ки и группы в зависимости от выхода летучих веществ (v^Ji", %), толщины пластического слоя (у, мм) и характе­ристики твердого остатка при опреде­лении выхода летучих веществ.(при 80 "С на 10 мин)

Марка Б (Бурый) характеризуются низким значением показателя отражения витринита (менее 0,6%) и высоким выходом летучих веществ (более 45%).

Бурые угли делятся в зависимости от влажности на технологические группы: 1Б (влажность свыше 40%), 2Б (30-40%), 3Б (до 30%). Они используются как энергетическое топливо и химическое сырье.

Марка Д (длиннопламенный) представляют собой угли с показателем отражения витринита от 0,4 до 0,79% с выходом летучих веществ более 28-30% при порошкообразном или слабоспекающемся нелетучем остатке. Они не спекаются и относятся к энергетическим углям. Направления использования этих углей - энергетическое и коммунально-бытовое топливо, поэтому их наиболее существенной характеристикой является теплота сгорания, угли с невысокой зольностью могут служить хорошим сырьем для производства синтетического жидкого топлива и химических продуктов, получения формованного кокса и сферических абсорбентов,низкотемпературного (до 700 градусов) коксования.

Марка Г (газовый) имеют две технологические группы. Витринитовые угли с выходом летучих веществ 38% и более, при толщине пластического слоя от 10 до 12 мм образуют группу 1Г, витринитовые и инертинитовые угли с выходом летучих веществ 30% и выше и толщиной пластического слоя от 13 до 16 мм образуют группа 2Г.

Газовые угли используются в основном как энергетическое и коммунально-бытовое топливо. На коксование направляются угли группы 2Г с толщиной пластического слой более 13 мм. Газовые угли с толщиной пластического слоя 8-12 мм используются для производства формованного кокса и сферических абсорбентов, а угли с толщиной пластического слоя менее 8 мм – для газификации и полукоксования. Витринитовые малозольные угли марки Г с выходом летучих веществ более 42% являются хорошим сырьем для производства синтетического жидкого топлива.

Марка Ж (жирный) подразделяются на две группы. К первой группе (1Ж) относятся угли с выходом летучих веществ 28-35,9% и толщиной пластического слоя 14-17 мм. Ко второй группе (2Ж) относятся угли с показателем отражения витринита 0,8-0,99%, выходом летучих веществ 36% и более, при толщине пластического слоя 26 мм и более. Угли марки Ж относятся к особо ценным коксующимся углям и применяются главным образом в коксохимической промышленности, составляя от 20 до 70% коксовых шихт. Кокс, полученный из углей марки Ж, обладает высокой структурной прочностью.

Марка К (Коксовый) характеризуются хорошей спекаемостью. Толщина пластического слоя составляет 13-17 мм у. Выход летучих веществ находится в пределах 24-24,9%. Без смешивания их с углями других марок обеспечивают получение кондиционного металлургического кокса.

Марка ОС (отощенный спекающийся) имеют выход летучих веществ не более 21,9%.

Основным потребителем углей марки ОС является коксохимическая промышленность; эти угли – одна из лучших отощающих компонентов в коксовых шихтах. Некоторые угли марки ОС даже без смешивания с углями других марок дают высококачественный металлургический кокс; но при коксовании они развивают большое давление распирания на стенки коксовых печей, кокс из печей выдается с большим трудом, что приводит к быстрому выходу печей из строя. Поэтому угли марки ОС обычно коксуют в смеси с углями марок Г и ГЖ, обладающими высокой степенью усадки.

Марка Т (тощий) характеризуются выходом летучих веществ от 8 до 15,9; спекаемость отсутствует. Используются в основном в электроэнергетике и в коммунально-бытовом секторе; при условии малой зольности могут использоваться для получения углеродистых наполнителей в электродном производстве.

Марка А (антрацит) Основная масса антрацитов используется в энергетических целях. Средние и крупные классы их служат в качестве бездымного топлива в коммунально-бытовом секторе. Часть антрацитов направляется на производство термоантрацита, который, в свою очередь, используется в качестве основного углеродистого наполнителя при изготовлении катодных блоков для электролизеров в алюминиевой промышленности. Антрациты применяются также для производства карбида кремния и карбида алюминия.