Файл: Тютюнников Ю.Б. Получение кокса из слабоспекающихся углей.pdf

тицы в монолит, который все более уплотняется и сокра­ щается в объеме. Чем меньше спекаемость угля, обеспе­ чивающая самопроизвольное сближение частиц, тем большее внешнее давление надо прикладывать для по­ лучения прочного кокса. Спекание угля под давлением на практике встречает большие технические трудности, в результате чего прикладываемое давление может быть только очень кратковременным, поэтому надо правильно выбрать момент его приложения. Его нельзя приклады­ вать тогда, когда деструкция и последующая поликон­ денсация прошли слишком глубоко и потому осталась слишком малая способность вещества образовывать хи­ мические связи, способные к «взаимному насыщению». Также нельзя прикладывать давление и слишком рано, когда процесс только начинается, и в единицу времени образуется очень мало связей. Приложение давления в этот момент не обеспечит прочного соединения частиц и получения прочного монолита.

Кокс из малометаморфизированных неспекающихся и бурых углей необходимо получать под высоким давле­ нием, так как отсутствие при деструкции жидкой фазы затрудняет сближение отдельных угольных частиц. При коксовании брикетов из таких углей между кислородосо­ держащими функциональными группами возникают меж­ молекулярные водородные связи, стимулирующие взаи­ модействие свободных радикалов, которые образуются при термической обработке брикетов. Молодые угли, тер­ мически менее стойкие, отличаются высокой реакцион­ ной способностью; при их деструкции происходит глубо­ кая структурная перестройка вещества с образованием большого числа связей, способных к «взаимному насы­ щению».

Связующий компонент, иногда применяемый при брикетировании неспекающихся углей, в процессе кок­

43

сования способствует установлению контакта между частицами. При совместной термической деструкции связующего компонента и углей появляются свободные связи в поверхностных слоях молекул отдельных ча­ стиц. Взаимонасыщение свободных связей способствует образованию химических связей между соседними ча­ стицами. Необходимо отметить, что установление проч­ ных химических связей при этом методе получения кок­ са имеет ограниченные возможности. Прочность сцепле­ ния между отдельными частицами в этом случае опре­ деляется, главным образом, силами сцепления Ван-дер- Ваальса.

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ КОКСОВАНИЕ ГАЗОВЫХ УГЛЕЙ

Наиболее распространенным и экономически эффек­ тивным коксованием каменных углей является высоко­ температурное коксование, которое было применено для газовых слабоспекающихся углей Донецкого бас­ сейна С. Г. Ароновым [6]. Задачей этих исследований было получение высокореактивного кокса для неметал­

44

Уголь перед коксованием последовательно измель­ чался вначале в молотковой дробилке, затем в дезин­ теграторе. Содержание класса < 3 мм во всех вариан­ тах было более 90%.

Механическую прочность кокса (табл. 14) определя­ ли с помощью барабана Сундгрена и малого барабана. Результаты испытаний показали, что повышение тем­ пературы коксования приводит к увеличению механиче­ ской прочности кокса.

Таблица 14

Результаты испытаний кокса, полученного из газового угля

В послевоенные годы проводилось коксование газо­ вых углей различных шахт (7, 55], которое показало, что из донецких газовых углей с пластическим слоем 8—14 мм в обычных коксовых печах можно получать кокс с барабанной пробой от 160 до 277 кг.

С целью установления основных технологических условий для получения кокса из газовых углей, а так­ же получения больших товарных проб этого кокса для испытания как энергетического топлива в последние годы С. Г. Ароновым [8] были проведены обстоятель­ ные исследовательские работы. Влияние степени из­

мельчения угля на качество кокса было изучено при ящичном коксованииПрименялись следующие схемы измельчения газовых углей перед коксованием:

Кроме газовых углей, в аналогичных условиях кок­ совались 'коксовый уголь шахты № 1 «Ясиновка», треста «Советскуголь», и заводская шихта. Характеристика по­ лученного кокса приведена в табл. 15.

Дробимость кокса, полученного из газовых углей, несколько больше, чем обычного. Она связана обрат­ ной зависимостью с прочностью материала (или спекаемостью). Это объясняется тем, что структура кокса,

46

Т а б л и ц а 15

47

Спекаемость газового угля незначительно отли­ чается от спекаемости коксового-

Различные схемы измельчения газового угля незна­ чительно влияют на прочность кокса. В то же время механическая прочность кокса класса ]> 40 мм оказалась большей при измельчении газовых углей по обычной схеме до 100% классов < 3 мм. Применение различных схем измельчения донецких газовых углей при коксо­ вании не дало заметного увеличения механической прочности кокса. Поэтому можно сделать вывод, что при коксовании этих углей нет необходимости в при­ менении специальных методов измельчения. Для выяс­ нения влияния температуры в обогревательных про­

Харьковском коксохимическом заводе (ХКХЗ) было проведено батарейное коксование углей ЦОФ № 1/2 «Доброполье» и шахты № 3 «Ново-Гродовка», треста «Добропольеуголь». Основные условия коксования при­ ведены в табл. 16.

Таблица 16

Условия батарейного коксования донецких газовых углей

48