Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей VIII Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів. Т. 1 - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2009. - 234 с.
В настоящее время использование отходов производства является достаточно актуальным вопросом, так как одной из насущных проблем коксохимической промышленности является проблема утилизации отходов производства, которые не находят применения. Отсутствие эффективного способа утилизации смолянистых отходов является основной причиной того, что их отвозят в отвал.
Таким образом, необходимо разработать технологические предложения по эффективному использованию отходов коксохимического производства.
Для изучения этих вопросов в качестве связующего был выбран ряд продуктов: фусы – 67%; кислая смолка – 30%; полимеры – 3%. Брикетированию подвергалась сама угольная шихта.
В лабораторных условиях был поставлен планированный эксперимент по ортогональному центральному композиционному плану. В качестве влияющих факторов были выбраны количество связующего вещества и давление прессования брикетов. Целью данного плана является разработка математической модели коксования угольной шихты с участием брикетов, а также решение двух задач: прогноз качества кокса и выбор параметров технологического режима для получения кокса необходимого качества.
Коксования проводились в аппарате Сапожникова. Загрузка содержала ~ 30% брикетов и ~ 70% угольной шихты. После коксования проводились испытания полученного кокса на прочность и истираемость копровым методом.
Матрица ортогонального центрального композиционного плана приведена в таблице 1.
Обработка данных выполнялась в специализированном программном пакете.
Выполненные расчеты позволили получить уравнения регрессии, отражающие связи между влияющими факторами и параметрами, характеризующими качество кокса.
Значения коэффициентов регрессии в уравнениях отражают силу влияния соответствующего фактора или их комбинации на величину выходного параметра.
Произведенный статистический анализ показал, что приведенные в табл. 2 уравнения адекватны экспериментальным данным при уровне значимости 0,05. Таким образом, полученная система уравнений является достаточно точной математической моделью процесса получения кокса заданного качества.
Таблица 1 - Матрица ортогонального центрального композиционного плана
| Факторы | |||
|---|---|---|---|
| Кодированная форма | Натуральная форма | ||
| Связующее S, % | Давление Р, атм. | Связующее S, % | Давление Р, атм. |
| -1 | -1 | 10 | 300 |
| 0 | -1 | 114 | 300 |
| 1 | -1 | 18 | 300 |
| -1 | 0 | 10 | 500 |
| 0 | 0 | 14 | 500 |
| 1 | 0 | 18 | 500 |
| -1 | 1 | 10 | 700 |
| 0 | 1 | 14 | 700 |
| 1 | 1 | 18 | 700 |
Таблица 2 - Основные регрессионные уравнения показателей качества кокса в кодированном виде
| Параметр | Уравнения регрессии в кодированном виде |
|---|---|
| Прочность | Pr=35,052-1,73X1-0,872X2-3,154X1²-0,6X1X2+1,802X2² |
| Истираемость | Is=33,164+1,442X1+1,065X2+1,88X1²+0,402X1X2-0,652X2² |
Из полученных данных видно, что наибольшая прочность(Pr) кокса составляет 37,83%, что достигается при минимальном давлении (Р) (рис.1) и при небольшом содержании связующего вещества (S), а наименьшая истираемость (Is) (рис.2) составляет 31,30% – при минимальном давлении (P) и минимальном содержании связующего (S).
Вывод: Способ использования отходов коксохимического производства в качестве связующего вещества при частичном брикетировании угольной шихты перед коксованием является вполне приемлемым для промышленного производства и дающим возможность утилизировать отходы коксохимического производства, тем самым, снижая вредное воздействие отходов на окружающую среду.