Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей VIII Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів. Т. 2 - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2009, с. 168-169.
Внедрение новых технологий в доменное производство неизменно приводит к ужесточению требований к качеству кокса, необходимого для получения чугуна высокого качества. Кокс, обеспечивающий минимальный расход в доменной нечи должен характеризоваться следующими показателями: Wr – 3-5 %, Ad – 8-9 %, Sd 1,0 %; содержание классов <25мм – 3-4 %, >80мм – 3-5 %, M25 – 90 %, M10 – 6 %, CRI – 20-25 %, CSR – 65-70 %. К сожалению, сырьевая база Донбасса, как и Украины в целом, характеризуется небольшим содержанием малосернистых углей марок К, Ж и ОС и углей, технический состав которых позволяет получать кокс заданного качества. Методы обогащения и обессеривания угольных концентратов, а также внедрение новых технологий в процесс коксования на данном этапе развития промышленности, позволяет только частично разрешить данную проблему. Таким образом, актуальной является задача обеспечения требуемых показателей качества кокса в рамках существующей угольной сырьевой базы и существующей технологии подготовки и коксования шихты, что можно реализовать разработкой рациональных вариантов угольных шихт из планируемых ресурсов с учетом экономики его производства.
Целью данного исследования является изучение влияния типа по восстановленности углей в шихтах на их поведение при термической деструкции. Данное влияние рассматривалось с помощью метода термофильтрации и изучения выхода пластической массы.
Получение и отделение пластической массы производилось методом термофильтрационного центрифугирования (ТФЦ). Этот метод является единственным, с помощью которого можно выделить пластическую массу без возникновения протекания вторичных преобразований. Метод основан на помещении исследуемой пробы шихты в цилиндрический аппарат, в котором под действием центробежной силы и нагревания в печи до 600°С пластическая масса отделяется черс фильтр от твердой массы.
Объектом исследования являются две пары газовых и жирных углей Донбасса однородных по петрографическому составу, но различающихся типом по восстановленности. В таблице 1 дана характеристика углей:
Таблица 1 – Характеристика исследуемых углей
| Шахта | Марка, пласт | Тип | Технический анализ, % | Элементный анализ, % daf | |||||
| Wa | Ad | Sd | Vdaf | C | H | O+N | |||
| Центральная | Г, k7 | a | 2.2 | 5.2 | 1.22 | 36.0 | 85.1 | 5.11 | 8.71 | Димитрова | Г, l1 | в | 2.1 | 4.4 | 2.49 | 38.7 | 83.8 | 5.34 | 9.50 | Засядько | Ж, l1 | a | 2.3 | 8.2 | 1.1 | 32.7 | 86.1 | 5.4 | 7.4 | Засядько | Ж, k8 | в | 2.2 | 2,6 | 4,1 | 30,5 | 85.4 | 5.2 | 5,3 |
Методом ТФЦ вначале были найдены выходы пластической массы для каждой марки углей. Далее этим методом были найдены выходы для 4 пар шихт с соотношением Ж / Г = 70 / 30 ,а также рассчитаны теоретический выход пластической массы для этих же шихт с учетом аддитивности по формуле:
s = а*w(a)+ b*w(b)
где s – выход пластической массы;Таблица 2 – Выходы пластической массы для марок углей и шихт
| Жидкоподвижные продукты | |||||||
| Центральная Г, а | Димитрова Г, в | Засядько Ж, а | Засядько Ж, в | ||||
| 12.2962 | 4.7781 | 17.1 | 42 | ||||
| Жв+Гв, 70/30% | Жв+Га, 70/30% | Жа+Га, 70/30% | Жа+Гв. 70/30% | ||||
| по расчету | по опытным данным | по расчету | по опытным данным | по расчету | по опытным данным | по расчету | по опытным данным |
| 30.83343 | 17.6245 | 33.08886 | 26.5243 | 15.65886 | 20.9517 | 13.40343 | 13.7767 |
На основание полученных опытных данных видно, что результаты не аддитивны (рис.1), что свидетельствует о межмолекулярных взаимодействиях. Также видно, что использование при соотношение 70/30 в шихте восстановленной марки Ж (то есть с повышенным содержанием серы) и невосстановленной Г дает больший выход пластической массы, чем при использование марки Жа.
|
Рисунок 1 – Сравнительная характеристика расчетных и опытных выходов пластической массы
Далее пластическая масса будет изучена с помощью метода ИК-спектроскопии, а вышеуказанные шихты будут подвержены полукоксованию и изучено содержание серы в полукоксе (возможное ее уменьшение и переход в газ в виде H2S).