Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей XXI всеукраинскої студентської наукової конференції аспірантів і студенетів. Т.2 – Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2011, с. 248–249
Современные условия углеобеспечения коксохимических предприятий Украины характеризуются недостаточным количеством мало сернистых и коксующихся компонентов шихты для коксования. На украинском рынке угля наблюдается постоянный дефицит качественного низко сернистого коксующегося угля собственной добычи, который в последние годы усиливается из-за снижения объемов добычи. Это связано с тем, что сырьевая база Донбасса, как и Украины в целом, характеризуется небольшим содержанием малосернистых углей марок К, Ж и ОС. Таким образом, актуальной является задача получения качественного кокса из имеющейся угольной сырьевой базы и на основе существующей технологии коксования, что может быть реализовано путем разработки наиболее рациональных вариантов составления угольных шихт и возможного применения в них различных органических добавок.
Данная работа направлена на изучение влияния типа по восстановленности (сернистости) отдельных компонентов угольной шихты на характеристики и качественные показатели кокса, а также выявления возможности введения добавок в шихту для повышения качества кокса.
В качестве объектов исследования использовали шихты из пары слабо восстановленного (тип «а») и восстановленного (тип «в») каменного угля Донецкого бассейна шахт Центральная (пласт k7, марка Г, тип «а»), и Засядько (пласт l4, марка Ж, тип «а» и пласт k8, марка Ж, тип «в»). На их основе составлены шихты (Ж:Г 70:30 и Ж:Г 50:50) при разных сочетаниях углей типов «а» и «в». Такие шихты являются модельными т.е. маркой Ж заменяются все хорошо спекающиеся угли, а маркой Г – слабо спекающиеся компоненты. В качестве добавки вводили динитрил азобизизомасляной кислоты (ДАК) для инициирования процессов радикальной полимеризации.
Изучение шихт и углей проводили пластометрическим методом (ГОСТ 1186–87). Определение прочности коксов осуществляли копровым методом (ГОСТ 5953–81).
Данные кривые характеризуют ход газоотдачи в процессе пиролиза. Так, для шихты Жа:Га с соотношением компонентов 70:30% кривая имеет характерную зигзагообразную форму с повышенной частотой пиков, как у коксового угля. Это свидетельствует о сильном процессе газовыделения. Для шихты Жв:Га 70:30% кривая имеет горбообразную форму, характерную для исходного жирного угля. Кривая для шихты Жв:Га с соотношением компонентов 50:50% имеет вначале пологопадающую форму, как у слабоспекающегося угля, а затем приобретает зигзагообразную форму, присущую коксовым углям. Кривая для шихты Жв:Га с соотношением компонентов 50:50% с добавлением 5% ДАК, как и в предыдущем случае, имеет вначале пологопадающую кривую, как у слабоспекающегося угля, а затем приобретает более ярко выраженную зигзагообразную форму, как у коксовых углей.
Величины пластометрических показателей и выход твердого остатка – кокса приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Пластометические показатели шихт.
| шихта | Твердый остаток, % |
Толщина пластического слоя у, мм |
Пластометрическая усадка х, мм |
| Жа:Га,70:30 | 72,33 | 18,5 | 15 |
| Жв:Га,70:30 | 73,20 | 20,0 | 20 |
| Жв:Га,50:50 | 72,30 | 13 | 31 |
| Жв:Га,50:50 + 5%ДАК |
69,20 | 15,5 | 37 |
Из таблицы видно, что введение 5 % добавки ДАК увеличивает толщину пластического слоя тем самым увеличивая способность компонентов шихты к спеканию. Уменьшение выхода твердого остатка при этом компенсируется увеличением выхода жидкоподвижных продуктов и увеличением прочности кокса, что подтверждается также существенным увеличением величины пластометрической усадки.
Полученные данные показывают необходимость учета генетического типа по восстановленности при составлении шихт для коксования, а так же возможности снижения доли хорошо спекающихся компонентов в шихте и возможности управлять процессом перехода углей в пластическое состояние путем введения различных добавок.