Источник: Третя Всеукраїнська наукова конференція студентів та аспірантів “Хімічні Каразінські читання – 2011”/ тези доповідей. Харків: ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2011, с.81
Современные условия углеобеспечения коксохимических предприятий Украины характеризуются недостаточным количеством малосернистых и коксующихся компонентов шихты для коксования. На украинском рынке угля наблюдается постоянный дефицит качественного низко сернистого коксующегося угля собственной 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).
Анализ данных, полученных в ходе изучения шихт, характеризующих ход газовыделения в процессе пиролиза показал что характер кривых для шихты Жв:Га с соотношением компонентов 50:50% не изменяется при добавлении ДАК. Однако, происходит интенсификация процесса газовыделения с характерным повышением частоты пиков, что свидетельствует об увеличении количества выделяющихся жидкоподвижных продуктов пиролиза которые ответственны за процессы спекания компонентов шихты.
Рисунок 1 — Пластометрические кривые для шихт:
а) Жв:Га=70:30%; б) Жа:Га=70:30%; в) Жв:Га=50:50%; г) Жв:Га=50:50% + 5% ДАК.
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 1. видно, что введение 5 % добавки ДАК увеличивает толщину пластического слоя и тем самым увеличивает способность компонентов шихты к спеканию. Уменьшение выхода твердого остатка при этом компенсируется увеличением выхода жидкоподвижных продуктов и существенным увеличением величины пластометрической усадки, т.е. уменьшением давления распирания, что облегчит процесс извлечения коксового пирога.
Таблица 2 - Показатели прочности кокса.
| Кокс из шихт | Истираемость И, % |
Сопротивление дроблению Р, % |
| Жв:Га,50:50 | 21,14 | 53,0 |
| Жв:Га,50:50 + 5%ДАК |
20,62 | 52,9 |
Данные по определению прочностных показателей кокса указывают на возможность снижения истираемости при примерно одинаковой величине сопротивления дроблению.
Таким образом, очевидна необходимость учета генетического типа по восстановленности при составлении шихт для коксования. Полученные результаты свидетельствуют о возможности снижения доли хорошо спекающихся компонентов в шихте и возможности управлять процессом перехода углей в пластическое состояние путем введения специальных добавок.