Большую проблему в Украине представляет использование низкосортных углей, непригодных для коксования и сжигания. В последнее время все чаще поднимается вопрос о нетопливном использовании углей Донбасса низкой степени метаморфизма в качестве сырья для получения синтетического твердого, жидкого и газообразного топлива. Актуальными являются исследования, направленные на разработку наиболее эффективных методов переработки сернистых топлив.

Цель работы – усовершенствование стандартного метода полукоксования путем предварительного изучения угля методом дериватографии.

Исследованию подвергали образцы длиннопламенного угля шахты Трудовской (Wa–0,9; Ad–4,6; Vdaf –46,2; Сdaf–76,1; Нdaf– 5,43; Std – 5,85), а также продукты его термической обработки при разных температурах.

Пиролиз угля осуществляли в условиях стандартного полукоксования (ГОСТ 3168–66). Полукоксование твердого топлива рассматривается не только в качестве поставщика углеводородного сырья, но и как одна из основных стадий в различных процессах пиролиза (заводы по производству искусственного жидкого топлива, энерготехнологические и газохимические установки переработки твердого топлива). Этот метод является одним из перспективнейших методов комплексной переработки низкокачественных углей.

Процесс полукоксования проводили в реторте Фишера при температуре 520 °С без доступа воздуха. Полученные результаты определения выхода полукокса, смолы, воды и газа представлены на рисунке 1.

Дериватография, как метод термического анализа, представляет собой сочетание двух методов – дифференциального термического анализа (ДТА) и термогравиметрии (ДТГ). Пиролиз образца проводили в дериватографе Q–1500 Д системы Паулик–Паулик–Эрдеи в платиновом тигле с крышкой в атмосфере инертного газа аргона. Скорость нагрева – 10 °С/мин, навеска угля – 500 мг. Обработка дериватограмм включает качественный и количественный анализ кривых Т, ДТА, ТГ, ДТГ. По анализу кривых ДТГ и ТГ определяли температуры максимумов и температурные интервалы основного термического разложения углей. характеризует температуру максимума эндоэффекта на кривой ДТГ.

Температурный максимум, соответствующий наибольшей скорости потери массы, является той характеристической температурной точкой, которая дает объективную информацию о структуре угля и его поведении при пиролизе. Эти данные использовали для проведения полукоксования исследуемого образца при температуре = 405°С в реторте Фишера. Подсчитан материальный баланс процесса

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что основным недостатком метода полукоксования по ГОСТу является фиксированная температура проведения пиролиза, которая по данным дериватографии, не соответствует температуре максимума скорости разложения наименее устойчивых компонентов ОМУ (Тмакс.). Следовательно, метод не может быть распространен на угли всего ряда метаморфизма. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при проведения испытания с учетом дериватографического анализа, выход первичной смолы увеличивается в 1,5 раза. Следовательно, данный метод дает возможность получать большее количество ценных химических продуктов, а также более рационально использовать низкосортные угли.