Переход - угль
Cтраница 3
Шапиро и Альтерман [30, 31] на основе данных электронно-микроскопических исследований впервые высказали предположение о важной роли ММВ в структуре углей и их влиянии на переход углей в пластическое состояние. Они полагают, что уголь представляет собой смесь высокомолекулярных веществ нерегулярной структуры и различного строения ( пространственного, разветвленного и линейного), отличающихся по величине молекулярной массы и связанных между собой ММВ. Образование пластической массы обусловлено ослаблением и разрушением ММВ, а возникающие в результате этого жидкие продукты проникают в межмолекулярное пространство и, ослабляя ММВ, пластифицируют менее нагретые слоя угля. Пластификация приводит к тому, что интервал пластичности при нагревании в тонком слое меньше, чем в большой загрузке при одностороннем нагреве, как это имеет место в пластометрическом аппарате и слоевом коксовании. Так, для жирного угля интервал пластичности составляет 115 - 120 С, а в большей загрузке - 170 - 200 С. По данным этих исследований, продуктами разложения легко пластифицируются жирные угля, хуже - коксовые и отощенноспекающиеся, в малой степени - газовые. Не пластифицируются бурые, длинноплеменные и тощие угли. Начальная стадия пиролиза, как результат разрушения сил ММВ, без деструкции валентных связей подтверждается практическим отсутствием выделения газообразных и парообразных продуктов, в том числе пирогенети-ческой воды на начальном этапе формирования пластической массы. Введение в уголь веществ, различающихся по структуре, показало, что разрушение надмолекулярной структуры происходит в результате пластификации углей введенными веществами, и это сказывается на снижении температуры текучести. [31]
Таким образом, процесс термического разложения топлива представляет собой процесс развития и формирования кристаллической решетки углерода, в частности решетки графита, при внутренней кристаллизации в процессе перехода угля в кокс. В силу своеобразия процесса коксования, который является как бы ускоренным процессом метаморфизма, получается своеобразная, а именно, турбостратная структура расположения графитовых слоев, сохраняющих на периферии остатки углеводородных цепей, обусловливающих большее электросопротивление коксов по сравнению с графитом. [32]
Углубленное исследование битумов и их роли в спекании каменных углей при коксовании было выполнено В. В. Видавским и Е. И. Прокоп-цом [305]; при этом они учли коллоидно-химическую сторону процессов экстрагирования углей и перехода углей в пластическое состояние при нагревании. [33]
Пластическое состояние является наиболее активной в химическом отношении фазой пироген-ного процесса. По мере перехода угля в пластическое состояние все более устойчивые элементы структуры из числа периферийных цепей охватываются реакциями деструкции. Эти реакции характеризуются высокой энергией активации и требуют значительного количества энергии от внешних источников, поскольку тепла, выделенного в протекающих параллельно реакциях синтеза, недостаточно для поддержания процесса. Кроме того, некоторая часть энергии отводится из зоны реакции в виде скрытой теплоты парообразования и физического тепла с парогазовыми продуктами разложения. [34]
Описанная точка зрения Райли предполагает образование структуры кокса путем роста кристаллитов, обусловливаемого пластическим состоянием угля. Возможность же перехода угля в это состояние зависит не столько от наличия плавких компонентов, сколько от свойств неплавких компонентов диспергироваться. Что же получится, если плавких веществ окажется больше, чем нужно для насыщения сорбционной способности гуминовой части. [35]
Оно зависит от содержания в углях и образования в процессе коксования плавких битумов, представляющих собой сумму органических соединений с различной температурой плавления и кипения. Измельчение способствует переходу угля в пластическое состояние. Маслянистый битум обусловливает спекаемость углей. [36]
Процесс образования кокса нельзя считать окончательно выясненным. Важное значение имеет переход угля лри нагревании в пластическое состояние. Оно зависит от содержания в углях и образования в процессе коксования плавких битумов, представляющих собой сумму органических соединений с различной температурой плавления и кипения. Измельчение способствует переходу угля в пластическое состояние. Маслянистый битум обуславливает спекаемость углей. [37]
 |
Элементарный состав исходного и остаточного углей и экстракта.| Элементарный состав продуктов растворения, %. [38] |
Петрографические ингредиенты при переходе угля в коллоидный раствор ведут себя по-разному. [39]
Ход процесса коксования представляется в следующем виде. При температуре 360 - 380 начинается размягчение и переход угля в тестообразную пластическую массу. При температуре 500 происходит бурное ее разложение с образованием: летучих веществ - первичной смолы, первичного газа и твердого остатка полукокса. [40]
Нагревание угля в печи происходит быстро от стенок к середине. Разложение угля начинается около 200 С, для перехода угля в размягченное ( пластическое) состояние требуется температура выше 350 С. При 480 - 500 С заканчивается первичное разложение угля - образуется полукокс, первичная смола и первичный газ. При температуре - 750 С происходит пирогенетическое разложение первичных продуктов - образуется кокс, ароматические углеводороды, коксовый газ. [41]
В этой группе методов применяются аппараты, в которых размягченная угольная масса продавливается под влиянием приложенного усилия через калибрированное отверстие. Получавшиеся данные были использованы для качественной оценки явлений, наблюдавшихся при переходе угля в пластическое состояние и для разъяснения некоторых слабых сторон других методов. [42]
Позже опытами С. В. Парра, Л. М. Сапожникова и других исследователей пластическое состояние угля было доказано прямыми опытами - нагревом угля в трубке или металлическом стакане и выдавливанием его поршнем через отверстие сосудов в виде стерженьков. Синнат, И. Л. Липлавк, П. С. Лебедев наблюдали за процессом коксования с помощью микроскопа и отчетливо видели переход угля через пластическое состояние в затвердевшую массу кокса. [43]
Бензол как вещество ароматического ряда хорошо поглощается углем и вследствие этого едва ли заметно влияет на величину поверхностного натяжения, однако высокая упругость его паров при температуре перехода угля в пластическое состояние неизбежно должна была повышать вспучивание. [44]
Рассмотрим, как отражается процесс влияния органических добавок на характере термограмм углей. Поскольку тощий уголь относится к высокометаморфизи-рованным углям, имеющим элементарные структурные единицы с сильно конденсированной ядерной частью и короткими боковыми цепями, процесс их термической деструкции протекает без перехода угля в пластическое состояние и термограмма его не имеет значительных термических эффектов. [45]
Страницы: 1 2 3 4