Хімія і хімічна технологія
Визначають товщину пластичного шару у, мм) шляхом введення металевої голки в канал, передбачений заздалегідь у вугіллі. Під час досвіду виникає слабкий опір в стадії пластичного стану і сильніше в напівкоксу. Різниця висот цих двох рівнів дозволяє вимірювати товщину пластичного шару за допомогою голки-Пластометри, забезпеченою міліметровою шкалою. Відзначають зростання цієї товщини під час коксування і проходження максимуму. Товщина пластичного шару 15-20 мм відповідає добре коксівного вугілля. [C.58]
Відзначимо ще один факт, який має певне значення при виробництві коксу. а саме явище спучування вугілля в процесі коксування. Відомо, що пари смоли виділяються з вугілля під час коксування при температурі 400-500 ° С. Велика частина з них несеться газами в напрямку обігрівального простінка коксової камери, а менша частина конденсується на зернах вугілля сусідніх шарів, які знаходяться в протилежному напрямку (в бік осікамери) і тому менше нагріті. Ця остання частина смоли теж дистилюється, але пізніше, коли температура в даній зоні стане вище. Все відбувається таким чином. нібито пластичний шар виштовхує перед собою деяку кількість смоли. Зерна вугілля, які виявилися просоченими смолою, піддаються, природно, свого роду сольволізу при більш низькій температурі, близько 300 ° С, і, таким чином. початкова температура перетворення вугілля в пластичний стан в коксової печі нижча (по пластометричні випробувань вугілля в лабораторних умовах вона повинна становити 350-370 ° С). В результаті товщина пластичного шару збільшується. [C.24]
Пластичний шар або зона-екран [c.143]
Пластичний шар утворює закриту оболонку типу балона. Оскільки гази, що утворюються всередині цієї оболонки (наприклад, пари при 100 ° С), виходячи з неї в деякій мірі втрачають тиск, можна було б очікувати, що всередині пластичного шару панування-[c.143]
Однак справа йде не зовсім так ці тиску створюються швидше від спучування самого пластичного шару, що відбувається внаслідок утворення всередині нього бульбашок газу, ніж від збільшення тиску всередині обсягу, який цей шар обгортає. При цьому передбачається, що пластичний шар погано замкнутий або, по крайней мере. дуже проникний в верхній частині завантаження н уздовж дверей печей. де термічний градієнт незначний. [C.144]
Пари первинних смол містять багато компонентів. що володіють дуже високою точкою кипіння ці компоненти конденсуються навколо більш холодних зерен вугілля, які їм зустрічаються в безпосередній близькості від пластичного шару. Слідом за тим температура зони. в якій сконденсировались смоли, підвищується внаслідок передачі тепла від стінки камери. Сконденсованих смола починає частково випаровуватися, злегка віддаляючись всередину печі. і знову конденсується разом зі знову утворилася смолою. Отже, пластичний шар в процесі свого руху штовхає перед собою деяку кількість первинної смоли. Коли вугілля доводиться до температури плавлення. в ньому містяться важкі фракції ще не випарувалася смоли, і це змінює його поведінку в порівнянні з вугіллям, що не містить цих фракцій і знаходяться в умовах рівномірного нагріву. [C.144]
Якщо в шихту, що знаходиться в камері коксової печі. помістити зонд для визначення тиску. то за вимірюваннями тиску можна буде судити про становище і русі пластичного шару. Набагато більш легким представляється вивчення цього явища в лабораторних умовах. [C.145]
Для деяких добре спучуються вугілля товщина пластичного шару може досягати 15-18 мм вона багато в чому залежить від тиску, що чиниться на вугілля. [C.146]
Цей метод полягає у вимірюванні товщини пластичного шару в умовах стандартизованого лабораторного досвіду при нагріванні проби вугілля. Проба вугілля масою 100 г міститься в вертикальний циліндр. нагрівається знизу. Коли в його нижній частині починає утворюватися кокс, в вугілля вертикально вводять голку. Момент, коли можна помітити, що опір занурення голки стає слабкішим, означає, що голка увійшла в пластичний шар. Продовжуючи поглиблювати голку, ми, нарешті, натрапляємо на шар затверділого напівкоксу. [C.145]
Товщина пластичного шару вимірюється величиною в міліметрах ділянки голки між цими двома моментами при її зануренні. [C.145]
Було запропоновано вимірювати одночасно з товщиною пластичного шару також температуру плавлення і затвердіння, використовуючи в якості зонда термопару. Однак точність такого виміру на практиці виявилася недостатньою, так як між спаєм термопари і контактують з ним вугіллям не досягається термічного рівноваги в результаті попадання термопари в умови високого термічного градієнта. [C.145]
Якщо ми помістимо в вугілля під час його завантаження маленькі металеві кулі, то побачимо, що при зустрічі з пластичним шаром вони занурюються з 2-ї зони в 4а. Пластичний шар (2 + 3 + 4а) в цих дослідах має приблизно 12 мм товщини при швидкості нагріву 2 ° С / хв і термічному градиенте близько 100 ° С / см. [C.146]
Коли пластичний шар переміщається від стінки камери до середньої частини печі, його товщина поступово збільшується в ре- [c.148]
У разі суміші, ще менш плавкою, але здатної давати хороший металургійний кокс при завантаженні печі з трамбуванням (наприклад, при шихті з 30% полум'яного жирного вугілля, 30% жирної В, 30% вугілля з виходом летких речовин 22% і 10% коксового пилу ), виникнення пластичного шару практично не помітно ні методом Сапожникова, ні рентгенографически. [C.146]
Спучування і усадка в пластичному шарі [c.146]
Отже, ми бачимо, що пластичний шар утворюється завжди, коли під час коксування вугілля і вугільних сумішей, здатних давати кокс, вони піддаються нагріванню. [C.146]
Отже, летючі речовини виділяються головним чином в зонах 3 і 4а, що пояснюється тим, що більша частина летких речовин і особливо смол виходить з гарячою боку пластичного шару. [C.147]
Ми пояснюємо це явище наступним чином скупчення газів. насилу йдуть до гарячої стороні пластичного шару, тягне [c.147]
Якщо допустити, що самій непроникною частиною пластичної зони є зона 2, що має всього 2 чи 3 мм товщини, то вищенаведене висновок можна визнати цілком логічним. При зазначеної товщині пластичного шару наявність зерен, що мають 4-5 мм в діаметрі, навіть якщо вони знаходяться в самому незначній кількості. тягне за собою місцеві порушення термічного градієнта. Ці великі зерна створюють, крім того, більший обсяг межзеренного простору, заповнити яке набагато важче, ніж при тонкому подрібненні. [C.148]
Це не легко примирити з іншим, експериментально встановленим фактом, який ми розглянемо в гл. УП1 мова йде про те, що при рівній щільності шихти більш тонкий помел тягне за собою зменшення тиску газу в самій пластичної зоні. При грубому помелі вугілля пластичний шар утворюється нерівномірно в деяких точках він має велику товщину. в інших він більш проникний. [C.148]
Розподіл спікання і змішування в пластичному шарі [c.149]
Теорія цього питання була створена в результаті вивчення прискорених кіноплівок, на яких були фіксовані переміщення пластичного шару, зняті в рентгенівських променях і спроектовані на екран. [C.155]
Було встановлено, що шар коксу. що знаходиться між гріє поверхнею і пластичним шаром, відразу ж після його утворення починає викривлятися, причому опукла сторона шару коксу завжди звернена до гріючої поверхні потім в ньому починають утворюватися тріщини, причому ці тріщини ніколи не доходять до пластичного шару, завжди залишаючись приблизно на однаковій відстані від нього. Ця тенденція шару коксу до викривлення, по всій видимості припиняється, при появі перших тріщин. [C.155]
У процесі коксування вугільної шихти в коксової печі в момент, коли пластичний шар знаходиться, наприклад, в декількох сантиметрах від стінки камери. між стінкою і пластичним шаром є вже утворився кокс. Внутрішня його сторона знаходиться при температурі затвердіння 0. а зовнішня досягає приблизно 1000 ° С. Швидкість усадки менш нагрітої боку шару в залежності [c.156]
Утворені в зоні пластичного шару вода і двоокис вуглецю частково взаємодіють з гарячим коксом в зоні цвітної капусти. даючи водень і окис вуглецю. [C.169]
При проведенні досліджень в напівпромислових і промислових умовах. з одного боку, робляться спроби безпосередньо виміряти тиск розпирання в печі з рухомою стінкою, с.другой боку, виміряти тиск газів. що виділяються з пластичного шару. В останньому випадку вимірювання можна здійснювати або в досвідченої 400-кг печі, або в промисловій коксової печі. [C.355]
У ці труби можна вводити термопари. що дозволяє для кожної заданої точки завантаження визначати як температуру, так і відповідний тиск газів усередині завантаження. З причин, до яких ми повернемося пізніше, труби цього типу майже завжди використовували у вигляді пучків з 3-5 труб, розташованих поруч. Щоб уникнути порушень середніх умов в шарах вугілля, що примикають до труб, на практиці вдаються до однієї з двох схем монтажу труб, представлених на рис. 131, б. Першу схему використовують в тих випадках, коли вимірювання здійснюють між стінкою і середньої площиною пирога другу - коли вимірювання здійснюють поблизу середньої площині. В обох випадках пучок труб нахилений до горизонтальної площини приблизно на 45 °. Обидві щілини однієї і тієї ж труби знаходяться в одній вертикальній площині. Іноді для одночасного вимірювання тиску і температури на різних рівнях пластичного шару використовують пучки труб. розташованих вертикально. [C.364]
Серії дослідів, проведених після вже описаних двох. дозволили зробити заміри температури та тиску всередині завантаження. Мета цих вимірювань полягала в тому, щоб вивчити профіль і переміщення пластичного шару при коксуванні, а також рух газів всередині завантаження. Широко поширена думка, що від цих чинників залежить тиск розпирання на простінки. [C.367]
Товщина пластичного шару близько 1 см збільшується в напрямку від простінка до середини печі. Цей пластичний шар часто називають зоною-екраном. так як було встановлено, що він створює больпюе опір проходу газів. У разі застосування вугілля високого ступеня метаморфізму, добре плавиться, тонкоизмельченного і добре ущільненого, втрати тиску особливо високі. Гази набагато швидше проходять через пластичний шар при більшій крупності і невеликої щільності шихти. Пластичний шар відіграє основну роль в процесі спучування вугілля. [C.143]
Рентгено-кінозйомка пластичного шару. Пейтаві і Лягуст [5] дали найбезпосередніші і самі вражаючі відомості [c.145]
Зона спученого вугілля, яку ми спостерігали в попередньому випадку, в цьому досвіді не існує, хоча в лабораторних експериментах при рівномірному нагріванні і при такій же швидкості підвищення температури вугілля 336 явно спучується. Толше, іпа пластичного шару (2 + За) тут не більше 8 мм при тих же умовах досвіду. [C.146]
Вище ми бачили, що в процесі піролізу при температурі приблизно 400 ° С утворюються бітумінозні летючі речовини типу первинних смол і що вони самі починають піролпзоваться перш, ніж покинути вугільне зерно і перейти в газову фазу. Ця початкова фаза крекінгу порівняно активна в коксової печі. тому що швидкість підняття температури -тут невелика, а пластичний шар не піддається впливу потужних потоків проходять газів. Нижче ми будемо говорити тільки про крекінгу, наступного за переходом з'єднань в газову фазу. [C.167]
Строго кажучи, спучування треба було б розглядати в пластичному шарі, т. 0. коли до вугілля вже попередньо додана невелика кількість первинних смол. Це точка зору захищалася Сапожниковим і його співробітниками. При пенетрометріческом методі, який вони розробили, вимірюються величини. залежать одночасно від спучування при наявності зазначених первинних смол і від температурного інтервалу. протягом якого вугілля залишається пластичним. [C.181]
Проте два з названих дослідів дали значне розходження за показником МЮ. Це пояснюється тим, що один важливий фактор вимушено ігнорувався. Ці два досвіду були проведені на заводах із застосуванням трамбування експериментальних шихт з малоплавкіх вугілля, причому перша містила багато шламів жирного полум'яного вугілля, а друга - багато коксового дріб'язку і напівкоксу. На заводі, де завантажується трамбувати шихта, товщина пирога на 2 см менше ширини камери. Зазвичай спучування пластичних шарів вугілля чинить тиск на стінки камери з першого ж години коксування і ширина завантаження точно фіксується. Ця умова не реалізується для мало спучуються шихт, в зв'язку з чим відбувається відшаровування кожного пластичного шару по всій довжині печі до моменту, коли вони (шари) знаходяться на чверті ширини печі. У цій зоні з'являється поверхню шматків коксу, покрита погано сплавленими зернами, що сильно збільшує індекс стирання. Це явище не має місця в 400-кг печі, тому що при її спорудженні були відтворені умови промислових печей, це було зроблено згодом. [C.239]
У процесі коксування під впливом газів, що виділяються пластичні шари спучуються і притискають бічні частини коксу до стінок камери. Тиск, який чиниться при цьому на стіни камер. зазвичай називають тиском розпирання. Це тиск зазвичай незначно за величиною і становить приблизно 100 гс / см. тому в більшості випадків їм можна знехтувати, так як стіни камер легко витримують таке тиск. Однак при ісгюльзованіі вугілля певного типу і деяких способів завантаження тиск) аспіранія може досягати декількох тонн на квадратний метр. 1ри великих значеннях тиску розпирання цегляна кладка стін може зруйнуватися, а дріб'язок камера вийти з ладу. Тому виникла необхідність прогнозування такої небезпеки з тим, щоб її оцінити і запобігти. Такі традиційні лабораторні методи. як визначення виходу летких речовин. дилатометрія і ін. дають занадто мало інформації в цьому відношенні. Як відомо, в деяких випадках небезпечне тиск розпирання виникає при використанні жирних коксівного вугілля. [C.354]
На рис. 134 показань результати, отримані при вимірюванні тисків на різних відстанях від стінки. На цьому малюнку можна бачити ряд піків тиску. з'являються все з великим запізненням у міру наближення зонда до центру. Результати вимірювання температур дозволили встановити, що ці піки збігаються в часі з проходженням пластичного шару повз зондів (рис. 135), [c.367]
На початку коксоутворення паралельно поду і склепіння печі утворюються два пластичних шару, що рухаються до центру печі. Пластичного ж шару, паралельного дверцят, не існує. Таким чином. розм'якшення вугілля в цій зоні відбувається тільки під час проходження пластичних зон, що рухаються від простінків. У середній площині камери в центрі вугільного завантаження є неболь- [c.369]
Загальна хімічна технологія палива Видання 2 (1947) - [c.33. c.148. c.174]