Содержание к диссертации
Введение
II. Исследование процесса энерготехнологической переработки канско-ачинских углей и качества получаемых продуктов (состояние вопроса) 13
2.1. Теоретические и технологические основы процесса пиролиза 13
2.2. Исследование качества твердых продуктов пиролиза 17
2.3. Исследование минеральной части продуктов пиролиза. 22
2.4. Пути использования полукоксов и некоторые проблемные вопросы по исследованию твердых продуктов пиролиза 26
2.5. Основные выводы и постановка задачи исследования. 27
III. Изменение теплотехнических и фихико-химических характеристик топлива в процессе пиролиза . 30
3.1. Принципиальная схема и режим работы ОПУ . 30
3.2. Фракционный состав твердых продуктов пиролиза . 36
3.3. Технические характеристики твердых продуктов пиролиза 40
3.4. Химический состав золы твердых продуктов пиролиза. 46
3.5. Распределение разновидностей серы в твердых
продуктах пиролиза 53
Выводы 53
ІV. Исследование теплотехнических и шзико-химических характеристик полукокса 58
4.1. Исследование теплотехнических характеристик полукокса 58
4.2. Исследование химического состава золы полукокса. 60
4.3. Исследование температурных характеристик золы 66 полукокса
4.4. Исследование содержания общей серы и ее разновидностей в полукоксе 83
4.5. Исследование фазового состава минеральной части
золы полукокса 90
V. Физико-химические характеристики отдельных фракций полукокса 95
5.1. Исследование фракционного состава полукокса и технических показателей его отдельных фракций . 95
5.2. Исследование химического состава и температурных характеристик золы отдельных групп фракций полукокса 102
5.3. Исследование распределения разновидностей серы
по фракциям полукокса НО
Выводы 115
VI. Исследование спекающих свойств золы полукокса 117
6.1. Методика исследования 117
6.2. Результаты определения спекающей способности ирша-боро-динского угля и твердых продуктов его пиролиза .119
6.3. Влияние режимных факторов на спекающую способность золы.
... 128
Выводы 233*
VII. Стендовое сжигание полукокса и исходного угля 135
7.1. Принципиальная конструкция стенда 136
7.2. Методика измерений 139
7.3. Основные результаты опытов 145
7.4. Химический состав эоловых отложений 149
VIII. Основные выводы и рекомендации 153
Литература
- Теоретические и технологические основы процесса пиролиза
- Принципиальная схема и режим работы ОПУ
- Исследование теплотехнических характеристик полукокса
- Исследование фракционного состава полукокса и технических показателей его отдельных фракций
Введение к работе
Энергетике в СССР уделяется большое внимание и её развитие ведется опережащими темпами, поскольку, энергетика является базой развития всего народного хозяйства страны /I/. Так, решениями ХХУІ съезда КПСС /2/ предусматривается довести выработку электроэнергии в 1985 году до 1550-1600 млрд. кВт-ч, причем на долю тепловых электростанций приходится ІІ00-П40 млрд.кВт-ч.,т.е. более 70% всей вырабатываемой в СССР электроэнергии. В государственных планах становятся основными вопросы топливно-энергетического баланса страны (ТЭБ). В развитии ТЭБ СССР предусматривается увеличение доли твердого топлива с одновременным сокращением доли жидкого топлива и газа. Однако, в ТЭБ к настоящему времени сложилась некоторая диспропорция, связанная с размещением запасов топлива и производительных сил. Так, основные запасы дешевых твердых топлив расположены в восточных районах страны, а в Европейской части СССР имеет место недостаток собственных топливных ресурсов, в то время как здесь размещено более 65% производительных сил /I/. Поэтому намечаются /2/ значительные изменения в направлении развития энергетического хозяйства, связанные главным образом с необходимостью совершенствования ТЭБ и сокращением имеющейся диспропорции.
Расчеты /3,4/ показывают, что к 2000 году практически весь прирост производства органического топлива будет осуществляться в восточных районах страны, за счет которого будет обеспечиваться более половины всего потребления топливно-энергетических ресурсов в Европейской части СССР. Важную роль в этом займет Канско-Ачинский угольный бассейн, развитие которого осуществляется ускоренными темпами /2/.
Запасы угля в Канско-Ачинском угольном бассейне практически неисчерпаемы, причем большая доля их пригодна для открытой добычи /5/. На базе Канско-Ачинского угольного бассейна в настоящее время развернуто строительство Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса - КАТЭК, в состав которого войдут мощные угольные разрезы, крупнейшие ТЭС, энерготехнологические комбинаты и различные энергоёмкие производства /6/.
Различные исследования и опыт эксплуатации /7,8,9/ показали, что сжигание натуральных канско-ачинских углей в мощных парогенераторах сопровождается образованием прочных сульфатно-связанных отложений на поверхностях нагрева. Это, в свою очередь, сокращает длительность непрерывной кампании работы парогенераторов, ухудшает их регулировочные характеристики и ведет к снижению их мощности. Кроме того, существует и ряд других трудностей, связанных с обеспечением взрывобезопасности пылеприготовительного оборудования, шлакованием поверхностей нагрева на выходе из топки и водяного экономайзера, коррозией НРЧ в парогенераторах высокого и сверхкритического давления, и др.
Наряду с традиционными методами использования КАУ возможна их комплексная переработка. Этот метод дает возможность создать малоотходную, а в ряде случаев практически безотходную, технологию дальнейшего их применения. Кроме того, имеется возможность значи-
тельного повышения экономичности использования КАУ и других топ-лив и существенного уменьшения загрязнения окружающей среды.
Одним из таких методов комплексного использования КАУ является разработанный в энергетическом институте имени Г.М.Кржижановского (ЭНИН) способ энерготехнологической переработки топлива, в основе которого лежит процесс высокоскоростного пиролиза. В результате энерготехнологической переработки из рядовых КАУ получают высококачественное транспортабельное топливо - полукокс, высококалорийный газ и химически ценные смолы. Экономическая целесообразность такой переработки КАУ достаточно убедительно доказана З.Ф.Сухановым /12,23/, а перспективы использования полукокса во многом будут определяться качеством и особенностями его минеральной части. Энерготехнологическая переработка КАУ является одним из эффективных путей их использования. Исследования, проводимые в ЭНИНе и ряде других организаций в основном посвящены выявлению и уточнению механизма процесса термического разложения топлива, технологии его переработки и качеству получаемых продуктов. Работы по исследованию путей эффективного использования продуктов энерготехнологии как в энергетике, так и в других отраслях народного хозяйства единичны. Это связано, в основном, с тем, что энерготехнологическая переработка топлив в промышленном масштабе в настоящее время еще не освоена. Поэтому, особое значение приобретают лабораторные исследования, позволяющие получить предварительные данные о возможных путях и рациональных способах использования продуктов энерготехнологической переработки топлив на основе изучения их физико-химических свойств.
Предлагаемая к рассмотрению работа посвящена исследованию теплотехнических характеристик полукокса и физико-химических свойств его минеральной части. Основной целью работы является получение на основе лабораторных и стендовых исследований данных для прогноза поведения минеральной части полукокса в процессах размола и сжигания, которые могут быть использованы при проектировании соответствующего энергетического оборудования, а также наметить пути по рациональному использованию полукокса в энергетике.
В связи с этим предполагается:
1. определить размольную, теплотехнические и физико-химические характеристики полукокса;
2. установить закономерности распределения неорганической части по фракциям пылевидного полукокса;
3. оценить загрязняющую способность золы полукокса при его факельном сжигании и сравнить ее с загрязняющей способностью золы исходного угля.
Методы выполнения исследований
1. Лабораторные исследования органической и неорганической части полукокса при помощи ситового, элементного, калориметрического, химического, рентгенофазного и др. анализов.
2. Экспериментальные исследования спекающей способности лабораторной золы полукокса и исходного угля на лабораторной установке.
3. Исследование плавкостных характеристик лабораторной золы полукокса методом конусов.
4. Расчетный анализ плавкостных характеристик лабораторной золы полукокса.
Научная новизна
В результате проведенных исследований получены новые данные по теплотехническим характеристикам полукокса бурого угля и химическому составу его золы. Впервые исследованы закономерности распределения неорганической части по фракциям пылевидного полукокса. Установлено, в частности, что фракции с размерами частиц менее 63 мкм имеют повышенное содержание серы и самые низкие температурные характеристики золы.
Лабораторными тестами по спеканию показано, что зола полукокса обладает меньшей спекающей способностью, чем зола исходного угля. Впервые установлено влияние химических компонентов золы полукокса на ее спекающие свойства.
Полученные в работе новые данные по плавкостным характеристикам золы полукокса и ее химическому составу позволили предложить расчетную зависимость, которая может быть использована для определения температурных характеристик золы полукокса по ее химическому составу.
Для исследования процессов горения и поведения минеральной части топлива разработана конструкция и создан экспериментальный огневой стенд, позволяющий проводить широкую программу исследований в режимах твердого и жидкого шлакоудаления.
На основе стендовых исследований определена массовая скорость образования отложений и описан процесс их образования. Получено, что при факельном сжигании полукокса массовая скорость образования отложений на зонде, имитирующем участок змеевика конвективного пароперегревателя, более чем в 1,5 раза ниже, по сравнению с сжиганием исходного угля.
Место проведения и объект исследования
Лабораторные и стендовые исследования выполнены на кафедре парогенераторов и водоподготовки Ивановского ордена "Знак Почета" энергетического института им. В.И.Ленина. Отбор проб полукокса проводился в опытах на Калининской опытно-промышленной установке по энерготехнологической переработке угля.
Практическая ценность работы
На основании проведенных исследований можно оценить влияние режима процесса пиролиза на качество получаемого полукокса, а также сделать прогноз о поведении минеральной части полукокса в условиях его факельного сжигания в парогенераторах. Результаты работы могут быть использованы при разработке и проектировании энергетического и технологического оборудования.
Основные положения, которые выносятся на защиту, следующие:
теплотехнические и физико-химические характеристики полукокса; закономерности распределения минеральной части по фракциям полукокса; зависимости плавкостных характеристик золы полукокса от ее химического состава; особенности спекающих свойств золы полукокса; загрязняющая способность золы полукокса и механизм образования эоловых отложений.
Апробация работы
Материалы работы изложены в отчетах Ивановского энергетического института, доложены на Всесоюзной конференции "Влияние минеральной части энергетических топлив на условия работы парогенераторов" (Таллин, 1980 г.), на Всесоюзных конференциях, посвященных 100-летию открытия электродуговой сварки Бернадосом (Иваново, 1981, 1983 г.г.) и на ежегодных итоговых научно-технических конференциях ИЭИ 1975-1983 г.г.
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ. Настоящая работа выполнена на кафедре парогенераторов и водоподготовки Ивановского ордена "Знак Почета" энергетического института имени В.И.Ленина под руководством доцента, к.т.н. А.С.Ривкина.
В проведении исследований участвовали сотрудники лаборатории кафедры парогенераторов и водоподготовки ИЭИ. Автор выражает свою благодарность доценту А.С.Ривкину и сотрудникам лаборатории, оказавшим большую помощь в выполнении работы.
Теоретические и технологические основы процесса пиролиза
Основной стадией энерготехнологической переработки твердого топлива является процесс пиролиза. В процессе пиролиза из угля выделяются газообразные продукты и смолы, а оставшийся твердый остаток в зависимости от конечной температуры процесса является полукоксом или коксом. Механизм процесса пиролиза весьма сложен. Он зависит от строения топлива, его физико-химических характеристик, а также от режимов и условий нагревания. Фукс В. считал /22-24/, что при нагревании угольного вещества происходит ряд последовательных реакций термического разложения и синтеза органической массы. То есть по мере повышения температуры происходит отрыв переферийных радикалов, содержащих гетероциклические кольца и алифатические цепи, а также отщепление отдельных карбоксильных и гидроксильных групп. В результате удаления боковых цепей и отдельных групп образуются свободные валентности у переферийных атомов углерода. Остатки отдельных молекул могут соединяться между собой, уплотняться и образовывать высококон-денсированное вещество кокса. Такой подход к объяснению механизма процесса пиролиза является упрощенным. Из этой теории следует, что качество и выход продуктов пиролиза будут определяться строением молекул исходного угля и конечной температурой процесса, т.е. невозможно управлять процессом пиролиза и тем самым влиять на качество получаемых продуктов. Эта теория также не объясняет результаты экспериментов по исследованию процессов термического разложения топлива.
З.Ф. гханов /14,16/ на основе теоретического анализа кинетики процесса термического разложения угля и экспериментальных данных уточнил представления о механизме пиролиза. Он предположил, что угольное вещество, состоящее из таких крупных и сложных молекулярных комплексов, включающих в себя кроме углерода и водорода, кислород, азот и серу, не может разлагаться по одной химической реакции.
Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в ЭНЙНе под руководством З.Ф.Чуханова позволили сформулировать принципиально новую теорию термического разложения органического топлива. Согласно этой теории процесс термического разложения идет не по одной, а по нескольким последовательным и параллельным реакциям термического деструктивного распада, поликонденсации, полимеризации и др. Причем, эти реакции или группы реакций, имеют различные кинетические характеристики, и доминирующее значение будут иметь те реакции или группы реакций, кинетические характеристики которых наиболее благоприятны для данной температуры процесса пиролиза. термическом разложении подмосковного бурого угла. Экспериментальные исследования показывают, что наиболее вероятным для реакций термического разложения органического вещества топлива является первый порядок реакции относительно наличного реагирующего вещества топлива. Для реакций, представленных на рис.2.1, можно написать следующие схематические химические и кинетические уравнения, приближенно отвечающие некоторым реакциям (или группам реакций) термического разложения: I реакций
При низких температурах разложения угля ( 200-300С), как видно из рис.2.І, образуются преимущественно продукты Су и Д,, а также А и В и в некоторой степени С и Д. Вещества Е и Р, а также А, и В, практически отсутствуют. При повышении температуры реагирования до 400 и выше состав продуктов резко меняется и в результате разложения вещества X получаются в основном продукты А/ и В,.
Результаты экспериментальных исследований /16/ подтвердили теоретические положения принципиально нового взгляда на механизм процесса пиролиза. На основании результатов экспериментов З.Ф.1 -ханов сделал важный вывод о том, что "изменяя режим нагревания и время реагирования угля, можно изменить роль различных реакций, а, следовательно, и реагировать как качество, так и выход получаемых продуктов термического разложения". Этот вывод был убедительно подтвержден последующими экспериментами /25-33/ и др. Причем оказалось, что процесс термического разложения угля наиболее интенсивно и эффективно идет в потоке дисперсной среды при высоких скоростях нагрева и малом времени реагирования. Эти показатели явились основными критериями управления процессом пиролиза. Кроме того, оказалось, что при высоких скоростях нагрева процессы разложения органической массы начинаются при более высоких температурах. Это обстоятельство позволяет разделить во време ни процессы сушки топлива и термического разложения. При этом значительно улучшается качество получаемых продуктов пиролиза /25,26/. Таким образом, наиболее эффективным является процесс высокоскоростного пиролиза.
Принципиальная схема и режим работы ОПУ
В настоящее время в СССР энерготехнологическая переработка канско-ачинских углей осуществляется на двух опытно-промышленных установках (ОПУ):
1. На опытно-промышленной энерготехнологической установке производительностью 4 т/ч в г. Калинине.
2. На опытно-промышленной энерготехнологической установке производительностью 6 т/ч на заводе "Сибэлектросталь" в г. Красноярске.
В этой главе изложены результаты исследования влияния технологического режима энерготехнологической переработки ирша-бородин-ского угля на качество твердых продуктов пиролиза, полученных на Калининской ОПУ.
Следует отметить, что все угли Канско-Ачинского бассейна имеют практически одинаковый элементный состав органической части. Поэтому закономерности процесса высокоскоростного пиролиза любого канско-ачинского угля и качество органической части получаемого из него полукокса при одном и том же режиме пиролиза будут практически одинаковы. В связи с этим результаты исследования полукокса ирша-бородинского угля будут типичными для полукоксов других канско-ачинских углей .
Принципиальная технологическая схема Калининской ОПУ по энерготехнологической переработке твердых топлив представлена на рис.3.I. Данная установка выполнена по схеме с комбинированным теплоносителем. То есть в технологическом процессе используются два вида теплоносителя: газовый - на стадии бертинирования и твердый - на стадии полукоксования. Сущность энерготехнологической переработки угля на данной установке заключается в следующем.
Топливо, предварительно раздробленное, из бункера сырого угля (4) через ленточные весы (3) шнековым питателем (2) подается в молотковую мельницу с шахтным сепаратором ИЖ-І300/944 (І), в которой оно размалывается и подсушивается. В качестве сушильного агента используется газ, отбираемый из нижней части топки котла ЛМЗ, технологически связанного с ОПУ. Температура сушильного агента в исследуемых опытах представлена в табл.3.1, а его состав в табл.3.2. Размолотый и подсушенный уголь поступает в циклон сухой пыли (ЦСП) (II). Запыленный сушильный агент вместе с водяными парами, отделенный в ЦСП, сбрасывается через мельничный вентилятор (5) в сбросную горелку (16) котла ЛМЗ. Сухая пыль (сушонка) после ЦСП смешивается в реторте нагрева с газовым ; теплоносителем, в качестве которого используется горячий газ из технологической топки (12). В реторте нагрева происходит процесс бертинирования. Отделение горячей пыли (бертината) от газового теплоносителя осуществляется в циклоне горячей пыли (10). Запыленный газовый теплоноситель сбрасывается в сбросную горелку (15) котла ЛМЗ. Горячая пыль (бертинат) из ЦСП поступает в камеру термического разложения (КТР) (18), в которой онасмешивается с твердым теплоносителем и подвергается процессу полукоксования. В качестве твердого теплоносителя используется горячий кокс, получаемый путем частичного сжигания полукокса в технологической топке (ТТ) (12), и отделенного в циклоне горячего кокса (ЦГК)(9).
Таким образом, по длине технологического тракта энерготехнологической установки получается ряд промежуточных твердых продуктов - сушонка, бертинат, полукокс, горячий кокс - каждый из которых в зависимости от его качества может быть конечным товарным продуктом.
При энерготехнологической переработке твердого топлива предполагается получение в качестве основного товарного продукта -полукокса. Из принципиальной технологической схемы видно, что получаемый в КТР полукокс будет являться механической смесью горячего кокса и собственно полукокса. Поэтому качество такой смеси зависит от режимов работы как КТР, так и ТТ, т.е. от свойств горячего кокса и собственно полукокса.
В табл.3.I представлены температурные режимы получения промежуточных твердых продуктов в некоторых опытах.
Из табл.3.I видно, что температурный уровень процесса пиролиза невысокий, поэтому глубоких изменений в минеральной части топлива не должно произойти. Существенное влияние на характер протекания превращений в минеральной части топлива в процессе его пиролиза оказывает состав газовой среды.
В табл.3.2 представлены результаты анализа состава газовой среды в различных точках технологического тракта энерготехнологической установки.
Анализ газовой среды показал, что основные стадии процесса энерготехнологической переработки топлива - бертинирование, полукоксование и получение твердого теплоносителя - происходят в условиях восстановительной атмосферы с преобладающим содержанием С02 при незначительном количестве Ч? . Наибольшее количество СО vi/feS содержится в газе после КТР. Этот газ содержит также значительное количество углеводородов. Очевидно, в КТР происходят наиболее глубокие превращения органической части топлива. Кроме того, известно, что в условиях восстановительной атмосферы превращения в минеральной части топлива сдвигаются в области более низких температур по сравнению с превращениями в условиях окислительной, атмосферы.
Исследование теплотехнических характеристик полукокса
Основным конечным твердым продуктом энерготехнологической переработки канско-ачинских углей является полукокс, рациональное использование которого в энергетике или других отраслях народного хозяйства будет определятся его свойствами.
Во П главе отмечалось, что до сих пор не проводилось обширных комплексных исследований по теплотехническим и физико-химическим характеристикам полукокса, а существующие данные единичны. В связи с этим проведены комплексные исследования особенностей минеральной части полукокса разной зольности и его теплотехнических характеристик, результатам которых посвящена настоящая глава.
В результате энерготехнологической переработки получили полукокс, технический, состав которого представлен в табл.4J .
Полученный в процессе высокоскоростного пиролиза полукокс имеет низкую влажность, колеблющуюся в пределах 0,5-5-3,3%. Зольность полукокса колеблется в широких пределах от 8,6 до 31,3% на сухую массу. Очевидно это определяется не столько зольностью исходного угля, сколько температурным режимом в камере термического разложения и технологической топке. Вполне закономерно, что зольность полукокса выше зольности исходного угля. По вы-ходу летучих веществ ( у = 8 18%) полукокс сопоставим с тощими углями.
По элементному составу органической массы полукокс резко отличается от исходного угля. Это отличие заключается в повышен ном содержании углерода (Сг= 82,9-5-93,2) и пониженном содержании водорода ( // = 1,0 2,1) и кислорода ( О = 3,6-5-12,4). В связи с этим у полукокса возрастает отношение углерода к водороду ( Сг/И = 42,0-5-91,3). Поэтому, теплоценность полукокса выше теплоценности исходного угля. Теплота сгорания рабочей массы полукокса находится на уровне Q = 5100-5-5680 ккал/кг. Следует отметить, что отношение углерода к водороду у полукокса выше, чем у антрацита ( С / И - 23,5 54,0). Для углей Канско-Ачинско-го бассейна С /И = 14,2-5-16,4. По содержанию азота полукокс практически не отличается от исходного угля.
Исследование химического состава золы имеет принципиальное значение, поскольку характер превращения минеральной части топлива в топочном процессе и ее влияние на условия работы парогенераторов определяется не столько общей зольностью топлива, сколько составом золы.
Зола углей Канско-Ачинского бассейна отличается от золы других бурых углей высоким содержанием основных компонентов СаО, МдО и Fe2 05 . Для некоторых углей Канско-Ачинского бассейна содержание их доходит до 60-70% и более /7,9/. Химический состав золы канско-ачинских углей имеет четко выраженную зависимость от зольности /7,60,61/. С увеличением зольности угля увеличивается содержание Si02 , а содержание СаО, МдО ъРеЛ уменьшается, Содержание практически не зависит от зольности.
Химический анализ золы полукокса выполнялся в соответствии с /62/. Результаты анализа представлены в табл.4.2, По данным табл.4.2 построены графические зависимости химического состава золы от зольности полукокса (рис.4.I - 4.4).
Из рассмотрения табл. 4.4 и рис. 4.1-4.4 видно, что химический состав золы полукокса также имеет четко выраженную зависимость от зольности. Зависимость содержания Si02 и суммы основных компонентов СаО , МдО имеет характер, аналогичный для исходного угля. Т.е. с увеличением зольности полукокса увеличивается содержание Sl02 и уменьшается содержание суммы СаО+МдО, Так, при увеличении зольности полукокса с 18 до 31$ содержание
Si.О2 в золе повышается в 3,5 раза, при этом содержание суммы СаО и МдО снижается в такой же степени. Заметим, что зависимость изменения СаО от зольности для полукокса имеет более пологий характер, чем для ирша-бородинского угля и других углей Канско-Ачинского бассейна /63/. Очевидно, это связано с температурным фактором процесса пиролиза. Т.е. при повышении температуры по длине технологической линии энерготехнологической установки происходит разложение гуматов кальция и переход части окиси кальция в терригенную составляющую. Это обстоятельство подтверждается зависимостью изменения доли свободной окиси кальция от зольности полукокса, рис. 4.4.
Содержание 4 практически не зависит от зольности полукокса, рис. 4.2, однако общее содержание АС2Оз в золе полукокса меньше, чем в золе исходного ирша-бородинского угля /7,9,63/.
При увеличении зольности полукокса выше 15$ содержание Fe303 остается практически неизменным и находится на уровне 5-7$. При уменьшении же зольности полукокса ниже 15$ содержание б203 резко возрастает в 2-3 раза, рис.4.2. С увеличением зольности полукокса также возрастает содержание в золе К20 и JVa O рис.4.3. Общее содержание щелочей в золе полукокса не превышает 2%.
Исследование фракционного состава полукокса и технических показателей его отдельных фракций
На начальной стадии процесса энерготехнологической переработки уголь размалывается в молотковой мельнице с шахтным сепаратором.-Далее в процессе энерготехнологической переработки по длине технологической линии происходит разделение и смешение газопылевых потоков (см. гл.Ш, разд.3.1). При этом постоянно меняется фракционный состав угольной пыли.
В табл. 5.1 представлены результаты рассева нескольких проб полукокса, отобранного при различных температурных режимах камеры термического разложения. Рассев полукокса проводился на стандартных ситах с размерами ячеек 63,75,150,200 и 500 мкм машинным способом. По данным табл.5.I построены зерновые характеристики на диаграмме Розина-Раммлера, рис.5.1. Анализ зерновых характеристик показывает, что получаемый в процессе высокоскоростного пиролиза ирша-бородинского угля пылевидный полукокс имеет грубый фракционный состав. Полный остаток на сите 90 мкм колеблется в пределах 72-96%. На изменение фракционного состава полукокса оказывает влияние температурные и гидравлические условия процесса энерготехнологической переработки топлива. Так, с увеличением температурного уровня процесса пиролиза увеличивается полный остаток на сите 90 мкм, т.е. пыль огрубляется, но в то же время повышается равномерность распределения частиц по отдельным фракциям полукокса (увеличивается тангенс угла наклона зерновых характеристик на диаграмме Розина-Раммлера).
Зерновые характеристики полукокса на диаграмме Розина-Раммле-ра непрямолинейны. Поэтому коэффициент полидисперсности в области мелких и крупных частиц будет разным. Для определения коэффициента полидисперсности воспользуемся лиаграммой Колмогорова-Фай-Желева.
Розина-Раммлера (РР). На диаграмме ШЖ зерновая характеристика (I) прямолинейная, а зерновая характеристика (4) более близка к прямолинейной, чем на диаграмме PP. Поэтому значения коэффициента полидисперсности, характеризующие равномерность распределения частиц по фракциям, т.е. однородность структуры зернового состава, будут более представительными.
Коэффициент полидисперсности, определенный в соответствии с /83/ по диаграмме Ш& для рассматриваемых проб полукокса изменяется в пределах /77 = 1,44-1,84. То есть пылевидный кокс, полученный в результате высокоскоростного пиролиза ирша-бородинского бурого угля обладает более высокой однородностью, чем исходная пыль по шахтной мельнице {гп = 0,86, зерновая характеристика (5)). Массовый медианный диаметр изменяется в пределах Л$ = = 150 200 мкм.
Отдельные группы фракций пылевидного полукокса обладают различной зольностью, влажностью и выходом летучих веществ. В табл. 5.2 представлены результаты определения технического состава отдельных групп фракций полукокса.
По данным табл.5.2 построены графические зависимости изменения технического состава по фракциям полукокса, рис. 5.3.
Анализ графических зависимостей, изображенных на рис.5.3, показывает, что влажность отдельных групп фракций полукокса практически постоянная. Однако минеральная часть по отдельным группам фракций распределяется неравномерно. Неравномерность распределения минеральной части по фракциям полукокса обусловлена:
I) неравномерностью распределения минеральной части при размоле исходного угля в молотковой мельнице с шахтным сепаратором. Это связано в тем, что различные минералы обладают разной сопротивляемостью размолу;
