Введение к работе
Актуальность теш, в связи с обостряющимся дефицитом хорошо спекающихся углей в последнее Еремя предпринимаются попытки снижения доли таких углей в шихтах для коксования путем частичной их замены на Оолее дешевые и недефяцитные слабоспекавдиеся. Из углей, составляюдих шихту, наибольший интерес в качестве заменителей хорошо спекающихся углей представляет газовые угли.
Известные на сегодня способы подготовки шихты, позволяющие повысить долевое участке в них слабоспекаюдихся углей, носят характер физического воздействия и требуют достаточно громоздкого оборудования. Это, наряду с экономическими причинами, сдерживает их широкомасштабное использование.
Мевду тем существует новая и принципиально отличная возможность регулирования спекаемости углей и шихт непосредственно в процессе пиролиза путем воздействия на механизм химических превращений с помощью химически активных (каталитических) добавок. Реализация такой возможности, не требующая усложнения технологической схемы производства, монет быть осуществлена єідз на стадии подготовки пли смешения компонентов шихта и представляется весьма перспективной.
Работы, посвященные влиянию таких добавок на процессы спекания и коксообразования, немногочисленны, результаты носят эмпирический характер и не могут быть объединены системным подходом.
Цель работы заключалась в установлении особенностей пиролиза низкометаморфизованного газового угля Кузнецкого бассейна в присутствии добавок коксовой пыли и пирита для изучения возможности с их помошью целенаправленного формирования свойств кокса, в частности, его прочностных качеств.
Научная новизна. Впервые проведено систематическое исследование механизма влияния углеродных и углеродминеральных добавок (кок-соеой пыли, графита, древесного угля, ипритного шлама, пиритного концентрата н их композиций) на пиролиз газового угля Кузнецкого бассейна в температурном интервале плзстичности. Получены новые данные о характере влияния исследованных добавок на образование п структуру интермедиатов в процессе коксования газового угля, установлена связь с прочностными свойствами конечного продукта - лабораторного кокса.
Показано, что положительное действие коксовой пыли основано на сороиисяном механизме, способствующем улучшению условий спекания вследствие снижения активности кислородсодэркащих функциональных
групп. Действие же пирита (нанесенного на носитель) связано прежде всего с его каталитическим влиянием на процессы перераспределения водорода на начальной стадии пластического состояния, что способствует развитию мезофазных процзесов.
Установлено, что путем внесения небольших количеств пиритсо-держащих материалов можно эффективно регулировать процессы спекания и формирования свойств кокса. Применительно к газовому углю найдены значеній концентраций добавок, близкие к оптимальным.
Практическая значимость работы. Установленные особенности механизма влияния добавок на спекаемость газового угля расширяют представления о роли твердых углеродных (отстающих) и минеральны! компонентов шихты в процессах коксообрззсЕаяия. Кроме того, это позволяет целенаправленно осуществлять поиск эффективных добавок для улучшения свойств кокса.
Применительно к газовому углю показано, что для повышения степени анизотропности кокса, удушения его прочностных характеристик и увеличения выхода крупных классов целесообразно использовать добавку коксоеой пыли в смеси с пиритом в концентрации 2.5 и 0.1-0.2 % соответственна.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на I Всесоюзном симпозиуме "Проблемы катализа в углехимии" (Донецк, 1990), VI Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов "Пути повышения эффективности использования углей" (Свердловск, 1991), Ш конференции молодых ученых-химиков (Донецк, 1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 статьи, 5 тезисов на Всесоюзных и республиканских конференциях, получено положительное решение по заявке на изобретение.
Объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 205 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, библиографического списка из 237 наименований, содержит 18 таблиц, 30 рисунков.
