ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пластический слой или зона—экран из "Кокс" В соответствии с данными, изложенными ниже, можно ожидать, что уголь в пластическом состоянии будет находиться между изотермическими поверхностями вр и 0 -, соответствующими температурам начала плавления и затвердевания при данной скорости нагрева. Температура начала плавления угля при нагреве его в условиях термического градиента несколько ниже, чем при равномерном нагреве. [c.143] Толщина пластического слоя порядка 1 см увеличивается в направлении от простенка к середине печи. Этот пластический слой часто называют зоной—экраном, так как было установлено, что он создает больпюе сопротивление проходу газов. В случае применения угля высокой степени метаморфизма, хорошо плавящегося, тонкоизмельченного и хорошо уплотненного, потери давления особенно высоки. Газы гораздо быстрее проходят через пластический слой при большей крупности и небольшой плотности шихты. Пластический слой играет основную роль в процессе вспучивания угля. [c.143] Однако дело обстоит не совсем так эти давления создаются скорее от вспучивания самого пластического слоя, происходящего вследствие образования внутри него пузырьков газа, чем от увеличения давления внутри объема, который этот слой обволакивает. При этом предполагается, что пластический слой плохо замкнут или, по крайней мере, очень проницаем в верхней части загрузки н вдоль дверей печей, где термический градиент незначителен. [c.144] Большая часть летучих веществ, выделяющихся в процессе низкотемпературного пиролиза, за исключением паров свободной влаги, образуется в самых горячих областях пластического слоя. [c.144] Вследствие относительной непроницаемости экранной зоны по вертикали пиролизные газы следуют по двум путям в зависимости от того — выходят ли эти газы с горячей или с холодной стороны зоны-экрана. [c.144] Большая часть газов, а именно 75—90% общего количества летучих веществ, по мнению авторов, выходит с горячей стороны зоны и, пройдя через слой кокса, следует вдоль стенки камеры. [c.144] Остальная часть, состоящая главным образом из паров первичных смол, выходит с холодной стороны, проникает в верхнюю часть печи, проходя через, уголь и не попадая в зону высоких температур. [c.144] Пары первичных смол содержат много компонентов, обладающих очень высокой точкой кипения эти компоненты конденсируются вокруг более холодных зерен угля, которые им встречаются в непосредственной близости от пластического слоя. Вслед за тем температура зоны, в которой сконденсировались смолы, повышается вследствие передачи тепла от стенки камеры. Сконденсировавшаяся смола начинает частично испаряться, слегка удаляясь внутрь печи, и снова конденсируется вместе со вновь образовавшейся смолой. Следовательно, пластический слой в процессе своего движения толкает перед собой некоторое количество первичной смолы. Когда уголь доводится до температуры плавления, в нем содержатся тяжелые фракции еще не испарившейся смолы, и это изменяет его поведение по сравнению с углем, не содержащим этих фракций и находящимся в условиях равномерного нагрева. [c.144] Считают, что в начале плавления уголь содержит от 1 до 5% этих тяжелых фракций их определение и измерение довольно сложны и неточны проведенные исследования [4] показали, что количество фракций увеличивается с увеличением выхода летучих веществ в загрузке и при удалении от простенка к внутренней части печи. [c.144] В условиях лаборатории можно легко проследить за тем, как присутствие некоторого количества тяжелых фракций смолы сильно увеличивает пластичность угля и значительно снижает, примерно на 10—20° С, температуру начала его плавления. [c.144] Если в шихту, находящуюся в камере коксовой печи, поместить зонд для определения давления, то по измерениям давления можно будет судить о положении и движении пластического слоя. Гораздо более легким представляется изучение этого явления в лабораторных условиях. [c.145] Пластометрический аппарат Сапожникова. В некоторых странах Восточной Европы для изучения коксующих свойств углей используется метод Сапожникова. [c.145] Этот метод состоит в измерении толщины пластического слоя в условиях стандартизованного лабораторного опыта при нагреве пробы угля. Проба угля массой 100 г помещается в вертикальный цилиндр, нагреваемый снизу. Когда в его нижней части начинает образовываться кокс, в уголь вертикально вводят иглу. Момент, когда можно заметить, что сопротивление погружению иглы становится слабее, означает, что игла вошла в пластический слой. Продолжая углублять иглу, мы, наконец, наталкиваемся на слой затвердевшего полукокса. [c.145] Толщина пластического слоя измеряется величиной в миллиметрах участка иглы между этими двумя моментами при ее погружении. [c.145] Было предложено измерять одновременно с толщиной пластического слоя также температуру плавления и затвердевания, используя в качестве зонда термопару. Однако точность такого измерения на практике оказалась недостаточной, так как между спаем термопары и контактирующим с ним углем не достигается термического равновесия в результате попадания термопары в условия высокого термического градиента. [c.145] Введение иглы-зонда в опыте Сапожникова показывает, что она делится на две зоны очень тонкую, слегка пластичную и зону, в которой полукокс полностью затвердевает. [c.146] Если мы поместим в уголь во время его загрузки маленькие металлические шары, то увидим, что при встрече с пластическим слоем они погружаются из 2-й зоны в 4а. Пластический слой (2 + 3 + 4а) в этих опытах имеет примерно 12 мм толщины при скорости нагрева 2° С/мин и термическом градиенте порядка 100° С/см. [c.146] Для некоторых хорошо вспучивающихся углей толщина пластического слоя может достигать 15—18 мм она во многом зависит от давления, оказываемого на уголь. [c.146] Зона вспученного угля, которую мы наблюдали в предыдущем случае, в этом опыте не существует, хотя в лабораторных экспериментах при равномерном нагреве и при такой же скорости повышения температуры уголь 336 явно вспучивается. Толш,ипа пластического слоя (2 + За) здесь не более 8 мм при тех же условиях опыта. [c.146] В случае смеси, еще менее плавкой, но способной давать хороший металлургический кокс при загрузке печи с трамбованием (например, при шихте из 30% пламенного жирного угля, 30% жирного В, 30% угля с выходом летучих веществ 22% и 10% коксовой пыли), возникновение пластического слоя практически не различимо ни методом Сапожникова, ни рентгенографически. [c.146] Вернуться к основной статье