Сторінка
2

Брикетування вугілля

Пластичність росте із збільшенням температури і характеризує придатність суміші до пресування, відображаючи рухливість суміші, кут внутрішнього тертя, зчеплення, прилипання і пружність.

Структурна міцність брикетів остаточно набувається в процесі охолоджування. Брикет, що виходить з процесу має температуру, близьку до температури розм'якшення зв'язуючого. Охолоджування брикетів здійснюється повітрям.

Як зв'язуюче при брикетуванні кам'яного вугілля і антрацитів використовуються важкі залишки переробки смолистих нафт, кам'яновугільний пек, сульфід-спиртова барда, побічний продукт переробки деревини за сульфатним целюлозу по сульфатному методу, гумати натрію і амонію, сланцеві бітуми, смола напівкоксування і фуси напівкоксування, а також суміші перерахованих вище органічних речовин.

Молоде буре вугілля, яке брикетують без зв'язуючого, можна розглядати як високомолекулярні сполук нерегулярної будови, властивості яких багато в чому визначаються процесами колоїдного набухання. Брикетування такого вугілля можна розглядати як складний багатостадійний процес утворення міцного комплексу за рахунок високого тиску пресування. Існує декілька гіпотез утворення брикетів з бурого вугілля.

Колоїдна гіпотеза оцінює брикетуємість бурого вугілля з позиції дії молекулярних сил. При зближенні частинок вугілля до відстаней, коли починається дія молекулярних сил, відбувається зчеплення поверхневих шарів з утворенням брикетів. Ця гіпотеза оцінює вологу як зв'язуючий прошарок, сприяючий ковзанню частинок одино відносно одної.

За капілярною гіпотезою буре вугілля розглядається як пружний нееластичний гель, що має велику внутрішню поверхню за рахунок безлічі капілярів, всередині яких міститься вода. При пресуванні частина води видавлюється з капілярів, заповнюючи проміжки між зернами. У місцях контакту зерен через водний шар виникають сили капілярного натягу і сили зчеплення. У залежності від товщини плівки змінюється міцність брикетів. Максимальна вона при мономолекулярній плівці води.

Бітумна гіпотеза брикетування бурого вугілля розглядає процес як аналог брикетування зі зв'язуючим, роль яког відігравають бітуми, що містяться в бурому вугіллі. Бітуми, вміст яких в молодому вугіллі становить 5-20 %, плавляться при температурі біля 900С і в розплавленому стані володіють хорошою клеючею здатністю. У самій вузькій частині формовочного каналу штемпельного преса (буклі) вугілля нагрівається до 250-300 0С, і бітуми, що виділяються при цьому обволікають тонкою рівномірною плівкою поверхню вугілля і в умовах підвищеного тиску пресування зв'язують окремі зерна в брикет чорного кольору з блиском, характерним для бітумів.

За гуминово-кислотною гіпотезою брикетуємість вугілля залежить від вмісту в ньому гумінових кислот, які виступають в ролі зв'язуючих, виділяючись в процесі пресування. Чим більше в бурому вугіллі гумінових кислот, тим вище його вологість і краща брикетуємість.

Найбільш сучасною і довершеною є гідраційно-молекулярна теорія. Згідно неї основними параметрами, що визначають брикетуємість, є залишкова волога після сушки і крупність вугілля. Головними елементами цієї гіпотези є оптимальне співвідношення адсорбційної і капілярної вологи в зовнішніх і внутрішніх шарах вузьких класів крупності "сушонки" і кількість вологи, що видавлюється при певному тиску пресування.

Основними чинниками, що впливають на процес отримання міцних брикетів з бурого вугілля, є вологість і крупність вугілля, тиск і температура пресування, сушка і охолоджування брикетів.

Оптимальна вологість "сушонки", що відповідає найбільшій міцності брикетів, залежить від тиску пресування, крупності "сушонки", природи і ступеня окиснення поверхні вугілля. Гранулометричний склад тісно пов'язаний з процесом пресування, оскільки при зниженні крупності меншає час і кількість енергії, що затрачуються на крихкі і пружні деформації матеріалу і збільшується частка енергії і часу на корисні пластичні деформації. Для брикетів, що використовуються в побуті, верхня межа крупності становить 4-6 мм, для технологічних брикетів до 2 мм. У першому випадку це продиктовано умовами займистості, у другому - підвищеною щільністю структури, необхідною для подальшої термічної переробки.

Для ущільнення брикетної суміші при брикетуванні вугілля і антрациту зі зв'язуючими звичайно застосовують вальцові преси, що розвивають зусилля пресування 20-50 МПа. Пресування бурого вугілля здійснюють в штемпельних пресах під тиском 80-120 МПа. Іноді буре вугілля брикетують в кільцевих пресах.

Таким чином, брикетування є однією з перспективних галузей, що забезпечує високий потенціал паливно-енергетичного комплексу і комунального господарства.

ЛІТЕРАТУРA

1. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей.- К.: Наукова думка.

2. Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция бурых углей.- К.: Наукова думка, 1984.

3. Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых.- К.: Вища шк., 1987.-359с.