Способ определения адгезии связующих материалов к угольной поверхности, преимущественно связующих материалов с пониженной температурой размягчения 30-45 @ С Советский патент 1990 года по МПК C10B57/00 

Изобретение относится к способам переработки углей и может быть использовано для определения адгезии связующих материалов к поверхности углей, используемых в производстве брикетов для коксования и для сжигания в бытовых печах.

Цель изобретения - повышение точности анализа.

Пример. Для определения адгезии мягкого пека, полученного из каменноугольной смолы Горловского КХЗ при 285°С, со следующими характеристиками качества: зольность О,1%, сернистость/ 7%, температура размя - чения по К и Ш 34°С, коксуемость

31,2% выход летучих веществ 75,1%, вязкость 6,2 У.Г. при к газовому углю Октябрьской ЦОФ с характеристиками: влажность 2,6%, зольность 6,7%, сернистость 1,4%, выход летучих веществ 34,6%, толщина пластического слоя 10 мм, выход жидких нелетучих продуктов по методу ХПИ 15,8% навеску угля крупностью 0,5-2 мм массой 3 г и навеску связующего массой 1,5 г помещают во вкладыш центрифуги. Нагревание осуществляют со скоростью 6 С/мин до 70 с, изотермическую термофильтрацию путем наложения центробежного поля при факторе разделения центрифуги 250 осуществляют в течение

с:

со 4; Ч

3 мин. При этом часть пека вступает в ацсорбционное взаимодействие с поверхностью угольных зерен, доля связунщего, адсорбированного угольной загрузкой, составляет 20,3% при средней квадратической ошибке определения составляет 0,89.

Влияние степени измельчения угля при нагреве до и факторе разделения центрифуги 250 на долю связующего, адсорбированного угольной загрузкой, представлено в табл.1.

Из данных табл.1 .следует, что с изменением степени измельчения угля показатели метода изменяются: при изменении угля до размеров зерен 0-3 мм, 0,5-1 мм, 0-0,5 мм связующее не проходит через слой фильтрующих зерен вследствие того, что из-за наличия в угле зерен крупностью менее 0,5 мм фильтрующий слой сильно уплотняет ся под действием центробежных сил и становится непроницаем для связующего. Вследствие этого результаты анализа искажаются и средняя квадрати- ческая ошибка определения резко увеличивается. При испытании угля с размером зерен 1-3 мм внешняя удельная поверхность зерен невелика и затруднений для фильтрации связующего нет. Однако в зтом случае резко нарушается представительность пробы угля, поскольку в измельченных для коксования и брикетирования углях доля зерен крупностью 1-3 мм всего лишь 15-20% Позтому наиболее предпочтительными для анализа являются угольные зерна размеров 0,5-2 мм, поскольку доля их в измельченной для технологических углей угольной засыпи значительна (35-55%), фильтра1Д1я связующего чере слой протекает свободно и значения показателя предлагаемого метода определяются адгезией связугадего к угольной поверхности, а не гидродинамическим сопротивлением слоя.

В табл.2 представлены данные влияния температуры фильтрации при факторе разделения центрифуги 250 для навески угля крупностью мм на долю связующего, адсорбированного угольной загрузкой.

Из данных табл.2 следует, что для анализа связующих материалов, исползуемых для брикетирования углей и

вследствие этого имеющих температур размягчения 35-А5°С, изотермическая фильтрация не может осуществляться

. з

3Д79

при температуре ниже 65°С, поскольку при более низкой температуре вязкость связующих высока и удерживание их слоем угля определяется не силами адгезии, а гидродинамическим сопротивлением слоя угля. На это указывает и очень большая средняя квадратичес- кая ошибка определения. .Q Повышение температуры анализа вьш1е 75°С приводит к вспучиванию связующего при проведении опыта, его частичному испарению и деструкции. Вследствие этого результаты анализа |с искажаются и резко возрастает средняя квадратическая ошибка определения.

Поэтому изотермическую фильтрацию необходимо проводить при температуре

70-50 С.

В табл.3 представлены данные влия

ния фактора разделения центрифуги на долю связующего, адсорбированного угольной поверхностью, для угля крупностью 0,5-2 мм при температуре фильт- 25 рации .

Из данных табл.3 следует, что оптимальным фактором разделения центрифуги является 250±16. При более низком его значении процесс термофильт- 3Q рации малоэффективен, а более высокий фактор разделения усложняет методику анашиза.

Для определения адгезии связующих материалов, характеристики которых представлены в табл.4, поверхностью углей разной степени метаморфизма, характеристики которых представлены в табл.5, а .также угольной шихты состава (по маркам углей), %: Г Октябрьской ЦОФ 27 Ж Дуванекой ЦОФ16

ОС Колосниковской ЦОФ 28,5 Т Чумаковской ЦОФ 28,5 проведены 3-4 параллельные определения при установленных условиях проведения опыта, т.е. для угля крупностью 0,5-2 мм при нагреве до 70°С и термо- фильтрадии связующего через угольную навеску при факторе разделения центрифуги 250. Результаты определений представлены в табл.6. Данные табл.6 показывают, что способ позволяет разграничивать связующие по адгезионным свойствам к различным углям, при этом доля связующего, адсорбирован- 5 ного угольной загрузкой изменяется от 17,6 до 43,6% при средней квадратической ошибке определения не более 1 абс.%.

35

40

50

Способ определения адгезии связующих материалов позволяет производить подбор вида и количества связующего для технологии частичного брике 1иро-- вания шихты перед коксованием, т.е. позвсяяет определить пригодность различных продуктов в качестве связующего для частичного брикетирования щихты.

В табл.7 представлены результаты определения прочности брикетов из шихты при расходе связующего 6% на раздавливание и сбрасывание.

Данные табл.7 показывакл-, что величина адгезии связующих к угольной поверхности коррелируется с таким показателем, как прочность брикетов, что может быть использовано при подборе связующего для частичного брикетирования шихты. Далее было проведено испытание прочности брикетов на раздавливание (при расходе связующег 3,6 и 9%),

Результаты испытаний представлены в табл.8.

Из данных табл.8 следует, что величина адгезии связуюпщх к угольной поверхности коррелируется с расходом связующего для частичного брикетирования, при котором получаются доста

точно прочные брикеты (4 МПа). Так, если для получения достаточно прочных брикетов с использованием термоокис- ленного мигкогч; пека требуется 5-6% связукщего, то при использовании

мягкого пека 8-9%, что подтверждает возможность использования способа в технологии частичного брикетирования щихты перед коксованием.

Формула изобретения

Способ определения адгезии связующих материалов к угольной поверхности, преимущественно связующих материалов с пониженной температурой размягчения 30-45°С, включающий нагрев навесок угля и связующего в соотношении 2:1, термофильтрацию расплавленного связующего через слой угольной навески в центрифуге и определение массы связующего материала, адсорбированного навеской угля, о т

личающийся тем, что, с

целью повышения достоверности анализа, берут навеску,угля с крупностью зерен 0,5-2 мм, нагрев навески угля и связующего материала ведут до

и темофильтрацию проводят при факторе

разделения центрифуги 250± 16.

I

Таблица 1

Изобретение относится к переработке углей, в частности к технологии частичного брикетирования шихты перед коксованием, и позволяет повысить точность анализа при определении адгезии связующих материалов с пониженной температурой размягчения 30-45°С к угольной поверхности. Для определения адгезии связующего к поверхности отдельного угля или шихты навеску угля в количестве 3 г крупностью 0,5-2 мм, навеску связующего в количестве 1,5 г помещают во вкладыш центрифуги, нагревают до 70±5°С и проводят изотермическую термофильтрацию путем наложения центробежного поля при факторе разделения центрифуги 250±16, при этом среднеквадратическая ошибка определения составляет менее 1%. Показано, что величина адгезии связующих к угольной поверхности, определенная предложенным способом, коррелируется с расходом связующего для частичного брикетирования. 8 табл.

.Доля связукщего, адсорбированного угольной загрузкой, %

Средняя квадрати- ческая ошибка определения

42,5 8,5 19,0 20,3 36,8 62,3 1,63 1,01 0,98 0,89 1,42 12,4

Доля связующего, адсорбированного угольной загрузкой,% 42,0

22,3 21,0 20,3 20,6 20,4 19,4 18,6

Средняя квадрати- ческая ошибка опыта

1,88

1,23 0,89 0,89 0,93 1,22 1,49 1,54

266 284 I ЗАО 360 444 1000

Фактор р деления центрифуги

Доля свяэунцего, адсорбирошанного тгольиой загру,- 20,.4 -J ±J 2Jl 2:il

Средняя кяадра; Гв1::™Г 392 2.12 1.92t..88J.....99

0,08

О, 10

О, 10

0,5

0,7

0,7

ТаблицаЗ

266 284 I ЗАО 360 444 1000

Таблица

не определяется

18,6

89,31,9

ЗА

31,2

75,66,2

33

30,5

70,5

6,2

ТаблицаЗ

1613479

10 Таблицаб