Способ определения вязкостиплАСТичЕСКОй угОльНОй МАССы Советский патент 1981 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к коксохи1МИИ и может быть применено для опред ления вязкости пластической массы углей и угольных шихт, используемых для коксования. Известен способ, по которому измеряется усилие, необходимое для , перемещения в пластической угольной массе с постоянной скоростью тела определенной геометрической формсл, нгшример шара 11. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения вязкост пластической массы, по которому навеску измельченного угля массой 30 г помещают в неподвижную цилиндрическую реторту, обогреваемую со стороны дна. Нагрев угля ведут со скоростью 80-85 об/мин до 410-440 0 Образующаяся пластическая угольная масса под действием приложенного постоянного давления вытекает через трубку в боковой стенке реторты, дл на и диаметр которого равны 5 мм. Количество вытекающей в единицу вре мени пластической угольной массы рассматривается как мера ее вязкости или текучести) 12. Однако известныйспособ не позво ляет осуществлять высокоскоростной нагрев угля. Это препятствует применению его для определения вязкости пластической угольной массы слабоспексцощихся углей, так как повышение скорости нагрева углей приводит к увеличению выхода нелетучих жидких продуктов термической деструкции, наличием которых иопределяется превращение угля в пластическую массу. Поэтому при недостаточной скорости нагревания вязкость пластической массы слабоспекающихся углей вообще не может быть определена. Кроме того, существующий способ не позволяет удовлевторительно определять вязкость пластической угольной массы, поскольку предусматривает нагревание угля только со стороны дна реторты. Вследствие низкой теплопроводности угля и большой массы навески, при таком нагреве вдоль продольной оси загрузки создается значительный перепад температуры, быстро возрастающий при повышении скорости нагрева. Позтому уголь превращается в пластическую массу не во всем объеме одновременно, а лишь вблизи дна реторты, что искусственнс замедляет процесс истечения пластической угольной массы из отверстия и нарушает сплошность истекающей струи. Это приводит к искажению результатов определения. Цель изобретения - определение вязкости пластической угольной массы слабоспекающихся углей. , Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем нагрев угля до температуры, находящейся внутри температурного интервала пребывания угля в пластическом состоянии, и продавливание образующейся пластической угольной массы через отверстие, нагрев угля производят равномерно по объему со скоростью 120-200 об/мин с последующей изотермической вьщержкой в течение 5-40 с. Кроме того, продавливание пластической угольной массы производят через отверстие, выполненное в виде капилляра с отношением длины к диаметру в пределах 2:5, а нагрев угля и его изотермическую выдержку производят во всасываклдейся реторте. Равномерный нагрев угля со скорос тью 120-200 об/мин обеспечивает прев ращение в пластическую угольную массу не только хорошо спекающихся, но и слабоспекающихся углей, например, марок Д, Г, ОС, СС. Повышение же скорости нагревания до величины более 200 об/мин является нецелесообразным в связи с трудностью его осуществления в лабораторных условиях баз возникновения в угольной загруз ке существенного температурного перепада. Изотермическая выдержка нагретог угля обеспечивает полное выравнивание температуры и свойств пластической угольной массы по всему её, объ ему. Продолжительность выдержки выбирают в зависимости от степени метаморфизма угля и его теплофизических свойств. Кроме того, продавливание пластической угольной массы осуществляется через капилляр с отн шением. длины к диаметру в пределах 2:5, что позволяет организовать сплошной ламинарный поток пластичес кой угольной массы, который необходим для более точного определения вязкости. Однако увеличение отношения длины капилляра к его диаметру более 5 нецелесообразно, так как требует значительного увеличения давления выдавливания. Нагрев измеп ченного угля осуществляют в цилиндрической вращающейся реторте, что обеспечивает высокую скорость .и рав номерность нагрева угольной загрузк Таким образом, высокоскоростной и равномернь1й по объему нагрев угол ной загрузки с последующей изотерми ческой выдержкой обеспечивает возможность определения вязкости пласт ческой угольной массы слабоспекающихся углей, что расширяет область применения способа, а организация сплошного ламинарного потока пластической угольной массы в капилляре существенно уменьшает погрешность определения вязкости. Пример. Проводят определение вязкости пластической угольной массы, образуквдейся из угля марки Ж Дуванской ЦОФ. Характеристика угля: зольность 8,49%, выход летучих веществ 26,7%, толщина пластического слоя 24 юл, температурный интервал пребы,вания в пластическом состоянии 416486 0. Навеску измельченного и высушенного угля массой 5 г помещают во вращаквдуюся реторту, предварительно нагретую до . Нагревание осуществляют со средней скоростью 149 оЬ/мкк до температуры , изотермическую выдержку производят в течение 10 с. Затем реторту с углем помещают под пресс и на .угольную загрузку накладывают давление 122 кг/см. При этом пластическая угольная масса выдавливалась через капилляр диаметром 6 мм и длиной 24 ГФ1 в течение 19 с. С учетом вспучивания средняя скорость истечения. пластической угольной массы из капилляра составляет 0,0957 . Эффективную вязкость пластической угольной массы рассчитывают по известной формуле Г.г-. Р где г - радиус капилляра, MJ 1 - длина капилляра, м; р - давление на пластическую угольную массу, кг/см ; U) - средняя скорость истечения пластической угольной массы, . I Подставляя численные значения параметров , получгшт 4-12 4 3,14-3 10 122 X. 10 Г5:гт ,957х10х 24 10 1,65 10 П Формула изобретения 1. Способ определения вязкости пластической угольной массы, включающий нагрев угля до теьтературы, находящейся внутри температурного интервала пребывания угля в пластическом состоянии, и продавливание образующейся пластической угольной массы через капилляр, отличающ и й с я тем, что, с целью определения вязкости пластической угольной Массы слабо спекающихся углей, нагрев угля производят равномерно по Объему со скоростью 120-200 об/мин с последующей изотермической выдержкой в течение 5-40 сек, а продавли58вание пластической угольной маесы производят через капилляр с отношением длины к диаметру в пределах 2:5. 2. Способ по П.1, отличаюtq и и с я тем, что нагревание угля и его изотермическую вьщержку производят во вращающейся реторте. 89146 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тайц Е.М. Свойства каменных углей и процесс образования кокса, , . ;М., Металлургиздат , 1961, с.111-112 5 2. Гебучадзе Р.А. Излучениеуглей в пластическом состоянии.- Химия твердого топлива, М., 1967, № 2, с. 102-107 (прототип).