Технология производства кокса - Иванов Е.Б
Скачать (прямая ссылка):
Температура в средних слоях загрузки начинает повышаться позже, чем в пристенном слое. Время отставания тем большее, чем дальше слой от стенки. Таким образом, распределение температур внутри загрузки неравномерно и неравномерность сохраняется в течение всего периода коксования.
Из рис. 24 видно, что скорость подъема температуры в разных слоях загрузки резко отличается. В слоях, расположенных на расстоянии 30—40 мм от стены, она сильно зависит от температуры стены. В более удаленных слоях эта зависимость меньше. Скорость повышения температуры в этих слоях в интервале от 300 до 700° С
колеблется от 0,5 до 4,0 град/мин. В последней трети периода коксования резко увеличивается скорость подъема температуры в осевой плоскости коксового пирога. Это связано с возрастанием температуро- и теплопроводности коксующейся загрузки, а также с тем, что тепловой поток усиливается излучением от стен камеры благодаря образованию больших трещин в коксе. Характеристика теплового потока в угольной засыпи предопределяет специфику изо-хрон по ширине камеры коксования. Изохроны температур по ширине 52 112 W2 2Ю половины коксуемого слоя (от стены Расстояние от стены камеры, мм до осевои плоскости коксового пи-Рис. 25. Изохроны температур по рога) показаньі на рис. 25. Даже на длине печной камеры ПК-2К (дан- Vo ^oni,^.,o^,,„
ные Н. К. Кулакова). Цифры на 1^M часу коксования равномерно кривых — время коксования. распределяется температура только
Ю 12 14 16
Рис. 24. Динамика изменения температур угольной загрузки и стен камеры коксования:
/ — температура поверхности стены; 2 — температура загрузки у стены камеры; 3 — температура на расстоянии 50 — 60 мм от стены камеры; 4 — температура на расстоянии 130 — \40 мм от стены камеры; 5—температура по оси камеры.
на расстоянии 162 мм от стены. Различие в крутизне изохрон указывает, что в одинаковом интервале температур будут находиться различные по толщине слои угольной шихты в разных местах камеры. Так, при граничных температурах 500—600° С на расстояниях 20, 52, 115 и 160 мм от стены будут слои толщиной, соответственно, 6, 15, 9 и 14 мм (темные прямоугольники на изохро-нах). Это накладывает отпечаток на ход процесса коксообразования, о чем будет идти речь ниже.
На уровне 100° С повышение температуры серединных слоев задерживается вследствие, испарения влаги.
Распределение температур по ширине печной камеры на разных уровнях загрузки различно вследствие неравномерности температур на поверхности греющей стены и различной плотности угольной загрузки. Это в значительной мере определяет неоднородность кокса, выдаваемого из печи.
§ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УГЛЕЙ ПРИ СПЕКАНИИ ИХ СМЕСЕЙ В КОКСОВЫХ ПЕЧАХ
у Термические превращения органической массы углей зависят от свойств исходных углей и от условий термического воздействия на угли.
При нагреве до 200° С из угля выделяются окклюдированные в нем газы, испаряется и удаляется вода. При дальнейшем нагреве уголь разлагается, а при 300—350° С выделяется пирогенетичес-кая влага и газообразные продукты, образующиеся вследствие разрыва наименее устойчивых боковых цепей элементарных структурных единиц. Одновременно происходят реакции между основной массой вещества углей и образующимися соединениями.
Дальнейшее повышение температуры приводит к более интенсивному разложению вещества углей. Образуется угольная пластическая масса, характерная для всех углей, дающих кусковой кокс.
В отдельно взятом угольном зерне до 320—350° С не происходит никаких внешне заметных изменений. Дальнейший нагрев до 380— 420° С вызывает образование на поверхности зерна пленки жидкой фазы, насыщенной пузырьками газообразных продуктов термической деструкции угля. При 500—550° С жидкая пленка затвердевает и образуется трехслойная система, состоящая из наружной затвердевшей корочки, среднего пластического слоя, заполненного пузырьками газов, и недеформированной внутренней части зерна. Затем на внешней затвердевшей корочке появляются трещины, и из них вытекает часть пластической массы, образовавшейся в центральных зонах. Эта масса также затвердевает на поверхности. Так продолжается до тех пор, пока вся внутренняя часть зерна не превратится в полукокс.
Температура начала образования жидкой фазы и затвердевания
различна для разных марок углей. Так, по данным А. М. Мирош -ниченко, для донецких каменных углей начало образования пласти -
ческой массы находится в пределах 355—400° С, а затвердевание начинается при 435—480° С (табл. 37).
Каждое зерно в смеси индивидуально претерпевает описанные выше превращения, но жидкие пленки соседних зерен сливаются вместе и образуют сплошную вязкую пластическую массу.
В период существования пластической массы протекают основные химические реакции между газовой, жидкой и твердой фазами, а также внутри каждой из них. Наряду с деструкцией в этот период идут реакции поликонденсации, полимеризации и сополимеризации, ведущие к образованнию высокомолекулярных соединений.
