Окисление, выветривание и самовозгорание твердых горючих ископаемых в процессе залегания
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
, желтые, белые налеты (отложения сульфатов за счет окисления пиритной серы и гидроксидов железа, карбонатов, каолинита и др.).
. Изменяется также масса угля (сначала увеличивается до 8%, а затем уменьшается).
. Резко возрастает пористость углей, причем за счет увеличения объема макропор. Объем более мелких пор несколько уменьшается.
. Кроме того, изменяется элементный состав органической массы углей. Как правило, содержание углерода и водорода уменьшается, а содержание кислорода соответственно увеличивается. Изменение элементного состава углей при их хранении на угольных складах относительно невелико. Оно более заметно при окислении углей в лабораторных условиях при повышенной температуре.
. Изменяется выход и элементный состав летучих продуктов, образующихся при термической деструкции углей до 550 С: в составе летучих продуктов значительно увеличивается доля кислорода, уменьшается содержание углерода и водорода.
. Значительно увеличивается содержание активных кислородсодержащих функциональных групп в структуре углей: карбоксильных, альдегидных; кетонных и хиноидных карбонильных групп; фенольных, енольных и спиртовых гидроксильных групп; метоксильных и сложноэфирных группировок.
. Изменение элементного состава и химического строения органических веществ углей в результате окисления влияет на выход летучих веществ и теплоту сгорания углей. Выход летучих веществ при окислении сначала, как правило, увеличивается, а затем уменьшается, причем для высокометаморфизированных углей возрастание выхода летучих веществ более значительно, чем для малометаморфизированных. При этом в результате окисления малометаморфизированных углей может наблюдаться и уменьшение выхода из них летучих веществ. По мере увеличения продолжительности окисления углей в составе летучих веществ уменьшается содержание водорода, метана, этана и возрастает количество кислородсодержащих газов - оксида углерода (II) и оксида углерода (IV). Снижение теплоты сгорания углей в результате их окисления наиболее заметно для малометаморфизированных углей.
. Характерным является заметное повышение содержания гигроскопической влаги в углях при окислении. По данным В.С. Веселовского, увеличение влажности после окисления в одинаковых условиях различно для углей разных марок (от 2,5-5% у угля марки Д до 0,2-4% у тощего угля).
. Вследствие увеличения количества кислородсодержащих групп на поверхности угольных зерен она становится гидрофильной, что резко снижает флотируемость углей.
. При окислении спекающихся каменных углей ухудшается их спекаемость. Проведенное В.Г. Зашкварой и Э.С. Крымом подробное изучение изменения спекаемости различных углей при хранении на угольных складах и в результате окисления в лабораторных условиях показало, что окисление углей приводит к уменьшению толщины пластического слоя и увеличению конечной пластометрической усадки, снижению величины индекса Рога, сокращению температурного интервала пребывания углей в пластическом состоянии, увеличению вязкости пластической угольной массы. Прочность образующегося полукокса при этом снижается. Особенно чувствительными к окислению оказались слабоспекающиеся угли. Отмечено, что ухудшение спекаемости углей наблюдается уже на ранних стадиях окисления, когда практически еще не наблюдается изменение других характеристик (выход летучих веществ, влажность, трещиноватость и др.).
Изменение спекаемости углей в результате их окисления имеет большое практическое значение, поскольку существенно сказывается на качестве получаемого кокса. Как правило, коксуемость углей при их окислении ухудшается. Только для очень хорошо спекающихся жирных углей незначительное окисление приводит к некоторому улучшению качества получаемого из них кокса вследствие того, что окисление снижает чрезмерное вспучивание их в пластическом состоянии, которое вызывает получение мелкого, хрупкого и легко истирающегося кокса губчатой структуры. Однако современные угольные шихты для коксования имеют невысокую спекаемость, поэтому использование в них окисленных углей резко ухудшает качество получаемого кокса.
Различные методы, используемые для оценки спекаемости углей, обладают неодинаковой чувствительностью при оценке изменения спекаемости углей и угольных шихт в результате окисления.
Работами В.А. Лебедева установлено, что метод термической деструкции углей в центробежном поле позволяет определить изменение спекаемости углей при хранении их на угольных складах коксохимических заводов еще на ранних стадиях окисления, когда пластометрические показатели углей еще практически не изменились. Обработка углей кислородом при повышенных температурах в лабораторных условиях показала, что окисление приводит как к уменьшению выхода жидких нелетучих продуктов, так и к изменению группового компонентного состава и свойств: уменьшается термическая стойкость и спекающая способность жидких нелетучих продуктов пластической массы углей, в составе ЖНП снижается доля наиболее ценных для спекания компонентов - асфальтенов и карбенов, что и приводит к ухудшению спекаемости углей.
. В результате изменения химического строения органической массы углей после окисления наблюдается снижение выхода первичной смолы при их полукоксовании, а также увеличение содержания кислородсодержащих соединений в смоле и первичном газе и возрастание выхода подсмольной (или надсмольной) воды. При высокот?/p>