Окисление, выветривание и самовозгорание твердых горючих ископаемых в процессе залегания
Информация - Геодезия и Геология
Другие материалы по предмету Геодезия и Геология
µмпературном коксовании окисленных углей заметно уменьшается выход каменноугольной смолы и сырого бензола. Уменьшается также теплота сгорания коксового газа вследствие увеличения в нем количества кислородсодержащих компонентов, кроме того, повышается выход пирогенетической воды.
. Окисление и выветривание каменных углей приводит к появлению у них способности к взаимодействию с растворами щелочей невысокой концентрации. В этом отношении окисленные каменные угли приближаются по свойствам к бурым углям. Однако было бы неправильным называть продукты, выделяемые растворами щелочей из окисленных каменных углей, гуминовыми кислотами, поскольку известно, что при метаморфических превращениях бурых углей гуминовые кислоты претерпевают необратимые изменения и образуют в типичных каменных углях химически нейтральные гуминовые (витреновые) вещества. Поэтому продукты окисления каменных углей, растворимые в водных растворах щелочей, могут лишь условно быть названы гуминовыми кислотами. Выход их зависит от вида угля и интенсивности его окисления и может достигать 80%. По своему химическому строению и свойствам растворимые в щелочах продукты окисления каменных углей значительно отличаются от гуминовых кислот бурых углей: первые содержат меньше водорода и больше углерода, их щелочные растворы более оптически плотны и порог их коагуляции (при добавлении ВаС12) значительно ниже, они содержат большее количество ароматических фрагментов (по данным ИКС) в своей структуре по сравнению с гуминовыми кислотами бурых углей. Окисленные каменные угли отличаются от типичных бурых углей меньшим содержанием водорода (менее 4 и 6-5% соответственно), более высоким соотношением С/Н (19-23 и 14-15 соответственно). При полукоксовании в алюминиевой реторте окисленные каменные угли дают значительно меньший выход первичной смолы, чем бурые. Окисленные каменные угли отличаются от бурых наличием на поверхности налетов, свидетельствующих об окислении пирита FeS2 до сульфата железа (II) FeS04, а также появлением сети трещин.
Наряду с отмеченными свойствами углей при окислении изменяются также микротвердость, электропроводимость, температура самовозгорания и др.
В ряду гуммитов наибольшей склонностью к окислению и самовозгоранию обладают торфы. Однако интенсивное окисление и самовозгорание торфяников возможно лишь в случае их обнажения и обезвоживания.
Окисление и разогревание торфов при хранении их в штабелях(так же как и в обнаженных торфяниках) вызывается протекающими биохимическими процессами вследствие деятельности термофильных микроорганизмов, приводящими к гидролизу аминокислот и углеводов (в особенности гемицеллюлоз) с образованием моносахаридов и других активных соединений, способных взаимодействовать с кислородом воздуха при наличии в торфяной массе оксидов железа. Интенсивное окисление торфа, приводящее к значительному уменьшению его массы, наблюдается уже при 70-75 С.
Бурые угли обладают большей склонностью к окислению и самовозгоранию чем каменные угли. Отмечено, что температура самовозгорания бурых углей значительно ниже, и случаи их самовозгорания в штабелях наблюдаются чаще, чем каменных углей.
В ряду гумусовых каменных углей обнаруживается общая тенденция к уменьшению склонности их к окислению и самовозгоранию с возрастанием степени метаморфизма. Однако детальный анализ статистических данных об эндогенных пожарах в шахтах Донбасса (В.И. Саранчук) показал, что на фоне этой общей тенденции обнаруживаются минимумы и максимумы. Минимальной склонностью к самовозгоранию обладают угли с содержанием углерода 80-82,9%, максимальную склонность имеют угли с содержанием углерода 76, 85 и 89%. Это может быть объяснено изменениями химического ультратонкого строения веществ углей с возрастанием степени метаморфизма. Даже антрациты способны окисляться при взаимодействии с кислородом, причем известны случаи самовозгорания их при длительном хранении.
Петрографические микрокомпоненты углей обладают различной склонностью к окислению и самовозгоранию. Несмотря на то что при высоких температурах фюзинит поглощает значительно больше кислорода, чем другие микрокомпоненты углей, все же он более устойчив к окислению, чем лейптинит, и, особенно, витринит, который является наименее стойким к окислению и самовозгоранию микрокомпонентом углей. При температуре выше 100 С лейптинит окисляется значительно интенсивнее, чем витринит. В каменных углях с повышающееся стадией метаморфизма по склонности к окислению сближаются как витринит и экзинит, так и витринит и фюзинит. Микроскопические исследования показали, что на стадии глубокого выветривания окислению подвергаются все петрографические компоненты углей. Однако окисленные пласты угля в недрах не изменяют петрографический состав и не влияют на степень метаморфизма микрокомпонентов. [2]
3.Свойства кокса как металлургического топлива
3.1Физические и физико-механические свойства
Качество кокса, как металлургического топлива, определяется условиями, которые имеют место в доменной печи при выплавке чугуна. Как известно, основные процессы, связанные с восстановлением оксидов железа, осуществляются при высоких температурах за счет горения топлива. Однако этим роль кокса в доменном процессе не исчерпывается. Он является также разрыхлителем столба шихтовых материалов в печи, обеспечивая высокую газопроницаемость для вдувания в горн разли?/p>