ТЕПЛОФИЗИКА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ

Горючие сланцы представляют собой осадочную горную по­роду, содержащую от 25 до 75% органического горючего ма­териала (керогена) сапропелитовой природы. Углеродный ске­лет сланца-кукерсита наряду с алициклическими и ароматиче­скими ядрамй содержит довольно протяженные алифатические цепи, чем объясняется значительно более высокая теплоемкость, кёрогена по сравнению с органической массой каменных углей.^ Рассмотрим в качестве примера результаты определения теплоемкости эстонского сланца-кукерсита и сланцевого кон­центрата [98]. Последний получен путем обогащения техноло­гического сланца сланцехимического комбината «Кивиыли» в тяжелых жидкостях без отмывки карбонатов сильными мине­ральными кислотами (табл. IX. 1).

Измерения теплоемкости проводились по методу диатерми­ческой оболочки в интервале температур 20—1000° С при ско­рости нагрева 10° С/мин. Результаты их отнесены к массе ис­ходной пробы. Поэтому для расчета эффективной теплоемко­сти необходимо учитывать потерю массы сланца с таким же со­держанием органического материала и при той же скорости нагрева (по данным о кинетике выделения летучих веществ в процессе термического разложения). Температурные зависимо­сти эффективной теплоемкости обоих образцов (рис. 46 и 47) подобны и характеризуются двумя экстремальными точками. Первая из них относится к температуре около 450° С, которой отвечает максимальный эндотермический эффект разложения керогена кукерсита (наиболее интенсивное разложение термо­битума и выделение основной массы летучих веществ). Возник­новение второго максимума при температуре около 850° С свя­зано с эндотермическим эффектом разложения минеральной части. По абсолютным значениям эффективные' теплоемкости исследованных материалов значительно отличаются друг от дру­га. Это объясняется существенными различиями в содержании

Минеральных соединений (табл. IX. 1), теплоемкость которых в 1,5—2 раза ниже теплоемкости органической части сланца. Од­нако при температуре выше 600° С (см. рис. 46 и 47) теплоем­кость технологического сланца возрастает с повышением тем­пературы более интенсивно, чем концентрата, вследствие зна­чительного поглощения тепла при разложении карбонатов.

Суммарный тепловой эффект пиролиза технологического сланца отрицателен — процесс протекает с преобладанием эн­дотермических эффектов — и составляет для интервала темпе­ратур 20—1000° С (—137) ккал/кг. В данном случае этот ре­зультат отнесен к исходной массе.