ТЕПЛОФИЗИКА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Теплоемкость углей В пластическом состоянии

Пластическое состояние явля­ется наиболее активной в химиче­ском отношении фазой пироген - ного процесса. По мере перехода угля в пластическое состояние все более устойчивые - элементы структуры из числа периферий­ных цепей охватываются реакци­ями деструкции. Эта реакции ха­рактеризуются высокой энергией активации и требуют значитель­ного количества энергии от внеш­них источников, поскольку тепла, выделенного в протекающих па­раллельно реакциях синтеза, не­достаточно для поддержания про­цесса. Кроме того, некоторая часть энергии отводится из зоны реакции в виде скрытой теплоты парообразования и «физическо­го» тепла с парогазовыми про­дуктами разложения.

Ниже приведены результаты определения теплоемкости и теп­ловых эффектов реакций пироли­за угля в пластическом состоянии [70], полученные при исследова­нии углей технологических групп КЖ14 (ш. «Тайбинская»), К13

Рис. 30. Температурная СУа, хал/(г°С) Сщ, кДж/(кг-К).

Зависимость эффектив­ной теплоемкости углей в пластическом состоя­нии:

/ — марка КЖ-14; 2 — марка КДЗ; 3— марка Кг

(Судженская ЦОФ) и марки К2 (ш. «Коксовая») (табл. VII. И).

Для более детального исследования эффективная теплоем­кость определялась через 25° С, а в некоторых случаях — через 10° С.

Исследования показали, что истинная (равновесная) тепло­емкость углей в пластическом состоянии, обусловленная физи­ческими свойствами твердых продуктов пиролиза, монотонно возрастает с повышением температуры и не обнаруживает ни­каких экстремальных значений.

Что касается эффективной теплоемкости, которая зависит от величины и знакг суммарного теплового эффекта хи­мических реакций, протекающих при данной температуре, то ее температурная зависимость имеет более сложный вид (рис. 30). Переход в пластическое состояние отмечается на кривой Сэф(Т) первым эндотермическим максимумом, т. е. при температуре около 475° С. Структурирование пластической массы проявляется на кривой в виде экзотермического мини­мума на фоне в целом эндотермического процесса. Характерно, что у слабоспекающихся углей (в данном случае уголь марки К2) этот эффект проявляется слабо или вовсе отсутствует. Как отмечалось выше, эта зависимость носит устойчивый характер, что позволяет использовать величину первого эндотермического максимума на кривой СЭф(Т) в качестве своеобразной характе­ристики пластических свойств угля.

Значения эффективной теп­лоемкости углей, исследован­ных в пластическом состоянии, приведены в табл. VII.12.

Тепловые эффекты реакций пиролиза углей в пластическом состоянии приведены ниже.

Как и следовало ожидать, суммарный тепловой эффект реакций пиролиза в пластиче­ском состоянии отрицателен.