ОТХОДЫ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ
Теплофизические свойства отходов углеобогащения представляют интерес в связи с наметившимися перспективами их технологического и энергетического использования.
Ниже приводятся данные об эффективной и истинной (равновесной) теплоемкости отходов углеобогащения ряда углеобогатительных фабрик. Характеристика проб приведена в табл. Х.1, а результаты определения эффективной теплбемко - сти в интервале 100—900° С — в табл. Х.2 [90].
На рис. 48 и 49 изображены для примера температурные зависимости эффективной теплоемкости отходов углеобогащения ОФ «Белореченская» (Л= = 81%) и ОФ им. «Известий» (Лс = 72,8%). Анализ кривых показывает, что максимум эффективной теплоемкости, обусловленный эндотермическим эффектом реакций разложения глинистого вещества и пирита, имеет место при температуре около 600° С. Второй, значительно меньший по абсолютной величине, максимум при 800° С вызван, по-видимому, эндотермическими реакциями разложения каль-. цита и связанным с ними выделением двуокиси углерода. По-
|
С3т, кДж/(кг-К) С. ккалКкгХ) —-------- 3,36 ----------- |
|
С3т, кал/(кг°С) |
|
■500 700 Г,°С |
|
ОМ |
|
Рис. 48. Температурная зависимость эффективной теплоемкости отходов углеобогащения ОФ «Белореченская» |
|
С, кДж/(кгК) 152 |
|
0,2. |
|
0.84 |
|
|
06 |
|
0,4 |
|
100 |
|
500 700 Т, °С |
|
1,8В |
|
Рнс. 49. Температурная зависимость теплоемкости отходов углеобогащения ОФ № 16 им. «Известий»: 1 — истинная теплоемкость; 2 — эффектив* |
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 150 200 250 300 350 |
|
450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 |
Эффективная теплоемкость отходов углеобогащения
|
X 4) У 4> О. О * “.3 |
Се і Я О * К у О X СП Я Х = |
Се о и 03 и О X £ * * Я О. с 2 |
, Сухо дольская" (коксовая) |
«Суходольская* (энергетическая секц.) |
К О А, О 03 , *3 Ы х ■ у |
03 О И Из 2 * и |
„Чумаков- Ская“ |
Се Я » И А О А* ■ч И >> |
«Центросоюз* |
4) 0 СП •« я ЕС О |
С» Я 5 «1 <м 2 О |
Б. щ. № 6 «Центросоюз" |
|
0,942 |
1,00 |
0,934 |
0,984 |
0,982 |
0,946 |
0,955 |
0,951 |
0,938 |
0,856 |
0,900 |
0,916 |
0,909 |
|
0.2І5 |
0,239 |
0,223 |
0,235 • |
0,234 |
0,229 |
0,228 |
0,227 |
0,224 |
0.20Й |
0,215 |
0,218 |
0,217 |
|
0,989 |
1,08 |
0,995 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
0,921 |
0,946 |
1,00 |
0,967 |
|
0.2І6 |
0.258 |
0,238 |
0,250 |
0,248 |
0,241 |
0,241 |
0,242 |
0,242 |
0,220 |
0,226 |
0,239 |
0,231 |
|
1,03 |
1,15 |
1,05 |
1,10 |
1,10 |
1,06 |
1,08 |
1,06 |
1,08 |
0,964 |
1,02 |
1,05 |
1,00 |
|
0,245 |
0,274 |
0,252 |
0,262 |
0,263 |
0,253 |
0,259 |
0,253 |
0,258 |
0,230 |
0,243 |
0,249 |
0,240 |
|
1,07 |
1,20 |
1,10 |
1.15 |
1,16 |
1.11 |
1,14 |
1.12 |
1.12 |
0,995 |
1,06 |
1,07 |
1,05 |
|
0,256 |
0,287 |
0,262 |
0,275 |
0,278 |
0,265 |
0.272 |
0,267 |
0,267 |
0,238 |
0,253 |
0.255 |
0,250 |
|
1,11 |
1,26 |
1,14 |
1,19 |
1,22 |
1,17 |
1,19 |
1,18 |
1,16 |
1.04 |
1.12 |
1.12 |
1,09 |
|
0,265 |
0,302 |
0,272 |
0,285 |
0,292 |
0,278 |
0,284 |
0,282 |
0,278 |
0,248 |
0,267 |
0,267 |
0,261 |
|
1,17 |
1,33 |
1,20 |
1,27 |
1,29 |
1,22 |
1,24 |
1,23 |
1.21 |
1.09 |
1,16 |
1.17 |
1,16 |
|
0.2Ї9 |
0,317 |
0,288 |
0,303 |
0,308 |
0,292 |
0,297 |
0,293 |
0,288 |
0,261 |
0,278 |
0,279 |
0.277 |
|
1,24 |
1,39 |
1,26 |
1,33 |
1,36 |
1,30 |
1,31 |
1,28 |
1,26 |
1,14 |
1,20 |
1.21 |
1,21 |
|
0.2&7 |
0,332 |
0,302 |
0,318 |
0,326 |
0,310 |
0,312 |
0,307 |
0,300 |
0,272 |
0,287 |
0,289 |
0,289 |
|
Обогатительные фабрики |
|
Температура, 'С |
|
1,40 |
1,52 |
1.39 |
1,49 |
1.47 |
1,44 |
1.46 |
1,46 |
1,38 |
1,26 |
1,33 |
1,32 |
1,31 |
|
0,335 |
0,363 |
0,332 |
0,456 |
0.350 |
0,345 |
0,348 |
0,348 |
0,330 |
0,302 |
0,318 |
0,316 |
0,314 |
|
1.62 |
1,73 |
1,72 |
1,79 |
1,75 |
1,68 |
1.81 |
1,77 |
1,70 |
1,52 |
1,61 |
1,56 |
1,49 |
|
0,387 |
0,414 |
0,411 |
0,426 |
0,417 |
0,400 |
0,433 |
0,424 |
0,406 |
0.363 |
0,386 |
0,372 |
0,355 |
|
2,94 0,702 |
2,84 0,679 |
2,78 0,665 |
2,62 0,625 |
2,77 0,663 |
2,76 0,660 |
2,64 0,63(Г |
2,62 0,627 |
2,80 0,667 |
2,40 0,573 |
2,52 0,600 |
2,25 0,538 |
2,15 0,514 |
|
3,08 0,735 |
2,90 0,693 |
2,95 0,705 |
3,00 0,718 |
2,96 0,708 |
2,88 0,687 |
2,82 0,673 |
' 2,80 0,668 |
2,86 0,682 |
2,38 0,566 |
2,86 0,682 |
2,60 0,622 |
2,35 0,560 |
|
1,98 |
1,85 |
1,99 |
2,04 |
2.03 |
2,02 |
2,02 |
2,13 |
2,16 |
1,89 |
2,03 |
2,15 |
1,94 |
|
0,473 |
0,441 |
0,476 |
0,486 |
0,485 |
0,483 |
0,483 |
0,510 |
0,515 |
0,450 |
0,498 |
0,513 |
0,462 |
|
1,53 |
1.34 |
1.47 |
1,43 |
1.44 |
1.47 |
1,48 |
1,61 |
1,60 |
1,77 |
1,84 |
1,77 |
1,76 |
|
0,366 |
0,320 |
0,351 |
0,341 |
0,344 |
0,352 |
0,353 |
0,384 |
0,382 |
0,423 |
0,391 |
0,423 |
0,420 |
|
1,46 |
1.21 |
1,32 |
1,22 |
1,22 |
1,29 |
1,31 |
1,49 |
1,45 |
1,59 |
1.47 |
1,63 |
1,52 |
|
0,348 |
0,289 |
0,315 |
,0.291 |
0,291 |
0,308 |
0,313 |
0,355 |
0,347 |
0,380 |
0,352 |
0,390 |
0.362 |
|
1,61 |
1,16 |
1,39 |
1,47 |
1.36 |
1.17 |
1,29 |
1,30 |
1,31 |
1,42 |
1,60 |
1,79 |
1,46 |
|
0.432 |
0,276 |
0,331 |
0,352 |
0,324 |
0,280 |
0,309 |
0,311 |
0,312 |
0,340 |
0,382 |
0,426 |
0,349 |
|
1.17 |
1,20 |
1,28 |
1.14 |
1,04 |
1.14 |
1,12 |
1,15 |
1,19 |
1,30 |
1,32 |
1,48 |
1,51 |
|
0,281 |
0,286 |
0,307 |
0,272 |
0,248 |
0,273 |
0,267 |
0,275 |
0,285 |
0,310 |
0,315 |
0,353 |
0,360 |
|
1.06 |
1.19 |
1,16 |
1,04 |
1,08 |
1,13 |
1,08 |
1.11 |
1,13 |
1,31 |
1.27 |
1,40 |
1.52 |
|
0,246 |
0,283 |
0,277 |
0,248 |
0,258 |
0,270 |
0,259 |
0,264 |
0,269 |
0,312 |
0,303 |
0,335 |
0,364 |
|
Примечание. Числитель — кДж/(кг ■ К), Знаменатель — ккал/(кг • °С). |
Нижение эффективной теплоемкости после 800° С объясняется влиянием экзотермического эффекта реакций поликонденсации органической части.
Максимальные значения эффективной теплоемкости при 600° С лежат в пределах 0,566 (ОФ «Центросоюз») — 0,735 ккал/(кг-°С) (ОФ «Белореченск»), Следует учесть, что на величине этого максимума сказывается также содержание в отходах пирита и органической массы угля, для которых характерен эндотермический максимум при 485—500° С.
По-видимому, существует корреляционная зависимость между содержанием в отходах СаО и величиной эффективной теплоемкости при 800° С. Например, порода ОФ «Белореченская», содержащая наибольшее, по сравнению с другими пробами, количество СаО (3,78%) характеризуется наибольшим значением теплоемкости при указанной температуре [0,432 ккал/(кг-° С)].
Следует иметь в виду, что приведенные значения эффективной теплоемкости отнесены к массе исходной породы. Для определения значений Сэф твердого остатка разложения требует - ся пересчет, основанный на данных о потере массы в ходе разложения.
Результаты определения истинной теплоемкости отходов шести обогатительных фабрик приведены в табл. Х. З. Истинная теплоемкость всех проб монотонно возрастает с повышением температуры. Интервал колебаний теплоемкости различных проб относительно невелик — от 0,215 до 0,239 ккал/(кг-°С) при 100° С. Экстраполяция к температуре 20° С дает среднее значение истинной теплоемкости при этой температуре —
0, 200 ккал/(кг-° С), что, с учетом вклада органической части, хорошо согласуется с данными о теплоемкости минеральных примесей в углях [см. (VIII.3)].
Математическая обработка этих экспериментальных данных на ЭВМ [91] позволила установить корреляционную связь между истинной теплоемкостью и температурой нагрева отходов, которая описывается уравнением
,Ср = 0,206+2,82 ■ 10-4r-1,68- 10"7Р
(индекс корреляции /=0,97; аДср=0,004).
Эндотермический эффект отходов некоторых обогатительных фабрик в интервале температур до 700 (750)° С изменяется в пределах (—48) —(—56,5) ккал/кг (табл. Х.4). Величина этого эффекта определяется в основном содержанием в отходах глинистого вещества и пирита. Экзотермический эффект в интервале 750—900° С незначителен. Величина его зависит от того, в какой степени экзотермический эффект поликонденсации твердого остатка пиролиза органической массы угля компенсируется эндотермическим эффектом разложения карбона - 142
|
Истинная теплоемкость отходов углеобогащения
|
|
Таблица Х.4 |
|
Тепловые эффекты разложении отходов углеобогащения
|
|
Продолжение табл. Х.4
|
|
При м ечЧ а и и е. Числитель — кДж/кг, знаменатель — ккал/кг. |
Тов. Суммарный тепловой эффект реакций разложения исследованных проб отрицателен и составляет от —39,5 (ОФ «Крас - нолиманская») до —52,0 ккал/кг (ЦОФ «Чумаковская»),
