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).
""'400 425 450 475 500 525Г,°С |
2,51 2,30 2,09 |
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.
Уголь Тепловой Эффект КЖ14..................................................... ~ТГ2~ |
Значения эффективной теплоемкости углей, исследованных в пластическом состоянии, приведены в табл. VII.12.
—42,71 —10,2 —51,08 —12,2 |
К13 К2 |
Тепловые эффекты реакций пиролиза углей в пластическом состоянии приведены ниже.
Как и следовало ожидать, суммарный тепловой эффект реакций пиролиза в пластическом состоянии отрицателен.
Таблица VII.12 Эффективная теплоемкость углей в пластическом состоянии
|
Примечание. Числитель — кДж/(кг • К), знаменатель — ккал/(кг • “С). |