24.Особенности термической деструкции топлив различной степени метаморфизма.

Термодеструкция твердых горючих ископаемых, на­ходящихся на низкой стадии метаморфизма (торфов, бурых уг­лей), протекает примерно по тем же общим закономерностям, что и термическая деструкция углей. Содержание в них большо­го количества кислорода в виде функциональных и эфирных групп, а также в других формах обусловливает меньшую терми­ческую устойчивость этих видов топлива. Их термическое разло­жение наступает при более низких температурах. В результате термодеструкции торфов и бурых углей образуется большое количество низкомолекулярных летучих продуктов в виде паров смол, а также твердый углеродистый остаток, в котором содержание углерода подрастает но мере увеличения температуры термообработки. Нелетучие жидкофазные продукты практически не образуются, т. е. стадия перехода в пластическое состояние отсутствует.

Особенностью терм дестр топлив высокой ста­дии метаморфизма (слабоспекающиеся, тощие угли, антрациты), поскольку их структура отличается большим числом развитых полиароматических образований и высокой степенью сшитости, является протекание в основном реакций отщепления от макромолекул относительно небольших групп и бок цепей с по­следующей циклизацией и упорядочением структуры. При нагреве­ таких топлив выход смол незначителен, нелетучие жидкофазные продукты не образуются или их количество мало и стадия перехода в пласт состояние практ не наблюдается.

По мере повышения степени метаморфизма увеличивается выход твердого остатка и, как правило, снижается количество образующейся смолы, пирогенетической воды и газов.

25. Полукоксование. Харак­теристика промышленного процесса и основных продук­тов полукоксования (t = 600 - 800 °С)

Процесс термической переработки (полукоксования) углей, со­стоящий в нагревании их без доступа воздух до температуры 500 - 600°С был разработан для получения бездымного топлива, осветительного масла и парафинов. Газ полукоксования также использовали как осветительный. В настоящее время твердый углеродистый продукт полукоксования — полукокс находит бо­лее широкое применение в качестве топлива и добавки в шихту для коксования, для производства ферросплавов, для газифика­ции, для получения коксобрикетов и т. д. Назначение процесса – использование химического потенциала топлива, получение твердого остатка, более качественного, чем уголь – кокса и максимального выхода жидких продуктов.

Сырье-обычно бурые угли и горючие сланцы, реже - каменные угли и торф.

Методы полукоксования, осуществляемого в спец. печах, определяются способом передачи теплоты топливу: через стенку печи от горячих дымовых газов, движущихся по каналам обогреват системы (полукоксование с внеш. обогревом); путем непосредств. соприкосновения газообразного или твердого теплоносителя со слоем топлива (полукоксование с внутр. обогревом). Среди многочисленных конструкций печей для полукоксования в России и за рубежом наиб распространены шахтные печи с внутр. обогревом газообразным теплоносителем. Полукоксование мелкозернистого топлива проводится в подвижном (газообразный теплоноситель) или в кипящем слое. В последнем случае теплоносителем служит полукокс: часть его выводится в качестве готового продукта, а часть остается в печи для смешения со свежим топливом.

Полукокс- углеродсодержащий продукт пористостью 40-60% по объему; обладает высокой реакц. способностью, легко воспламеняется. Используют как энергетич. и бытовое бездымное топливо, а также для газификации с целью получения синтез-газа. Первичная смола сложная жидкая смесь орг. соед. темно-бурого цвета, содержащая парафиновые, олефиновые, нафтеновые и ароматич. углеводороды, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые к-ты, асфальтены, сераорг. в-ва и др. Применяют для получения жидких топлив и смазочных масел, бензола и толуола, лаков, красителей, клеев, пластич. масс, антисептич. ср-в (напр., ихтиола), шпалопропиточного масла, искусств. горного воска, углещелочных реагентов, дубителей, дорожных битумов, электродного кокса и др. Первичный газ-горючий газ, содержащий 18-50% по объему СН4, 8-18% олефинов (гл. обр. этилена), 14-19% Н2 и др. Применяется как отопительный газ на установках полукоксования и для коммунально-бытовых целей. Присутствующие в газе олефины м. б. использованы для получения спиртов, водород-в синтезе NH3.

Требования к печам: равномер обогрева, минимальность втроичного пиролиза, чистота смолы, возм управл процессом, испльзов разных горючих ископ, экологич и экон фактор.

+прямого нагрева: не смешиваются продукты и газы для нагрева,

- прямого нагрева: неравномерность обогрева загрузки, худшее качество полукокса, втор пиролиз лет вещ-в и уменьш выхода смол.

+внутр нагрева: эффективная теплопередача, сниж расход тепла; равномерный обогрев всей загрузки, быстрое удаление парогазовых продуктов и уменьш их вторичного пиролиза, упрощение конструкции печи вследствие отсутствия обогрев простенов.

-внутр нагрева: необходимость в кусковом или брикетированном топливе, разбавление парогазовых продуктов газом-теплоносителем, что приводит к увелич объема парогазовой смеси и увелич конденс аппаратуры.