ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГОЛЬНЫХ БРИКЕТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье изучены основные показатели разработанного угольного брикета в зависимости от концентрации связующего (госсиполовая смола).

ABSTRACT

The article studies the main indicators of the developed coal briquette, depending on the concentration of the binder (gossypol resin).

Ключевые слова: Сырьё, связующий, угольный брикет, основные свойства.

Keywords: Raw material, binder, coal briquette, basic properties.

Брикетированное угольное топливо позволяет решить проблемы эффективного использования топливных ресурсов и снижения потерь мелочи при различных технологических операциях [1].

Как нам известно, что бурые угли отличаются низкими физико-механическими свойствами, имеют склонность к самовозгоранию. Они не атмосфероустойчивы, не переходят в пластическое состояние, имеют низкое содержание собственных битуминозных веществ и малый выход смолы, обеспечивающих хорошее сцепление угольных частиц, что является одним из основных признаков их трудной брикетируемости [2,3].

На процесс брикетирования влияет правильный выбор связующего. Связующий определяет на только механическую прочность, но и их способность коксоваться. У связующих имеется летучие вещества. Они влияют на коксование. Связующее способствуют лучшему вспучиванию брикетов и  увеличивается их объем. При этом происходит уплотнение угольной загрузки в коксовой печи и это приводит к улучшению спекания.

Органические связующие полностью сгорают и не увеличивают образование золы. Они по сравнению с неорганическими увеличивают образование тепла и не создают экологическую проблему.

Поэтому, в качестве объектом исследования нами были выбраны буроугольная мелочь Ангренского месторождения, производственный отход (госсиполовая смола ГС).

Состав и свойства госсиполовый смолы зависят от качества исходного сырья, соблюдения технологических режимов разложения жиров, глубины дистилляции полученных жирных кислот и других факторов. Нами была использована госсиполовая смола Каттакурганского масложиркомбината. Госсиполовая смола получена  в результате дистилляции жирных кислот при температуре 220–2300С, содержащая в своём составе от 40 до 50 % продуктов конденсации, полимеризации и продуктов взаимодействия госсипола. с целью расшифровки фракционного состава и определения физико - химических свойств полученных фракций нами проводилась термическая обработка образцов госсиполовый смолы.

Фракционирование фиксировалось по началу и окончанию температуры кипения каждой фракции. По окончании перегонки каждой фракции наблюдался скачок температуры в среднем на 10–150С (таблица 1).

Все это свидетельствует об актуальности широкого изучения свойств госсиполовой смолы, исследования причин ее полифункционального действия, а также создания на ее основе связующего, оптимального по свойствам и способу получения выпускной формы. В госсиполовой смоле обнаружено 12% азотсодержащих соединений, 36% продуктов превращения госсипола, сохранившего нафтольные гидроксилы и 52% жирных и оксижирных кислот в виде лактанов. В ИК – спектрах госсиполовой смолы различных масложиркомбинатов наблюдается изменение степени поглощения в областях 1580, 1350, 1000 – 1490см^-1, обусловленное наличием – С = О, – СООН и – С – ОН групп [4,5,6].

Таблица 1.

Основной фракционный состав госсиполовой смолы Каттакурганского масложиркомбината

Для определения  механической прочности при сжатии, истирании в барабане и испытании сбрасыванием угольных брикетом проводили по ГОСТ 21289-75 [7]. Пробы для определения механической прочности отбирают и подготавливают для испытаний по ГОСТ 10742-71, выделяя из общей пробы: для испытания сжатием - не менее семи целых брикетов; для испытания на истирание - не менее 10 кг целых брикетов; для испытания сбрасыванием - не менее 4 кг целых брикетов.

На рисунке  представлены зависимости прочности при сжатии угольного брикета от содержания связующего (госсиполовая смола). Увеличение содержания связующего значительно влияет на предел прочности при сжатии полученного брикета. Повышение содержания связующего с 5 до 12 мас.% способствует резкому увеличению прочности и при этом возрастает до 16 МПа. Далее прочность при сжатии начинает падать. Это объясняется образованием пленки на поверхности образца. Это приводит к окислению связующего в объеме изделия.

Связующий и угол смешивают при температуре окружающей среды. Готовый продукт должен обладать влагоустойчивостью. Он должен быть экологически безвредным и достаточно низкую себестоимость [8]. При брикетирования углей связующий должен быть вязким и достаточно жидкотекучим. Нами были исследованы влияние количество связующего на физико-механические свойства полученного брикета (таблица 2).

Из таблицы 2 видно, что показатели калорийность и механическая прочность высокие, а зольность низкие. При взаимодействии исходных веществ с связующим образуется композиция, который обладает хорошую адгезию угольным брикетам. Брикет имеет высокую теплотворностью (7040 ккал/кг), имеет низкий выход летучих веществ.

мас.ч.

Рисунок. Зависимость прочность брикета от количества связующего (ГС)

Таблица 2.

Физико-механические свойства угольного брикета в зависимости от содержания связующего

Таким образом, в составе госсиполовой смолы обнаружены углеводороды, полиолефины, азот и фосфорсодержащие соединения, жирные кислоты. Это даёт возможность расширить область применения госсиполовой смолы.

В результате экспериментальных исследований установлено, что госсиполовая смола удовлетворяет предъявляемым требованиям: обладает высокими адгезионными свойствами, относительной экологической безопасностью, быстро затвердевает, имеет высокую теплоту сгорания не является дефицитным.

Список литературы:

1. Тагаев И. А., Очилова С. К., Бойхонова М. Ю. Теоретические и практические аспекты изучения ангренского бурого угля как возможного материала для получения сорбентов - Текст: непосредственный // Молодой ученый. - 2018. - № 23 (209).- С. 13-18.
2. Рассказова А.В. Углеродсодержащие отходы как источник инновационных товарных продуктов [Текст] / А.В. Рассказова, К.В. Прохоров // Проблемы комплексного освоения георесурсов: материалы IV Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых (Хабаровск, 27-29 сентября 2011 г.). В 2 т. – Хабаровск: ИГД ДВО РАН. – 2011. – Т.1. – С. 389 – 395.
3. Елишевич, А.Т. Брикетирование угля со связующими [Текст] / А.Т. Елишевич. – М.: Недра, 1972. – 160 с.
4. Фатхуллаев Э., Джалилов А.Т., Минскер К.С., Марьин А.П. Комплексное использование вторичных продуктов переработки хлопчатника при получении полимерных материалов. – Ташкент, Фан, 1988. – 143 с.
5. Эминов Ш.О., Абдукаримова Д.Н., Негматова К.С. Исследования физико-химических и технологических свойств Na-карбосиметилцеллюлозы и композиционной порошкообразной госсиполовой смолы от их концентрации // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 5 (74). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/9406 (дата обращения: 17.12.2021).
6. Строение и развитие хлопчатника //Хлопчатник т.3.- Изд-во АН Уз ССР.- Ташкент: I960,-С. 9-12, 102-108, 212-218.
7. ГОСТ 21289-75. Брикеты угольные. Методы определения механической прочности [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://gostexpert.ru/gost/gost-21289-75.
8. Кусков В.Б., Калашникова В.Ю., Скрипченко Е.В. Разработка технологии получения топливных брикетов из маловостребованного углеводородсодержащего сырья. Записка горного института. 1012 г., т.196. –С. 147-149.