Преход - въглища - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
Преход - въглища
Преходът на въглища към пластично състояние е придружен от образуването на трифазна система, включваща вещества, които са в паро-газово, течно и твърдо състояние на агрегация. С повишаването на температурата настъпват количествени и качествени промени във всяка от трите фази. В литературата има данни за състава на нелетливи течноподвижни [1-3 и др.] и парогазови продукти. Информация за структурата и свойствата на твърдата фаза практически липсва. Междувременно той представлява повече от 50 тегл. % от общата образувана пластична маса и нейната роля в процесите на синтероване и коксообразуване е изключително висока. [1]
Преходът на въглищата в пластмасово състояние при нагряване без достъп на въздух причинява неговото синтероване. Последното зависи от други фактори - обезгазяване и обемна промяна на въглищата по време на процеса на синтероване. Нагряването на синтерованите въглища без достъп на въздух в диапазона 350 - 450 ги омекотява, влиза в течно състояние. Тук трябва да се отбележи: въглищата не се топят по време на нагряване; преходът към пластично състояние е резултат от термичното разлагане на въглищното вещество, с образуването на нови съединения, които създават течната пластична фаза. [2]
Преходът на въглищата в пластично състояние допринася за тяхното синтероване, което при нагряване без достъп на въздух причинява набъбване на въглищата.Набъбването е резултат от омекване на въглищата и отделяне на газове. [3]
Преходът на въглища към пластмасово състояние става постепенно. Това се дължи на различната степен на полимеризация на подложените на размекване вещества. Според изследванията на Н. С. Грязнов [246], омекването на витрена и неговата степен зависят от метаморфизма на въглищата: той не се омекчава в въглища с нисък етап на метаморфизъм (степен D) и в много тънки въглища и антрацити и се омекотява по различен начин във въглища на междинни етапи на метаморфизъм. [4]
Преходът на въглища в пластично състояние се придружава от отделянето на летливи продукти, които набъбват пластичната маса, създавайки първичната порьозност на гранулите по време на нейното втвърдяване. Естеството на първичната порьозност и механичната якост на гранулите се определят от свойствата на пластичната маса (вискозитет, стабилност, пропускливост), които зависят както от естеството на първоначалните въглища, така и от условията на тяхната обработка. [5]
Преходът на въглищата към пластично състояние, поне в началния етап, не е свързан с разрушаването на валентните връзки на макромолекулите. [6]
Всъщност преминаването на въглищата в пластично състояние е процес на разлагане на въглища, при който се образуват вещества с по-ниско молекулно тегло, които имат течно агрегатно състояние или са способни да се топят, за разлика от въглищата. При по-нататъшно термично разлагане на въглищата тези вещества се разлагат или влизат в реакция на поликондензация с образуването, както беше споменато по-горе, полукокс и след това кокс. Продължителността на периода на минимален вискозитет на въглищата зависи от термичната стабилност на веществата, които съставляват пластичната маса. [7]
При прехода на въглищата в пластично състояние се получава синтероване на въглищата - явление, което е от решаващо значение за целия процес на коксообразуване. [9]
Механизмът на прехода на въглища към пластично състояние според нас е разгледан подробно в третата част на тази работа. В същата глава се прави кратък преглед на идеите на въгледохимиците от английската школа, които са хипотетични и все още не са намерили приложение на практика. Тук, както и във възгледа за колоидната структура на въглищата, между нашите идеи и тези на английската школа на въгледохимиците иманесъответствия, въпреки че при определени предположения и двете гледни точки могат да се допълват взаимно. Трябва също да се отбележи, че съветските изследователи обхващат целия температурен диапазон на коксуване, а не само периода на пластично състояние и образуването на полукокс. По последния въпрос британските изследователи се придържат към следните идеи. [10]
Описаният механизъм за преминаване на въглищата в пластично състояние вече предполага наличието на отделни, несвързани мицели във въглищата. Иначе поради какви реакции трябва да растат заедно. И защо те придобиват подвижност веднага след разтопяване на смазочни материали без предварително разпръскване. Всичко това остава без никакво обяснение. Освен това не се отчита невъзможността за взаимодействие на по-леки фракции с по-тежки. Посочва се, че изпаряването на леките фракции се случва, след като те уж изпълняват само ролята на смазка. Приложимостта на такава схема е възможна в единствения случай - при коксуване на въглища, чието колоидно състояние би съответствало на твърд колоиден разтвор. За да се обясни механизмът на коксуване на въглища в други етапи на колоидното състояние и още повече за смеси, схемата на Хърст не е приложима. [единадесет]
DOM е фиксиран при прехода на постни полуантрацитни въглища (T - PA) към антрацити (AK4 - AK2), дълбочина 4 9 - 5 0 km. Това съответства на промяна в състава на газовите компоненти на DOM, концентрацията на въглероден диоксид достига максимум, а метанът и неговите хомолози намаляват до нула. [12]
Според тези идеи преходът на въглищата към пластично състояние се осъществява чрез дезагрегиране на твърди линейни макромолекули и разрушаване на пространствени структури в резултат на разрушаване на мостови връзки - етер, метилен и др. - при условие, че полученатарадикали чрез насищането им с водород и малки радикали или чрез пренареждане. [13]
Съществуват две коренно различни гледни точки за процесите, протичащи по време на прехода на въглищата в пластично състояние, които се основават на различни идеи за структурата на органичната маса на въглищното вещество. [14]
Обратно, температурата, при която започва преходът на въглищата към пластично състояние, не зависи от скоростта на нагряване. [15]