Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Теоретические основы технологии горючих ископаемых - Глушенко И.М.
Глушенко И.М. Теоретические основы технологии горючих ископаемых: Учебник для вузов — M.: Металлургия, 1990. — 296 c.
Скачать (прямая ссылка): glushenko.djvu
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 127 >> Следующая


dM = -kdCUdxdFdt), (87)

где dM — количество перемещающегося вещества; к — коэффициент массопро-водности; С — концентрация; х — координата, в направлении которой перемещаются молекулы битума; F — поверхность взаимодействия; г — время.

Процесс переходов битума на границе твердой и жидкой фаз подчиняется уравнению массопередачи:

dM = 0(Cr~ Cf)dHdt, (88)

где (3 — коэффициент массопередачи; сг — концентрация у поверхности раздела фаз; Cf — концентрация в центре потока.

Как видно из уравнений, количество извлекаемого из ТГИ битума зависит от поверхности и времени контакта и разности концентрации, иначе удельного расхода растворителя. Практика показала, что эффективность извлечения битумов зависит от степени измельчения ТГИ. Наиболее благоприятные условия экстрактивного процесса достигаются путем подбора оптимального соотношения различных классов, так как здесь накладываются и гидродинамические факторы, обусловленные протеканием растворителя через слой угля.

В Советском Союзе для экстракции применимы также и бурые угли Днепровского и Южно-Уральского бассейнов, содержащие не менее 8 % битумов.

Г Л a B а 16. МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТГИ ОКИСЛЕНИЕМ

Окисление ТГИ, как химический процесс, можно рассматривать с двух позиций. Во-первых, самопроизвольное окисление (автоокисление) кислородом воздуха протекает в естественных условиях в пластах, при хранении на складах топливопотребляющих предприятий — оно является нежелательным процессом. Во-вторых, направленное окисление, которое является основой их переработки с получением полезных продуктов.

§ 54. Автоокисление ТГИ

Соприкасаясь с воздухом в пластах, на открытых и в меньшей мере на закрытых складах, уголь в течение определенного времени окисляется, а иногда и самовозгорается. Разработка мер, снижающих окисляе-мость углей при хранении на складах, имеет большое прикладное значение, так как свойства углей в процессе окисления заметно изменяются. Это наносит заметный ущерб государству. Большую роль в про-

цессе самоокисления углей играют минеральные примеси, часть которых играют роль катализаторов, другие — ингибиторов.

Одна из первых гипотез механизма процесса самоокисления и самовозгорания углей основывалась на присутствии в них пирита. Механизм влияния пирита на окисляемость органических веществ углей связан с окисляемостью его под влиянием кислорода воздуха и влаги воздуха:

2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 +2H2SO4.

Образовавшаяся серная кислота сульфирует органическую массу, при этом повышается ее активность к окислению, так как появляются свободные радикалы. Четкая закономерность изменения склонности углей к самовозгоранию от степени их зрелости не установлена. Статистика показывает, что максимальной склонностью к самовозгоранию обладают угли с содержанием углерода (Cdaf) : 76, 85 и 89 %. Это соответствует углям марок Д, Ж и ОС. Кроме химического строения, на склонность к самовозгоранию углей влияет также пористая структура.

Учеными МХТИ им. Д.И.Менделеева показано, что окислительно-восстановительное превращение органической массы углей в минеральной части ТГИ имеют электрохимический механизм. В основе электрохимической гипотезы автоокисления углей лежит представление о том, что уголь — это природный многоэлектродный конгломерат, который при погружении в электролит работает по типу системы короткозамкнутых гальванических элементов микро- или макроразмеров.

Инициирование начальной стадии автоокисления ТГИ сводится к катодному восстановлению кислорода до пероксида водорода. При последующем восстановлении H2O2 до воды образуется промежуточный продукт радикал НО] способный к окислению органической массы углей. Окислительно-восстановительной системой, инициирующей ради кально-ионное окисление ТГИ в водной среде, могут быть атомы железа, участвующие в преобразованиях:

Fe3+ +е ч* Fe2+;

Fe2+ +H2O2 - Fe3++ ОН"+ НО'.

Это явление наблюдается лишь до тех пор, пока в зоне интенсивного автоокисления сохраняется достаточное количество кислорода, что имеет место лишь в поверхностных хорошо-аэрируемых слоях угля.

В глубинных слоях угля протекает вторая катодная реакция — водородная деполяризация. Роль микрокатодов в массе ТГИ могут играть включения пирита, инертинита и другие( потенциал которых положи-тельнеее потенциала основной органической массы. В этом случае ионы водорода восстанавливаются в атомарный водород по схеме

H+ +е- * Надс.

Атомы водорода могут адсорбироваться на поверхности частичек ТГИ, а затем десорбироваться в виде молекулярного водорода, который и обнаружен в газах, выделяющихся при окислении углей.

Механизм процесса автоокисленин может быть описан следующими схематическими уравнениями:

на микрокатоде Я-COOH -» Я'+ СО, + H+ + е,

ЯН-*Я'+H++ е"

или Я-ОН-»ЯО"+Н++е,

н+ наяс;

на границе Я*+ Надс -» Я4Н,

ЯО'+ надс -* ЯОН.

На анодных участках протекают процессы рекомбинации образовавшихся радикалов:

Я'+Я"-*Я-Я'; ЯО*+Я"-> R-O-R '; ЯО+Я"- Я-О-С-Я',

при этом образуются высокомолекулярные продукты и органические пероксид-ные соединения.
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 127 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.