УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ КОКСОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ШИХТ ПУТЕМ ВНЕСЕНИЯ ГАЗОВОГО УГЛЯ, ТЕРМИЧЕСКИ ПОДГОТОВЛЕННОГО В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження. Наведено нові наукові результати, які отримані у роботі, показана їхня практична цінність, визначений особистий внесок здобувача, представлені відомості про апробацію роботи.

У першому розділі дисертаційної роботи наведений критичний аналіз способів коксування термічно підготовленого вугілля та вугільних шихт. Показано що у процесі термічної підготовки вугільної шихти відбувається поліпшення її термопластичних характеристик, що в свою чергу відбивається на сприятливому протіканні процесу коксування та отриманні якісного коксу. Відзначено що, нагріваючи всю шихту, зберігаються властивості використовуваного вугілля і в подальшому це відбивається на якості коксу. Тому необхідно піддавати термічній підготовці тільки слабоспікливу частину вугільної шихти.

Розглянуті конструкції агрегатів у яких проходить попередній нагрів. Аналіз апаратурного рішення процесу термічної підготовки показав ряд істотних недоліків, які полягають в основному, як в процесі підігріву, так і при завантаженні підготовленого вугілля в камеру коксування. Розглянуто спосіб нестандартного підводу тепла за рахунок використання електромагнітної енергії, який дозволяє суттєво спростити процес попередньої обробки та домогтись об’ємного нагріву. Все це підтверджує актуальність створення способу коксування вугільної шихти за участю термічно підготовленого газового вугілля в електромагнітному полі.

У другому розділі сформульовано і обґрунтовано вибір об’єкта та предмета досліджень. Розглянуто умови проведення попереднього нагріву вугілля та вугільних шихт газом теплоносієм та об’ємний нагрів з використанням високочастотної електромагнітної енергії. Наведені характеристики використаного для досліджень вугілля. Описані методи досліджень вугілля та коксу.

                Представлено опис мікрохвильової печі для проведення високочастотного електромагнітного нагріву вугілля. 

В основі роботи печі закладено перетворення електричної енергії в енергію мікрохвиль, з частотою коливань 2450 МГц, що відповідає довжині хвилі 12,25 см. Основними вузлами печі є: магнетрон, електромеханічний блок управління, дверцята печі зі спеціальними ущільнювачами, піддон що обертається.

Підготовка проб здійснювали наступним чином: пробу вугілля поміщали в колбу, накривали її годинниковим склом і встановлювали в камеру мікрохвильової печі на край обертового піддона. Закривали дверцята. На блоці управління виставляли необхідний режим роботи, т.б рівень потужності НВЧ-енергії і час проведення нагріву. Після включення мікрохвильової печі магнетрон починав випускати пучки мікрохвиль, які, проходячи по спеціальному пристрою (хвилеводу) потрапляють в робочу камеру і, відбиваючись об стінки у всіх напрямках, поглинаються вугіллям. Після закінчення заданого часу, піч вимикалась, колбу діставали з камери, закривали щільною кришкою і охолоджували в ексикаторі до температури навколишнього середовища. Після охолодження підготовлене вугілля було готове до випробувань.

 У третьому розділі наведені сучасні наукові уявлення щодо молекулярної структури вугілля. Розглянуто термохімічні перетворення макромолекули вітрену малометаморфізованого вугілля при попередній термічній обробці з метою правильного опису механізму термічної підготовки у високочастотному електромагнітному полі.

Нагрівання вугілля за допомогою електромагнітного поля високої частоти засноване на явищі поляризації. У свою чергу поляризація сприяє виникненню коливального, пульсуючого і обертального руху у електричних диполів, зарядів і електронів (рис. 1). В результаті такого руху енергія, витрачена на поляризацію генерується у вигляді тепла у об’ємі вугільної  частинки.