Способ производства угольной смеси и способ производства кокса
Изобретения относятся к угольным смесям и их использованию. Описан способ производства угольной смеси, включающий смешивание множества углей, в котором удовлетворяются представленные ниже формула (1) и формула (2): (1),
αcalc≤1,2×10-10 (моль/г угля) (2),
где в формуле (1) и формуле (2) αcalc представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угольной смеси, αi представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угля i, xi представляет собой долю в смеси для угля i, примешанного к угольной смеси, а N представляет собой общее количество марок угля, содержащихся в угольной смеси, причем способность высвобождения ионов водорода на единицу массы для угля рассчитана в результате деления произведения концентрации ионов водорода, рассчитанной из значения рН для воды, в которую погружен каждый из углей, и объема воды, в которую погружен уголь, на массу каждого из соответствующих углей. Описан способ производства кокса, включающий: загрузку угольной смеси, произведенной при использовании способа производства угольной смеси описанным выше способом, в коксовальную камеру коксовальной печи и коксование угольной смеси для производства кокса. Технический результат - подавление уменьшения текучести угля. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу производства угольной смеси, которую используют для производства кокса, и относится к способу производства угольной смеси, при котором текучесть может быть выдержана на высоком уровне на протяжении более продолжительного периода времени, чем в существующих методиках, и способу производства кокса при использовании такой угольной смеси.
Уровень техники
В целях производства чушкового чугуна в доменной печи необходимо сначала поочередно загружать и послойно наполнять доменную печь железными рудами и коксом, железные руды и кокс нагревают высокотемпературным горячим воздухом, вдуваемым через фурмы, и в то же самое время железные руды восстанавливаются и выплавляются под воздействием газообразного СО, образующегося в основном из кокса. В целях обеспечения стабильного функционирования такой доменной печи эффективным является улучшение проницаемости по газу и жидкости в печи. Для данной цели существенным является использование кокса, обладающего превосходными свойствами, такими как прочность, размер частиц и прочность после реакции. Прежде всего, в качестве в особенности важного свойства рассматривается прочность.
Прочность кокса обычно контролируют при использовании в качестве показателя, например, прочности по испытанию в барабане DI (150/15) согласно измерению методом определения прочности по испытанию в барабане, указанным в документе JIS K 2151. Качество угля, которое определяет прочность по испытанию в барабане, включает в основном сорт угля (Ro, JIS M 8816) и текучесть (MF, JIS M 8801) (источники непатентной литературы 1 и 2).
Текучесть угля, как это известно, уменьшается с течением времени вследствие ухудшения качества материала в результате окисления на воздухе, что обозначается термином «атмосферное старение». После добычи из шахты уголь неоднократно транспортируют и хранят вплоть до его загрузки в коксовальную печь и уголь обычно располагается в воздушной атмосфере на протяжении продолжительного периода времени в течение нескольких недель или более. В соответствии с этим, в общем случае затруднительным является избегание уменьшения текучести угля вследствие атмосферного старения. Поэтому настоятельно желательной являлась разработка технологии ингибирования атмосферного старения угля.
В целях ингибирования атмосферного старения угля эффективным является сокращение контакта между углем и кислородом до наименее возможной степени. В источнике патентной литературы 1 раскрывается методика, при которой через перфорированные трубы, установленные в нижней части груды угля, циркулирует сухой лед для проведения замещения атмосферы диоксидом углерода. Кроме того, в источнике патентной литературы 2 раскрывается методика, при которой с нижней части вдувают инертный газ. Кроме того, в источнике патентной литературы 3 раскрывается методика, при которой для целей подавления диффундирования кислорода из поверхностного слоя во внутреннее пространство груды угля на поверхностный слой наносят покрытие. В дополнение к этому, известными являются способ хранения угля в воде, способ хранения угля в герметизированном резервуаре для хранения угля, способ, при котором поверхностный слой груды угля уплотняют при использовании тяжеловесного оборудования, и тому подобное (источник непатентной литературы 3).
Перечень цитирования
Источники патентной литературы
ИПЛ 1: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 60-12405
ИПЛ 2: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 60-148830
ИПЛ 3: публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 3-157492
Источники непатентной литературы
ИНПЛ 1: Takashi Miyazu and 4 others: «Coal blending plan and evaluation of coking coal», Nippon Kokan Technical Report, vol. 67, 1975, pp. 125-137
ИНПЛ 2: Miyazu, et al., Nippon Kokan Technical Report-overseas, December 1975, p. 1
ИНПЛ 3: Miura, «Weathering of coal and coal storage», Journal of the Fuel Society of Japan, vol. 58, No. 622, 1979, pp. 112-122
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Методикам, раскрытым в источнике патентной литературы 1 и источнике патентной литературы 2, свойственны проблемы, заключающиеся в необходимости введения специализированного оборудования для вдувания инертного газа, включающего диоксид углерода, из нижней части груды угля в том месте, в котором размещается груда угля, и в расходах на использованный газ. В промышленности по производству чугуна количество угля, использующегося и хранящегося на складе открытого хранения, составляет несколько сотен тысяч тонн или более. Следовательно, увеличивается размер соответствующего оборудования, увеличивается его стоимость, а также увеличиваются эксплуатационные расходы. Поэтому преимущество от ингибирования атмосферного старения нивелируется, и достаточные экономические выгоды не получаются. Кроме того, в методике, раскрытой в источнике патентной литературы 3, при которой на поверхностный слой наносят покрытие, также существуют проблемы, заключающиеся в необходимости проведения операции распыления материала для нанесения покрытия, и производятся материальные затраты. В дополнение к этому, в способе хранения угля в воде, способе хранения угля в герметизированном резервуаре для хранения угля и способе, при котором поверхностный слой груды угля уплотняют при использовании тяжеловесного оборудования, сходным образом существуют проблемы, заключающиеся в необходимости капитальных вложений и эксплуатационных расходов.
Настоящее изобретение было сделано с учетом описанных выше проблем, и цель изобретения заключается в предложении способа производства угольной смеси, при котором возможным является лучшее подавление уменьшения текучести угля, чем в существующих методиках при использовании простого способа, не требующего избыточных капитальных вложений или эксплуатационных расходов.
Решение проблемы
Признаки настоящего изобретения, которое решает данные проблемы, представляют собой нижеследующее:
[1] Способ производства угольной смеси, включающий смешивание множества углей, при котором удовлетворяются представленные ниже формула (1) и формула (2):
... (1)
αcalc ≤ 1,2 × 10-10 (моль/г угля), ... (2)
где в формуле (1) и формуле (2) αcalc представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угольной смеси, αi представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угля i, xi представляет собой долю в смеси для угля i, примешанного к угольной смеси, а N представляет собой общее количество марок угля, содержащихся в угольной смеси.
[2] Способ производства угольной смеси, соответствующий [1], в котором способность высвобождения ионов водорода на единицу массы для угля рассчитано в результате деления произведения концентрации ионов водорода, рассчитанной из значения рН для воды, в которую погружен каждый из углей, и объема воды, в которую погружен уголь, на массу каждого из соответствующих углей.
[3] Способ производства угольной смеси, соответствующий [1] или [2], в котором угольную смесь производят до перевода в коксовальную установку, снабженную коксовальной печью.
[4] Способ производства кокса, включающий загрузку угольной смеси, произведенной при использовании способа производства угольной смеси, соответствующего любому одному из [1] – [3], в коксовальную камеру коксовальной печи и коксование угольной смеси для производства кокса.
Выгодные эффекты от изобретения
В соответствии с настоящим изобретением возможным является подавление уменьшения текучести угля вследствие атмосферного старения при использовании очень простого способа смешивания множества углей. Обычно на шахтах, в центрах по обработке заказов, отгрузочных портах и на коксовальных установках предусматривается оборудование для смешивания углей, которое осуществляют работу с углем в целях подстраивания количества и качества угольной продукции. Поскольку настоящее изобретение может быть реализовано при использовании такого существующего оборудования, атмосферное старение угля может быть ингибировано без необходимости дополнительных капитальных вложений в оборудование.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой график, демонстрирующий зависимость между временем реакционной обработки и текучестью угля.
Фиг. 2 представляет собой график, демонстрирующий изменения значения рН для различных марок угля с течением времени.
Фиг. 3 представляет собой график, демонстрирующий зависимость между способностью высвобождения ионов водорода для угольной смеси и текучестью «до обратки – после обработки».
Осуществление изобретения
Как это обнаружили авторы настоящего изобретения, скорость атмосферного старения угля варьируется в зависимости от значения рН (то есть, концентрации ионов водорода) для воды, которая пристает к углю, и количество ионов водорода, которые растворены в воде, варьируется в зависимости от типов угля, и, таким образом, как это посчитали авторы настоящего изобретения, в результате смешивания различных типов угля и подстраивания значения рН для адгезионной воды угля возможным является контролируемое выдерживание скорости атмосферного старения угля на низком уровне. В качестве результата проведения тщательных исследований по проверке данной гипотезы авторы настоящего изобретения установили оптимальные условия, при которых возможным является лучшее подавление уменьшения текучести вследствие атмосферного старения угля в результате транспортирования и хранения углей в виде смеси углей, вместо индивидуального транспортирования и хранения углей.
Сначала будет описываться воздействие значения рН для обрабатывающей воды на скорость атмосферного старения угля. Уголь погружали в обрабатывающие воды, характеризующиеся различными значениями рН, и проверяли изменения текучести угля с течением времени. Значение рН для обрабатывающих вод подстраивали при использовании хлористоводородной кислоты и чистой воды с доведением до диапазона значения рН от 2,0 до 5,6. В Таблице 1 демонстрируются свойства использованного угля.
Таблица 1
| Ro (%) | logMF (ddpm/log) | TI (%) | |
| Уголь A | 0,69 | 0,95 | 54,4 |
Фиг. 1 представляет собой график, демонстрирующий зависимость между временем реакционной обработки и текучестью угля. Горизонтальная ось на фиг. 1 представляет время (ч) реакционной обработки, а вертикальная ось представляет logMF (делений круговой шкалы в минуту (ddpm)/log) для угля. Как это продемонстрировано на фиг. 1, было установлено то, что по мере уменьшения значения рН для обрабатывающей воды уменьшение текучести угля становится более быстрым, и атмосферное старение угля протекает быстрее. Как это известно, по мере уменьшения значения рН увеличивается окислительно-восстановительный потенциал, а по мере увеличения окислительно-восстановительного потенциала водный раствор становится более окисляющим. Как это посчитали исходя из представленного выше результата, по мере обработки угля водным раствором, характеризующимся меньшим значением рН, промотируется окисление угля, и ускоряется атмосферное окисление угля.
Далее будет представлено описание в отношении значения рН для воды, полученного после погружения каждой из различных марок угля в предварительно определенное количество воды, и способности высвобождения ионов водорода на единицу массы угля, которая определяется значением рН. Каждую из различных марок угля в коичестве 50 г погружали в 400 мл чистой воды и измеряли изменения значения рН для воды, нагретой до 60°C, с течением времени. Способность высвобождения ионов водорода рассчитана в результате деления произведения концентрации ионов водорода, рассчитанной из значения рН для воды, и объема воды, в которую погружен уголь, на массу погруженного угля. В Таблице 2 демонстрируется способность высвобождения ионов водорода для каждой из марок угля. В случае маленькой способности высвобождения ионов водорода значение рН для воды, в которую погружен уголь, увеличивается до более, чем 7, поскольку ионы водорода акцептируются из воды.
Таблица 2
| Марка угля | pH (-) | Способность высвобождения ионов водорода (моль/г угля) |
| Уголь B | 3,6 | 1,9 × 10-6 |
| Уголь C | 7,5 | 2,3 × 10-10 |
| Уголь D | 6,3 | 4,1 × 10-9 |
| Уголь E | 8,1 | 6,7 × 10-11 |
| Уголь F | 8,9 | 1,1 × 10-11 |
Фиг. 2 представляет собой график, демонстрирующий изменения значения рН для различных марок угля с течением времени. Горизонтальная ось на фиг. 2 представляет время погружения (мин), а вертикальная ось представляет значение рН для воды, в которую погружен уголь. Как это продемонстрировано на фиг. 2, значение рН для воды, в которую был погружен уголь, варьировалось в широких пределах от кислотного до основного в зависимости от марок угля. Существует возможность того, что данный результат может быть обусловлен различиями количеств растворимых в воде сульфатных минералов, а также типов и количеств органических кислот, содержащихся в угле. Как описано выше, вследствие варьирования значения рН для воды, в которую был погружен уголь, в широких пределах в зависимости от марок угля, как это продемонстрировано в результатах из Таблицы 2, способность высвобождения ионов водорода для угля варьировалась в широких пределах в зависимости от марок угля.
Как это посчитали авторы настоящего изобретения исходя из этих результатов, в результате смешивания углей, характеризующихся различными способностями высвобождения ионов водорода, контролируемо выдерживается значение рН для адгезионной воды, пристающей к углям, и, таким образом, может быть ингибировано атмосферное старение угольной смеси. То есть, как это посчитали, поскольку количество воды, которое пристает к углю, (уровень влагосодержания) во время транспортирования и хранения угля составляет приблизительно 10 масс.%, между углями, составляющими угольную смесь, при посредстве 10 масс.% адгезионной воды протекают реакции под воздействием кислот и оснований, и данные реакции оказывают воздействие на скорость атмосферного старения угля, и, как это было установлено, в результате смешивания множества углей таким образом, чтобы увеличивалось бы значение рН для адгезионной воды, возможным является подавление уменьшения текучести вследствие атмосферного старения угольной смеси. Таким образом, было сделано настоящее изобретение. Настоящее изобретение будет описываться ниже при использовании вариантов осуществления изобретения.
В способе производства угольной смеси, соответствующем одному варианту осуществления, в результате смешивания множества углей таким образом, чтобы значение αcalc, рассчитанное при использовании представленной ниже формулы (1), составляло 1,2 × 10-10 (моль/г угля) или менее, производят угольную смесь. То есть, в результате смешивания отдельных марок угля производят угольную смесь, которая удовлетворяет как формуле (1), так и формуле (2), представленным ниже.
... (1)
αcalc ≤ 1,2 × 10-10 (моль/г угля) ... (2)
В формуле (1) и формуле (2) αcalc представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угольной смеси, αi представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угля i, xi представляет собой долю в смеси для угля i, примешанного к угольной смеси, а N представляет собой общее количество марок угля, содержащихся в угольной смеси.
В данном случае αi представляет собой способность высвобождения ионов водородп на единицу массы (моль/г угля) для угля i, примешанного к угольной смеси. Способность высвобождения ионов водорода рассчитана в результате измерения значения рН для воды, в которую погружен уголь, являющийся кандидатом для примешивания к угольной смеси, и деления произведения концентрации ионов водорода, рассчитанной из указанного значения рН, и объема воды, в которую погружен уголь, на массу погруженного угля. При чрезмерно маленьком количестве воды, в которую погружен уголь, реакция растворения ионов водорода не достигает равновесия, и согласно вычислению способность высвобождения ионов водорода является чрезмерно маленькой, что является нежелательным. При чрезмерно большом количестве воды, в которую погружен уголь, изменение концентрации ионов водорода вследствие погружения угля является маленьким, и точность измерения способности высвобождения ионов водорода ухудшается, что является нежелательным. Поэтому при измерении значения рН для воды, в которую погружен уголь, массовое соотношение между углем и водой (уголь : вода) предпочтительно находится в диапазоне от 1 : 1 или более до 1 : 100 или менее.
Как это продемонстрировано на фиг. 2, значение рН для воды, в которую погружен уголь, слегка изменяется вплоть до достижения реакцией растворения равновесия. В соответствии с этим, предпочтительным является измерение значения рН после достижения равновесия. Предпочтительной является более высокая температура воды, в которую погружен уголь. По мере увеличения температуры воды промотируется прохождение реакции растворения, и укорачивается время до достижения реакцией растворения равновесия. Таким образом, может быть быстрее проведено измерение значения рН. Кроме того, предпочтительным является более продолжительный период времени от погружения угля в воду вплоть до измерения значения рН.
С другой стороны, при чрезмерно высокой температуре воды, в которую погружен уголь, или чрезмерно продолжительном периоде времени вплоть до измерения значения рН, уголь подвергается атмосферному старению, что является нежелательным. С данных точек зрения предпочтительными являются задание температуры воды, в которую погружен уголь, в диапазоне от 0°С или выше до 80°С и ниже и задание периода времени, на протяжении которого уголь является погруженным, в диапазоне от 1 часа или более до 2 часов или менее. По мере уменьшения размера частиц угля уменьшается период времени вплоть до достижения значением рН равновесия, но атмосферное старение вероятно протекает быстрее. Поэтому отсутствует необходимость принятия решения по измельчению угля в мелкий порошок. Поскольку перемешивание во время погружения угля может укорачивать период времени вплоть до достижения значением рН равновесия, может быть проведено перемешивание. Однако, и без проведения перемешивания для случая, когда уголь является погруженным на протяжении 1 часа или более, значение рН подходит очень близко к равновесному значению. Поэтому уголь может быть просто погружен в воду без проведения перемешивания.
Данным образом, при наличии возможности вычисления способности высвобождения ионов водорода для угля, являющегося кандидатом для примешивания к угольной смеси, рассчитывают произведение способности высвобождения ионов водорода для каждого из углей, примешиваемых к угольной смеси, и соответствующей долей в смеси. Типы угля и соответствующую долю в смеси определяют таким образом, чтобы полная сумма из произведений составляла бы 1,2 × 10-10 (моль/г угля) или менее. Доля в смеси xi рассчитывается в результате деления массы примешанного угля i на массу угольной смеси.
Например, для случая смешивания двух углей для производства угольной смеси, когда один уголь имеет способность высвобождения ионов водорода, составляющей более, чем 1,2 × 10-10 (моль/г угля), в качестве другого угля выбирают уголь, имеющий способность высвобождения ионов водорода, составляющую менее, чем 1,2 × 10-10 (моль/г угля). Долю в смеси для каждого из углей определяют таким образом, чтобы полная сумма из произведений способностей высвобождения ионов водорода и долей в смеси для углей составляла 1,2 × 10-10 (моль/г угля) или менее. В результате определения типов угля, подлежащих примешиванию к угольной смеси, и соответствующей доли в смеси данным образом и провелдения смешивания возможным является производство угольной смеси, в которой подавляется уменьшение текучести вследствие атмосферного старения.
Примешиваемые угли могут быть смешаны при использовании широко используемого способа смешивания. Примеры способа смешивания угля включают способ, в котором смешивание проводят в секции переноса ленточного транспортера, способ, в котором смешивание проводят в загрузочном бункере, способ смешивания при использовании тяжеловесного оборудования, способ, в котором используют специализированное смесительное оборудование, такое как бункеры для смешивания на складе открытого хранения или смесительные бункеры, и способ смешивания при использовании смесителя. Транспортирование и хранение угля также могут быть проведены при использовании широко используемых способов. В результате измельчения в порошок множества типов угля в одно и то же время могут быть объединены измельчение в порошок и смешивание.
Как описано выше, способ производства угольной смеси, соответствующий варианту осуществления, может быть осуществлен в результате только смешивания множества углей таким образом, чтобы значение αcalc, рассчитанное при использовании представленной выше формулы (1), составляло бы 1,2 × 10-10 (моль/г угля) или менее, и поэтому может быть осуществлен при использовании простого способа без необходимости избыточных капитальных вложений или эксплуатационных расходов. Кроме того, в результате загрузки угольной смеси, для которой уменьшение текучести угля является подавленным, в коксовальную камеру коксовальной печи и проведения коксования может быть произведен кокс, характеризующийся высокой прочностью.
По мере увеличения времени транспортирования и хранения угля увеличивается степень уменьшения текучести вследствие атмосферного старения. В соответствии с этим, предпочтительным является осуществление способа производства угольной смеси, соответствующего варианту осуществления, как можно раньше после добычи угля, и предпочтительным является осуществление способа по меньшей мере до перевода угля в коксовальную установку, снабженную коксовальной печью. Таким образом, может быть увеличен эффект подавления уменьшения текучести.
ПРИМЕРЫ
Вслед за этим будут описаны результаты оценки угольных смесей, произведенных при использовании способа производства угольной смеси, соответствующего варианту осуществления. При использовании термостата для целей подстраивания условий атмосферного старения проверяли изменения текучести угольных смесей для случая смешивания двух марок угля и их хранения в термостате в качестве угольной смеси (до обработки в термостате) и для случая раздельного хранения в термостате тех же самых двух марок угля, а после этого их смешивания друг с другом (после обработки в термостате). В Таблице 3 демонстрируются свойства, значение рН и способность высвобождения ионов водорода для использованного угля. Уголь (50 г) погружали в 400 мл чистой воды, выдерживаемой при 60°С, и, после того как уголь был погружен в воду на протяжении 2 часов, из значения рН для воды рассчитывали способность высвобождения ионов водорода для угля.
Таблица 3
| Марка угля | Ro (%) | logMF (ddpm/log) | TI (%) | pH (-) | Способность высвобождения ионов водорода (моль/г угля) |
| Уголь a | 0,73 | 3,99 | 20,7 | 8,5 | 2,3 × 10-11 |
| Уголь b | 0,99 | 1,89 | 35,5 | 8,3 | 3,8 × 10-11 |
| Уголь c | 1,00 | 2,83 | 33,3 | 7,6 | 2,0 × 10-10 |
| Уголь d | 1,33 | 1,81 | 33,0 | 8,6 | 2,2 × 10-11 |
| Уголь e | 0,85 | 3,53 | 18,8 | 3,6 | 2,1 × 10-6 |
| Уголь f | 0,86 | 3,49 | 16,8 | 6,9 | 1,0 × 10-9 |
| Уголь g | 0,93 | 2,82 | 26,6 | 8,9 | 1,1 × 10-11 |
| Уголь h | 0,76 | 2,33 | 21,7 | 7,6 | 1,9 × 10-10 |
| Уголь i | 1,06 | 2,48 | 7,6 | 7,6 | 2,3 × 10-10 |
Каждую из марок угля, продемонстрированных в Таблице 3, измельчали в порошок до размера частиц, составляющего 9,6 мм или менее. Для производства угольной смеси две марки угля смешивали таким образом, чтобы массовое соотношение при расчете на сухое вещество составляло 1 : 1, и уровень влагосодержания подстраивали, доводя до 12 масс.%. Угольной смесью наполняли закрытый контейнер, а закрытый контейнер хранили в термостате, выдерживаемом при 50°С, на протяжении 2 недель. После этого измеряли текучесть угольной смеси.
С другой стороны, каждую из тех же самых марок угля, что и упомянутые выше, измельчали в порошок до размера частиц, составляющего 9,6 мм или менее, и углем, уровень влагосодержания которого подстраивали, доводя до 12 масс.%, наполняли закрытый контейнер, а закрытый контейнер хранили в термостате, выдерживаемом при 50°С, на протяжении 2 недель. Вслед за этим для производства угольной смеси две марки угля после хранения смешивали таким образом, чтобы массовое соотношение при расчете на сухое вещество составляло 1 : 1. Измеряли текучесть угольной смеси. Результаты этого демонстрируются в Таблице 4.
Таблица 4
| № уровня | Марка 1 | Марка 2 | Способность высвобождения ионов водорода (моль/г угля) | logMF (ddpm/log) | ||
| До обработки в термостате | После обработки в термостате | До обработки – после обработки | ||||
| 1 | Уголь e | Уголь c | 1,0 × 10-6 | 2,22 | 2,38 | -0,15 |
| 2 | Уголь e | Уголь h | 1,0 × 10-6 | 2,04 | 2,31 | -0,27 |
| 3 | Уголь f | Уголь c | 6,0 × 10-10 | 2,76 | 3,05 | -0,28 |
| 4 | Уголь f | Уголь h | 6,0 × 10-10 | 2,81 | 2,90 | -0,09 |
| 5 | Уголь c | Уголь h | 1,9 × 10-10 | 2,20 | 2,37 | -0,17 |
| 6 | Уголь a | Уголь h | 1,1 × 10-10 | 3,23 | 3,10 | 0,13 |
| 7 | Уголь d | Уголь i | 1,2 × 10-10 | 1,67 | 1,66 | 0,01 |
| 8 | Уголь d | Уголь a | 2,3 × 10-11 | 2,56 | 2,45 | 0,11 |
| 9 | Уголь d | Уголь g | 1,6 × 10-11 | 1,88 | 1,72 | 0,16 |
| 10 | Уголь e | Уголь i | 1,0 × 10-6 | 2,23 | 2,23 | 0,01 |
| 11 | Уголь e | Уголь a | 1,0 × 10-6 | 2,98 | 3,09 | -0,11 |
| 12 | Уголь e | Уголь g | 1,0 × 10-6 | 2,43 | 2,57 | -0,14 |
| 13 | Уголь e | Уголь d | 1,0 × 10-6 | 1,28 | 1,26 | 0,02 |
| 14 | Уголь f | Уголь d | 5,1 × 10-10 | 1,98 | 1,99 | -0,01 |
| 15 | Уголь g | Уголь i | 1,2 × 10-10 | 2,24 | 2,20 | 0,04 |
| 16 | Уголь c | Уголь a | 1,1 × 10-10 | 3,00 | 2,92 | 0,09 |
| 17 | Уголь g | Уголь c | 1,1 × 10-10 | 1,81 | 1,72 | 0,09 |
| 18 | Уголь d | Уголь c | 1,1 × 10-10 | 1,04 | 0,95 | 0,09 |
| 19 | Уголь d | Уголь h | 1,0 × 10-10 | 0,78 | 0,40 | 0,38 |
| 20 | Уголь c | Уголь h | 1,9 × 10-10 | 1,08 | 1,00 | 0,08 |
| 21 | Уголь g | Уголь h | 9,9 × 10-11 | 1,18 | 0,95 | 0,22 |
Величина, представленная в столбце «Способность высвобождения ионов водорода» из Таблицы 4, представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы для угольной смеси (αcalc), рассчитанную при использовании описанной выше формулы (1). Например, для случая уровня № 1 из Таблицы 4 вычисление проводили в виде [способность высвобождения ионов водорода для угля е (2,1 × 10-6) × соответствующая доля в смеси (0,5)] + [способность высвобождения ионов водорода для угля с (2,0 × 10-10) × соответствующая доля в смеси (0,5)].
Величина, представленная в столбце «До обработки в термостате», представляет собой измеренное значение текучести для угольной смеси, которую производили в результате смешивания двух марок угля до хранения в термостате, а после этого хранения в термостате. Величина, представленная в столбце «После обработки в термостате», представляет собой измеренное значение текучести для угольной смеси, которую производили в результате раздельного хранения в термостате тех же самых двух марок угля, что и упомянутые выше, и смешивания углей после хранения. Величина, представленная в столбце «До обработки – после обработки», представляет собой разность между измеренным значением «до обработки в термостате» и измеренным значением «после обработки в термостате».
Фиг. 3 представляет собой график, демонстрирующий зависимость между способностью высвобождения ионов водорода для угольной смеси и текучестью «до обратки – после обработки». Горизонтальная ось на фиг. 3 представляет способность высвобождения ионов водорода для угольной смеси (моль/г угля), а вертикальная ось представляет текучесть «до обработки – после обработки» (ddpm/log). В данном случае положительное значение текучести «до обработки – после обработки» указывает на маленькое уменьшение текучести при хранении в термостате углей в качестве угольной смеси в сопоставлении со случаем раздельного хранения в термостате углей в качестве отдельных углей. С другой стороны, отрицательное значение текучести «до обработки – после обработки» указывает на большое уменьшение текучести при хранении в термостате углей в качестве угольной смеси в сопоставлении со случаем раздельного хранения в термостате углей в качестве отдельных углей.
Как это продемонстрировано на фиг. 3, по мере уменьшения способности высвобождения ионов водорода для угольной смеси значение текучести «до обработки – после обработки» имело тенденцию к демонстрации положительной величины. В частности, во всех угольных смесях, характеризующихся способностью высвобождения ионов водорода, составляющей 1,2 × 10-10 или менее, текучесть «до обработки – после обработки» была положительной. Угольную смесь, для которой уменьшение текучести было маленьким, получали при хранении в термостате углей в качестве угольной смеси в сопоставлении со случаем раздельного хранения в термостате углей в качестве отдельных углей. Как это подтвердили результаты, при производстве угольной смеси таким образом, чтобы способность высвобождения ионов водорода для нее составляла 1,2 × 10-10 или менее, возможным является подавление уменьшения текучести в сопоставлении с отдельными углями, подлежащими примешиванию к угольной смеси. В частности, для случая способности высвобождения ионов водорода, составляющей 1,0 × 10-10 или менее, значение текучести «до обработки – после обработки» составляло более, чем 0,1. Как это демонстрирует данный результат, более предпочтительным является производство угольной смеси таким образом, чтобы способность высвобождения ионов водорода для нее составляла 1,0 × 10-10 или менее.
1. Способ производства угольной смеси, включающий смешивание множества углей, в котором удовлетворяются представленные ниже формула (1) и формула (2):
, (1)
αcalc≤1,2×10-10 (моль/г угля), (2)
где в формуле (1) и формуле (2) αcalc представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угольной смеси,
αi представляет собой способность высвобождения ионов водорода на единицу массы (моль/г угля) для угля i,
xi представляет собой долю в смеси для угля i, примешанного к угольной смеси, а
N представляет собой общее количество марок угля, содержащихся в угольной смеси, причем способность высвобождения ионов водорода на единицу массы для угля рассчитана в результате деления произведения концентрации ионов водорода, рассчитанной из значения рН для воды, в которую погружен каждый из углей, и объема воды, в которую погружен уголь, на массу каждого из соответствующих углей.
2. Способ производства угольной смеси по п. 1, в котором угольную смесь производят до перевода в коксовальную установку, снабженную коксовальной печью.
3. Способ производства кокса, включающий загрузку угольной смеси, произведенной при использовании способа производства угольной смеси по п. 1 или 2, в коксовальную камеру коксовальной печи и коксование угольной смеси для производства кокса.
