<<
>>

20.4. Влияние различных факторов на плотность ТГИ

В ряду гумитов с возрастанием степени их химической зрелости действительная плотность увеличивается. Средние показатели действитель­ной плотности углей (без породы) колеблются в следующих интервалах: для бурых углей – 1100-1400, для каменных углей – 1250-1600, для антрацитов – 1400-1800 кг/м3.

Однако, рост действительной плотности углей по мере возрастания степени метаморфизма происходит не непрерывно. Многочисленными исследованиями установлен минимум на кривой зависимости плотности угля от степени углефикации в области содержания углерода 85-86% (рис. 20.1). Эти данные объясняют повышенную спекаемость углей, характеризующихся пониженной плотностью.

Рисунок 20.1. Зависимость действительной плотности гумитов от содержания углерода

Действительная плотность ТГИ при прочих равных условиях зависит от содержания и состава минеральных компонентов. С увеличением зольности плотность углей растёт. Плотность минеральных компонентов значительно выше действительной плотности органической массы ТГИ и колеблется от 2500 кг/м3 (глины) до 5000 кг/м3 (пирит). Установлено, что увеличение зольности на 1% повышает действительную плотность топлива примерно на 10 кг/м3.

Петрографические составляющие гумусовых углей значительно отличаются по действительной плотности. В углях одинаковой степени химической зрелости, особенно в менее зрелых, наименьшей плотностью обладает липтинит (dr = 1150-1200 кг/м3). Плотность его увеличивается с возрастанием степени метаморфизма (рис. 20.2).

Стадия метаморфизма почти не влияет на действительную плотность инертинита (dr = 1500-1550 кг/м3). Действительная плотность витринита (dr = 1280-1350 кг/м3) изменяется по кривой с минимумом в области углей с содержанием углерода 86%.

Малозольные сапропелиты и липтобиолиты, а также кероген горючих сланцев имеет действительную плотность меньшую, чем гумиты (dr = 1000-1100 кг/м3, иногда меньше 1000 кг/м3).

Кажущаяся плотность отличается от действительной только из-за наличия пор и трещин в кусках углей. Поэтому кажущаяся плотность всегда меньше действительной (для каменных углей – на 10-20 кг/м3).

Рисунок 20.2. Зависимость действительной плотности микрокомпонентов от степени метаморфизма углей

Насыпная плотность в меньшей степени зависит от природы ТГИ и их стадии химической зрелости. В основном она зависит от гранулометрического состава, формы кусков или частиц, их укладки, влажности и является переменной величиной. Увеличение верхнего предела крупности угольных зёрен увеличивает плотность насыпной массы загрузки.

При свободной засыпке в случае формирования штабеля без уплотнения насыпная плотность зависит главным образом от угла естественного откоса, который обусловлен коэффициентом трения между зернами. Угол естественного откоса для рядовых углей и антрацитов (среднего гранулометрического состава и влажности) составляет (в градусах): антрацит – 27-30; угли средней стадии метаморфизма – 35-40; мелкие угли – 45-50; шлам – 70-75.

На практике насыпная плотность углей и угольных шихт изменяется от 600 до 850 кг/м3 и зависит от их влажности. На рис. 20.3 приведена такая зависимость для шихт из углей Донбасса.

Наибольшее значение насыпная плотность имеет при содержании влаги в углях 0-2%, которая представлена внутренней, связанной влагой, не препятствующей перемещению угольных зёрен в загрузке.

При дальнейшем повышении влажности угля до 6-8% насыпная плотность уменьшается вследствие появления на поверхности частиц внешней влаги, как бы раздвигающей частицы угля. Поверхностное натяжение в менисках воды вокруг точек контакта угольных зёрен удерживает их в определённом положении и препятствует их более плотной укладке.

Насыпная плотность достигает минимума, при которой наблюдается наименьшая подвижность (сыпучесть) частиц и связанное с этим зависание угля в бункерах, течках, на откосах.

Рисунок 20.3. Влияние влажности угольной шихты на её насыпную плотность

1 – фактическая влажность; 2 – в пересчёте на сухую массу

Последующее увеличение влажности (свыше 10-12%) вызывает рост насыпной плотности в основном вследствие уменьшения коэффициента внутреннего трения частиц, обусловленного появления значительных прослоек влаги на их поверхности. Влага, уменьшая свою свободную поверхность, изменяет взаимное расположение частиц угля относительно друг друга, сжимая их в такие группы, чтобы суммарная свободная поверхность группы была наименьшей. Поэтому насыпная плотность повышается не только за счёт веса добавляемой воды, но и благодаря более плотной упаковке угольных частиц.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме 20.4. Влияние различных факторов на плотность ТГИ:

  1. 4.5. Экспериментальное исследование на шлифовальном станке различных факторов, оказывающих влияние на технологические свойства СОЖ
  2. о влиянии РАЗЛИЧНОГО ХАРАКТЕРА ЯЗЫКОВ НА ЛИТЕРАТУРУ И ДУХОВНОЕ РАЗВИТИЕ[94]
  3. 2.5. Ограничения автономии воли,связанные с влиянием материальных факторов.Проблема выбора сторонами права,по которому договор является недействительным
  4. 3.3. Ограничения применения теории характерного исполнения,связанные с влиянием различных группнормообразующих факторов
  5. Аккомодация в норме и ее изменение под воздействием различных факторов
  6. Содержание
  7. 11.4. Влияние зольности на технологические характеристики ТГИ
  8. 20.1. Определение действительной плотности ТГИ
  9. 20.3. Определение насыпной плотности ТГИ
  10. 20.4. Влияние различных факторов на плотность ТГИ
  11. 22.2.5. Влияние различных факторов на механическую прочность ТГИ
  12. 23.3. Влияние различных факторов на теплофизические свойства ТГИ
  13. 24.3. Влияние различных факторов на электрофизические свойства ТГИ
  14. Влияние различных факторов на чувствительность взрыва