Search academic texts

Information × Registration Number 0520U100106, Doctoral dissertation Status Доктор технічних наук Date 25-02-2020 popup.evolution o Title Scientific and theoretical bases for development of resource-saving technology for complex energy-chemical and technological processing of coal in the coke-chemical production Author Zbykovskyy Yevgeny I., Кандидат технічних наук popup.head Starovoit Anatoly Grigorovich popup.advisor Starovoit Anatoly Grigorovich popup.opponent Vasilyev Yuri Semenovich popup.opponent Pyshyev Serhiy V. popup.opponent Boichenko Sergii V. Description Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої проблеми коксохімічного виробництва – розвитку наукових основ комплексної ресурсо- та енергозберігаючої екологічно чистої технології коксохімічного виробництва у складі технологій: виробництва бездимного твердого палива, газифікації бездимного твердого палива з отриманням синтез-газу, часткового брикетування вугільної шихти перед коксуванням, позапічної обробки коксу водним розчином пентаборату калію. Отримала подальший розвиток концепція ресурсозберігаючої технології енерго-хіміко-технологічної переробки вугілля на засадах екологічного підходу. Встановлена можливість створення гнучкої комплексної технології, яка дозволить здійснити диверсифікацію коксохімічного виробництва без його докорінної реконструкції. Розвинені уявлення щодо основних особливостей енерго-хіміко-технологічної переробки низькосірчистої слабкометаморфізованої високозольної вугільної сировини, які полягають у формуванні нових теплотехнічних властивостей штучного енергетичного палива та поліпшенні його кінетичних і динамічних характеристик спалювання. Отримано нові уявлення про кінетику та динаміку вигорання бездимного твердого палива. Встановлена здатність бездимного твердого палива при спалюванні у середньотемпературній зоні (до 5600С) реагувати з киснем повітря на начальному етапі конверсії (Х=6-8%) у кінетичній фазі із швидкістю, більш високою (максимальна питома швидкість горіння вуглецю Rm04,2∙10-4 1/с) у порівнянні з високометаморфізованими паливами. Доведена здатність бездимного твердого палива у високотемпературній зоні (більше за 8000С) переводити режим горіння до зовнішньодифузійної фази. Встановлено, що в процесі високотемпературного спалювання збільшується його швидкість (тривалість вигорання – 400 с) та інтенсифікуються процеси в промислових енергетичних установках. Обґрунтовано технологічні умови реалізації процесу брикетування вугільної шихти з індивідуальною багатокомпонентною зв’язуючою речовиною, сформованою з рідких відходів коксохімічного виробництва. Встановлено та експериментально підтверджено параметри процесу брикетування: вологість вугілля (вугільної шихти), що брикетується, має бути менше 8%, кількість зв’язуючої речовини  10-15%, температура змішування суміші вугілля та зв’язуючої речовини  50-800С, тиск пресування  50-70 МПа, час структурування брикетів при 140-1600С  одна година або час витримки при 15-250С  3-5 діб. Доведена можливість повної утилізації рідких відходів коксохімічного виробництва методом їх використання у технології часткового брикетування вугільної шихти перед коксуванням як комплексного зв’язуючого матеріалу (67% фусів, 30% кислої смолки, 3% полімерів) у кількості 10-15%. Обґрунтована здатність багатокомпонентної вуглецьвмісної зв’язуючої речовини вступати в адгезійні процеси з твердою фазою вугільної шихти, яка забезпечує міцність брикетів на стадії структурування. Розроблено математичну модель процесу брикетування вугільної шихти з індивідуальною і багатокомпонентною зв’язуючою речовиною, сформованою з рідких відходів коксохімічного виробництва. Досліджено взаємодію боратів лужних металів з поверхнею шматків доменного коксу у процесі позапічної обробки при використанні водного розчину пентаборату калію KB5O8 (вміст в коксі сухого пентаборату  до 0,68 мас. %, неіоногенної поверхнево-активної речовини  до 0,0070 мас. %). Доведена можливість створення надійного захисного шару на шматках коксу, який інгібує реакції вуглецю коксу з киснем і вуглекислим газом у доменній печі, що дає можливість покращити показники якості коксу до рівня міжнародних стандартів: CRI ≤ 22-25% і CSR ≥ 65-70%. Досліджено особливості та характер зміни показників якості коксу  зниження реакційної здатності доменного коксу і збільшенні післяреакційної міцності після часової витримки коксу, обробленого водним розчином пентаборату калію з добавкою поверхнево-активної речовини. Встановлено чинники, що впливають на показники CSR та CRI коксу: зменшення питомої поверхні кускового коксу, яка є доступною окислювальним газам, збільшення поверхні кристалітів коксу, покритих захисним шаром дімерних аніонів B2O4-2, а також збільшення кількості іонів K+, які інтеркалірують в пористу вуглецеву структуру коксу. Результати дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі при викладанні дисциплін, виконанні кваліфікаційних робіт магістрів та науково-дослідних робіт на спеціалізованих кафедрах Національного технічного університету «Харківський Політехнічний Інститут», Національного університету «Львівська політехніка», Національної металургійної академії України, Українського державного хіміко-технологічного університету, Національного авіаційного університету, Донецького національного технічного університету. Ключові слова: ресурсозберігаюча технологія, коксохімічне виробництво, бездимне тверде паливо, позапічна обробка коксу, газифікація, брикетування, утилізація відходів. Registration Date 2020-02-25 popup.nrat_date 2020-04-03 Close