Анотація до роботи:

Марченко Я.С. Розробка методів оцінки та оперативного контролю технологічних властивостей вугілля та їх сумішей для коксування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальністю 05.17.07. – хімічна технологія палива і пально-мастильних матеріалів. Українській державний науково-дослідний вуглехімічний інститут (УХІН). Харків, 2003.

Захищаються результати теоретичних та експериментальних досліджень в галузі оцінки технологічних властивостей вугілля як сировини для коксування. Розроблені комплексний модифікований метод прикоксовування та метод лазерної деструкції органічної маси вугілля та вугільної шихти, які дозволяють експресно визначати марку вугілля та технологічні властивості вугілля та вугільних шихт – спікливість та термостійкість. Запропоновані нові параметри для попередньої експресної оцінки марочної належності вугілля по комплексному методу прикоксовування та методу лазерної деструкції органічної маси. Установлено закономірності зміни показників термодеструкції у залежності від різних технологічних факторів. Наведені результати заглибленого вивчення полішарового зв'язаного залишку (прикоксу) термодеструкції вугілля. Визначено інтервали зміни класифікаційних параметрів термодеструкції вугілля різних марок і технологічних груп, установлено, що при енергетичному впливі характер зміни цих показників не змінюється.

Показники комплексного методу прикоксовування можуть бути використані на окремих коксохімічних підприємствах при вхідному контролі для оперативного попереднього визначення технологічних властивостей вугілля, вугільних концентратів та вугільних шихт. Метод лазерної деструкції органічної маси вугілля може бути використаний у дослідницьких цілях.

Комплексний модифікований метод прикоксовування впроваджений на Харківському косовому заводі та Алчевському коксохімічному заводі.

1. Одержані наукові та експериментальні результати дозволили розв'язати конкретну прикладну народногосподарську задачу - розробити комплексний експрес-метод оцінки технологічних властивостей вугілля, що дозволяє в одному експерименті охарактеризувати їхні спікливість, термостійкість і деякі інші властивості.

2. Доведена єдиноспрямованість процесів термічної деструкції органічної маси вугілля по методу прикоксовування на металевому стрижні з процесами, що ідуть у грубній камері коксової батареї, що дало підставу затверджувати, що метод прикоксовування може бути використаний у дослідницькій практиці, не уступаючи іншим методам у точності відтворення термохімічних перетворень органічної маси вугілля, але перевершуючи відомі методи в простоті експерименту і швидкості його проведення.

3. Запропоновано характеристичні параметри процесу прикоксовування на металевому стрижні, що мають наступний фізичний зміст:

П, г – маса зв'язаного залишку термодеструкції вугілля, що включає шари різного ступеня деструктованості;

ЧГ, с – час горіння летких продуктів розкладання органічної маси вугілля, що виділяються в процесі утворення прикоксу, функціонально зв'язане з виходом летких речовин V^daf;

ВП, мм – максимальна висота полум'я, що утворюється при горінні летких продуктів розкладання органічної маси вугілля і для спікливого вугілля зв'язана з показником максимальної швидкості газовиділення з вугілля у пластичному стані;

ЗЗ, відн. од. – відносний показник зусилля зриву прикоксу зі стрижня. Характеризує рівень міцності спікання контактного шару на межі прикокс – метал стрижня, що залежить від адсорбційно-хімічної взаємодії речовин деструкції вугілля з поверхнею металу. Тісно зв'язаний з показником стиранності І₁₀.

ЧГ/П, с/г – комплексний показник, що відбиває питомий вихід летких речовин з полішару (через час їхнього горіння, віднесений до маси полішару) і характеризує термостійкість органічної маси вугілля;

ВПП, ммг – комплексний показник пропорційний кількості зв'язаного полішару (П, г), що утворюється при дозованому нагріванні вугілля, і величині максимального газовиділення в період пластичності (через максимальну висоту полум'я ВП, мм). Відбиває рівень спікливої здатності вугілля.

V^daf_{прикоксу},, % - вихід летких речовин із прикоксу - показник, що характеризує термічну стійкість полішарового прикоксу, відбиває частку прикоксу, що зберігає здатність перетерплювати термохімічні перетворення при подальшому його нагріванні.

4. Для орієнтованої оцінки марочної приналежності випробовуваного вугілля встановлені інтервали значень кожного оцінного параметра.

5. На основі запропонованих параметрів, установлено:

маса полішару (П) у ряді метаморфізму змінюється по кривій з максимумом в області добреспікливого вугілля;

час горіння летких речовин термічного розкладання органічної маси вугілля (ЧГ) змінюється відповідно до зміни виходу летких речовин (V^daf), а висота полум'я горіння летких речовин (ВП) має максимальне значення для вугілля марки Ж;

ступінь взаємодії вугілля у бінарних сумішах, що оцінюється по запропонованим параметрам, зменшується в міру далекості взаємодіючого вугілля по ступеню метаморфізму, що може бути зв'язане зі зростаючою розбіжністю температурних інтервалів пластичного стану випробовуваного вугілля;

у полішарових залишках деструкції добре спікливих вугілля (Ж і К) переважають більш конденсовані компоненти –«карбени» і «карбоїди», а для слабоспікливого вугілля (ДГ, Г, ОС) відзначається підвищений зміст більш низькомолекулярних «мальтенів» і «асфальтенів»;

6. Розроблено метод лазерної деструкції органічної маси вугілля, що дає можливість экспрессно визначити їхні термостійкість і спікливість.

7. Комплексний метод прикоксовування впроваджений на Алчевском коксохімічному і Харківському коксовому заводі і використовується для вхідного контролю технологічних властивостей концентратів, що надходять.

Публікації автора:

1. Дьяченко Ю.В., Бирюков Ю.В., Марченко Я.С., Дроздник И.Д., Латыпов Р.Т. Оценка спекаемости высокометаморфизованных углей // Кокс и химия.- 1998.-
№ 11-12.- С.11-13.

Здобувачем проведено дослідження пісного вугілля комплексним методом прикоксовування і зіставлення отриманих результатів з результатами дослідження того ж вугілля методом Рогу без застосування антрацітової добавки.

2. Бирюков Ю.В., Марченко Я.С., Латыпов Р.Т., Булавин В.И., Слынько В.П., Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Торяник С.С. Комплексная оценка химико-технологических свойств спекающихся углей // Вестник Харьковского Государственного Политехнического Университета, Харьков: ХГПУ, 1999.-Выпуск 26.-С. 93-95.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження вугілля різного ступеня метаморфізму модифікованим методом прикоксовування та лазерним методом.

3. Бирюков Ю.В., Булавин В.И., Слынько В.П., Марченко Я.С., Латыпов Р.Т., Дроздник И.Д., Улановский М.Л., Кафтан Ю.С., Торяник С.С. Параметры экспрессной оценки спекаемости и термоустойчивости углей разной степени метаморфизма // Вестник Харьковского Государственного Политехнического Университета, Харьков: ХГПУ, 1999.-Выпуск 39.-С. 7-10.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження вугілля різного ступеня метаморфізму модифікованим методом прикоксовування та лазерним методом, а також визначена температура зовнішній поверхні полішару.

4. Бирюков Ю.В., Марченко Я.С., Улановский М.Л. Структурные особенности и свойства продуктов термической деструкции коксового угля // Углехимический журнал.- 2000.- № 3-4.- С.15-17.

Здобувачем вивчено результати комплексного дослідження вугілля методами дериваторграфії та рентгеноструктурного аналізу.

5. Марченко Я.С., Бирюков Ю.В., Латыпов Р.Т., Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Торяник С.С. Особенности образования и свойства полислоевого связного остатка термодеструкции углей // Углехимический журнал.- 2001.- № 1-2.- С 7-11.

Здобувачем проведено експериментальні дослідження вугілля різного ступеня метаморфізму модифікованим методом прикоксовування. Запропоновано комплексні параметри. Досліджено динаміку утворення полішару при різному часі витримки стрижня в вугіллі. Запропоновано адгезіометр для оцінки механічної міцності полішару.

6. Бирюков Ю.В., Марченко Я.С., Латыпов Р.Т., Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Торяник С.С. Юрина Л.В.. Закономерности изменения количества и свойств полислоевого связного остатка термодеструкции углей // Углехимический журнал. -2001.- № 3-4.- С.14-18.

Здобувачем досліджене утворення полішару при різному часі витримки стрижня в вугіллі та вивчені властивості полішару шляхом екстракції різними органічними розчинниками.

7. Марченко Я.С., Бирюков Ю.В., Слынько В.П., Латыпов Р.Т., Дроздник И.Д., Кафтан Ю.С., Торяник С.С. Комплексная оценка спекающихся углей модифицированным методом прикоксовывания // Кокс и химия. -2001.- № 7.- С.3-6.

Здобувачем випробувані шихти, що включають вугілля різного ступеню метаморфізму. Визначено ефекти взаємодії вугілля при термічній деструкції. Досліджено вугілля різного ступеня метаморфізму лазерним методом.

Усі публікації вміщують результати безпосередньої праці здобувача на окремих етапах дослідження і відображають основні висновки та положення роботи.