Теплофизические свойства отходов углеобогащения пред­ставляют интерес в связи с наметившимися перспективами их технологического и энергетического использования.

Ниже приводятся данные об эффективной и истинной (рав­новесной) теплоемкости отходов углеобогащения ряда углеобо­гатительных фабрик. Характеристика проб приведена в табл. Х.1, а результаты определения эффективной теплбемко - сти в интервале 100—900° С — в табл. Х.2 [90].

На рис. 48 и 49 изображены для примера температурные зависимости эффективной теплоемкости отходов углеобогаще­ния ОФ «Белореченская» (Л= = 81%) и ОФ им. «Известий» (Лс = 72,8%). Анализ кривых показывает, что максимум эффек­тивной теплоемкости, обусловленный эндотермическим эффек­том реакций разложения глинистого вещества и пирита, имеет место при температуре около 600° С. Второй, значительно меньший по абсолютной величине, максимум при 800° С вызван, по-видимому, эндотермическими реакциями разложения каль-. цита и связанным с ними выделением двуокиси углерода. По-

С3т, кДж/(кг-К) С. ккалКкгХ) —-------- 3,36 -----------

С3т, кал/(кг°С)

■500 700 Г,°С

ОМ

Рис. 48. Температурная зависимость эффективной теплоемкости отходов углеобогащения ОФ «Белореченская»

С, кДж/(кгК) 152

0,2.

0.84

Т/// 2 1

06

0,4

100

500 700 Т, °С

1,8В

Рнс. 49. Температурная зависимость теплоемкости отходов углеобогаще­ния ОФ № 16 им. «Известий»: 1 — истинная теплоемкость; 2 — эффектив*

О

О Ю

X 4> = Э

100 150 200 250 300 350

450 500 550 600 650 700 750 800 850 900

Эффективная теплоемкость отходов углеобогащения

X 4) У 4> О. О * “.3	Се і Я О * К у О X СП Я Х =	Се о и 03 и О X £ * * Я О. с 2	, Сухо доль­ская" (коксо­вая)	«Суходоль­ская* (энерге­тическая секц.)	К О А, О 03 , *3 Ы х ■ у	03 О И Из 2 * и	„Чумаков- Ская“	Се Я » И А О А* ■ч И >>	«Центросоюз*	4) 0 СП •« я ЕС О	С» Я 5 «1 <м 2 О	Б. щ. № 6 «Центросоюз"
0,942	1,00	0,934	0,984	0,982	0,946	0,955	0,951	0,938	0,856	0,900	0,916	0,909
0.2І5	0,239	0,223	0,235 •	0,234	0,229	0,228	0,227	0,224	0.20Й	0,215	0,218	0,217
0,989	1,08	0,995	1,05	1,04	1,01	1,01	1,01	1,01	0,921	0,946	1,00	0,967
0.2І6	0.258	0,238	0,250	0,248	0,241	0,241	0,242	0,242	0,220	0,226	0,239	0,231
1,03	1,15	1,05	1,10	1,10	1,06	1,08	1,06	1,08	0,964	1,02	1,05	1,00
0,245	0,274	0,252	0,262	0,263	0,253	0,259	0,253	0,258	0,230	0,243	0,249	0,240
1,07	1,20	1,10	1.15	1,16	1.11	1,14	1.12	1.12	0,995	1,06	1,07	1,05
0,256	0,287	0,262	0,275	0,278	0,265	0.272	0,267	0,267	0,238	0,253	0.255	0,250
1,11	1,26	1,14	1,19	1,22	1,17	1,19	1,18	1,16	1.04	1.12	1.12	1,09
0,265	0,302	0,272	0,285	0,292	0,278	0,284	0,282	0,278	0,248	0,267	0,267	0,261
1,17	1,33	1,20	1,27	1,29	1,22	1,24	1,23	1.21	1.09	1,16	1.17	1,16
0.2Ї9	0,317	0,288	0,303	0,308	0,292	0,297	0,293	0,288	0,261	0,278	0,279	0.277
1,24	1,39	1,26	1,33	1,36	1,30	1,31	1,28	1,26	1,14	1,20	1.21	1,21
0.2&7	0,332	0,302	0,318	0,326	0,310	0,312	0,307	0,300	0,272	0,287	0,289	0,289

Обогатительные фабрики

Темпера­тура, 'С

1,40	1,52	1.39	1,49	1.47	1,44	1.46	1,46	1,38	1,26	1,33	1,32	1,31
0,335	0,363	0,332	0,456	0.350	0,345	0,348	0,348	0,330	0,302	0,318	0,316	0,314
1.62	1,73	1,72	1,79	1,75	1,68	1.81	1,77	1,70	1,52	1,61	1,56	1,49
0,387	0,414	0,411	0,426	0,417	0,400	0,433	0,424	0,406	0.363	0,386	0,372	0,355
2,94 0,702	2,84 0,679	2,78 0,665	2,62 0,625	2,77 0,663	2,76 0,660	2,64 0,63(Г	2,62 0,627	2,80 0,667	2,40 0,573	2,52 0,600	2,25 0,538	2,15 0,514
3,08 0,735	2,90 0,693	2,95 0,705	3,00 0,718	2,96 0,708	2,88 0,687	2,82 0,673	' 2,80 0,668	2,86 0,682	2,38 0,566	2,86 0,682	2,60 0,622	2,35 0,560
1,98	1,85	1,99	2,04	2.03	2,02	2,02	2,13	2,16	1,89	2,03	2,15	1,94
0,473	0,441	0,476	0,486	0,485	0,483	0,483	0,510	0,515	0,450	0,498	0,513	0,462
1,53	1.34	1.47	1,43	1.44	1.47	1,48	1,61	1,60	1,77	1,84	1,77	1,76
0,366	0,320	0,351	0,341	0,344	0,352	0,353	0,384	0,382	0,423	0,391	0,423	0,420
1,46	1.21	1,32	1,22	1,22	1,29	1,31	1,49	1,45	1,59	1.47	1,63	1,52
0,348	0,289	0,315	,0.291	0,291	0,308	0,313	0,355	0,347	0,380	0,352	0,390	0.362
1,61	1,16	1,39	1,47	1.36	1.17	1,29	1,30	1,31	1,42	1,60	1,79	1,46
0.432	0,276	0,331	0,352	0,324	0,280	0,309	0,311	0,312	0,340	0,382	0,426	0,349
1.17	1,20	1,28	1.14	1,04	1.14	1,12	1,15	1,19	1,30	1,32	1,48	1,51
0,281	0,286	0,307	0,272	0,248	0,273	0,267	0,275	0,285	0,310	0,315	0,353	0,360
1.06	1.19	1,16	1,04	1,08	1,13	1,08	1.11	1,13	1,31	1.27	1,40	1.52
0,246	0,283	0,277	0,248	0,258	0,270	0,259	0,264	0,269	0,312	0,303	0,335	0,364

Примечание. Числитель — кДж/(кг ■ К), Знаменатель — ккал/(кг • °С).

Нижение эффективной теплоемкости после 800° С объясняется влиянием экзотермического эффекта реакций поликонденсации органической части.

Максимальные значения эффективной теплоемкости при 600° С лежат в пределах 0,566 (ОФ «Центросоюз») — 0,735 ккал/(кг-°С) (ОФ «Белореченск»), Следует учесть, что на величине этого максимума сказывается также содержание в отходах пирита и органической массы угля, для которых ха­рактерен эндотермический максимум при 485—500° С.

По-видимому, существует корреляционная зависимость между содержанием в отходах СаО и величиной эффективной теплоемкости при 800° С. Например, порода ОФ «Белоречен­ская», содержащая наибольшее, по сравнению с другими про­бами, количество СаО (3,78%) характеризуется наибольшим значением теплоемкости при указанной температуре [0,432 ккал/(кг-° С)].

Следует иметь в виду, что приведенные значения эффектив­ной теплоемкости отнесены к массе исходной породы. Для оп­ределения значений Сэф твердого остатка разложения требует - ся пересчет, основанный на данных о потере массы в ходе раз­ложения.

Результаты определения истинной теплоемкости отходов ше­сти обогатительных фабрик приведены в табл. Х. З. Истинная теплоемкость всех проб монотонно возрастает с повышением температуры. Интервал колебаний теплоемкости различных проб относительно невелик — от 0,215 до 0,239 ккал/(кг-°С) при 100° С. Экстраполяция к температуре 20° С дает среднее значение истинной теплоемкости при этой температуре —

0, 200 ккал/(кг-° С), что, с учетом вклада органической части, хо­рошо согласуется с данными о теплоемкости минеральных при­месей в углях [см. (VIII.3)].

Математическая обработка этих экспериментальных данных на ЭВМ [91] позволила установить корреляционную связь между истинной теплоемкостью и температурой нагрева отхо­дов, которая описывается уравнением

,Ср = 0,206+2,82 ■ 10-4r-1,68- 10"7Р

(индекс корреляции /=0,97; аДср=0,004).

Эндотермический эффект отходов некоторых обогатитель­ных фабрик в интервале температур до 700 (750)° С изменяет­ся в пределах (—48) —(—56,5) ккал/кг (табл. Х.4). Величина этого эффекта определяется в основном содержанием в отхо­дах глинистого вещества и пирита. Экзотермический эффект в интервале 750—900° С незначителен. Величина его зависит от того, в какой степени экзотермический эффект поликонденса­ции твердого остатка пиролиза органической массы угля ком­пенсируется эндотермическим эффектом разложения карбона - 142

Истинная теплоемкость отходов углеобогащения Обогатительные фабрики Темпера­тура, °С „Красно- Лиман- Ская“ .Сухо­ Дольская“ „Брянков- Ская“ „Чума- Ковская“ „Углегор­ Ская* Им. „Из­вестий“ 100 1,00 0,983 0,955 0,960 0,939 0,900 0,239 0,235 0,228 0,227 0,224 0,215 200 1.15 1,10 1,08 1,06 1,08 1,02 0,274 0,263 ■0,259 0,253 0,258 0,243 300 1,24 1,18 1.17 1,16 1,16 1,12 0,297 0,283 0,280 0,276 0,276 0,266 400 1,28 1,21 1,23 1,21 1,22 1,23 0,306 0,290 0,295 0,290 0,291 0,294 500 1,30 1,26 1,28 1,25 1,26 1,30 0,312 0,301 0,306 0,298 0,301 0,311 600 1,33 1.28 1,30 1,28 1,29 1,36 0,318 0,306 0,310 0,306 0,309 1,325 700 1,35 1,30 1.34 1.31 1,31 1,39 0,324 0,310 0,320 0,313 0.312 0,332 800 1,36 1,32 1,37 1,34 1,32 1,42 0,326 0,317 0,326 0.319 0,314 0,338 900 1,37 1,36 ' 1,39 1,36 1,33 1,43 0,328 0,325 0,332 0,325 0,318 0,340 Примечание. Числитель — КДж/(кг ■ К), Знаменатель — ккал/(кг ■ °С).

Таблица Х.4

Тепловые эффекты разложении отходов углеобогащения Эффект Обогатительные фабрики Эндотермический Экзотермический Суммарный Тепловой „Краснолиманская“ —801 +35,6 —765,4 —48 +8,5 —39,5 „Суходольская“ —232 + 18,9 —213,1 —55,2 +4,5 —50,7 „Брянковская* —202 +28,1 —173,9 —48,2 +6.7 —41,5 .Чумаковская* —237 +18,9 —218,1 —56,5 +4,5 —52

Продолжение табл. Х.4 Эффект Обогатительные фабрики Эндотермический Экзотермический Суммарный Тепловой .Углегорская“ —220 + 11,7 —208.3 —52,5 +2.8 —49,7 Им. .Известий“ —210 +8,38 —201.6 —50 +2 —48

При м ечЧ а и и е. Числитель — кДж/кг, знаменатель — ккал/кг.

Тов. Суммарный тепловой эффект реакций разложения иссле­дованных проб отрицателен и составляет от —39,5 (ОФ «Крас - нолиманская») до —52,0 ккал/кг (ЦОФ «Чумаковская»),