Investigation of oxidation kinetics of coal of industrial grain size

• Autorzy: Miroshnichenko D. , Desna N.

Warianty tytułu

PL

Badanie kinetyki utleniania z uwzględnieniem uziarniania węgli występujących w warunkach przemysłowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Present investigation deals with an analysis of results of the study on natural coal oxidation in open piles both in winter and in summer period at different Ukrainian coke plants. The present work was performed considering previous results of artificial coal oxidation of different metamorphism stages in laboratory, conditions. The aim of the work is to demonstrate the necessity of permissible coal storage time adjustment is ground storage according to existing standards based on the results of natural oxidation study. Taking into account the fact that the curve of oxidation degree (d₀) against storage time is S-shaped, the obtained results have been worked out according to Avrami-Erofeev equation describing kinetics of heterogeneous reactions. Reaction constants and oxidation process rate constants were calculated for washed coals of various grades (G, T, K, OS) in summer and winter periods. It was found that curves and mathematical relations of coal rank influence the natural oxidation process rate constant in summer and winter periods.

PL

Obecne studium dotyczy analizy wyników badań nad naturalnym utlenianiem węgla w otwartych składowiskach zarówno w zimie jak i w okresie letnim w różnych ukraińskich zakładach koksowniczych. Obecną pracę przeprowadzono biorąc pod uwagę poprzednie wyniki sztucznego utleniania węgla na różnych etapach metamorfizmu w warunkach laboratoryjnych. Celem niniejszej pracy jest wykazanie konieczności dostosowania dozwolonego czasu magazynowania węgla w środowisku naturalnym zgodnie z obowiązującymi normami w oparciu o wyniki badań utleniania naturalnego. Biorąc pod uwagę fakt, że krzywa stopnia utlenienia (d₀) w odniesieniu do czasu magazynowania, przybiera kształt litery S, uzyskane wyniki zostały opracowane zgodnie z równaniem Avrami-Erofeeva opisującym kinetykę reakcji heterogenicznych. Stałe reakcji i stałe prędkości procesu utleniania były obliczone dla węgli wzbogaconych różnych klas (G, T, K, OS), w okresach letnich i zimowych. Stwierdzono, że krzywe i relacje matematyczne klasy węgla wpływają na stałą tempa procesu naturalnego utleniania w okresach letnich i zimowych. Dopuszczalny okres magazynowania węgla w otwartych składowiskach obliczono dla badanych węgli za pomocą równania Avramiego-Erofeeva. Ukazano konieczność dostosowania poprzednio ustalonego, dopuszczalnego czasu magazynowania różnych klas węgla.

Słowa kluczowe

EN

coal; oxidation; ground storage; coal pile; coal rank; oxidation process rate constant; permissible coal storage time

PL

węgiel; utlenianie; przechowywania na wolnym powietrzu; stos; etap metamorfizmu; stała szybkości procesu utleniania; maksymalny dopuszczalny czas przechowywania węgla

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 1
• Strony: 21--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miroshnichenko D.

• Ukrainian State Research Institute for Carbochemistry (UKHIN)

autor

Desna N.

• Ukrainian State Research Institute for Carbochemistry (UKHIN)

Bibliografia

• 1. Shmalko V.M., Influence of interpore structure on character of thermal-chemical transformations and caking of coal. Ph.D. thesis in Engineering Science. Kharkov. 1987. 143 p.
• 2. Kucher R.V., Kompanets V.А., Butuzova L.F., Structure of coal and its propensity to oxidation. Kiev: Naukova dumka, 1980, 168 p.
• 3. Lopez D., Sanada Y., Mondragon F., Effect of low-temperature oxidation of coal on hydrogen-transfer capability. Fuel, 1998. vol. 77. nr 14. p.1623.
• 4. Sanchez J.E., Rincon J.M., Oxidation paths of a coking coal and comparison of its oxidized product with a non-caking coal. Fuel. 1997. vol. 76. nr 12. p.1137.
• 5. Marsh H., Siemieniewska T., The surface areas of coals as evaluated from the adsorption isotherms of carbon dioxide using the Dubinin-Polanyi equation. Fuel, 1965. vol. 44, nr 5. p.355.
• 6. Walker P.L., Kini K.A., Measurement of the ultrafine surface area of coals. Fuel, 1965, vol. 44, nr 6. p. 453.
• 7. Miroshnichenko D.V., Drozdnik I.D., Kaftan Yu.S., Ivanova E.V., Sorokotyaga K.N., Desna N.A., Study of coal oxidation kinetics. Coke and chemistry, 2012, nr 3, p. 6.
• 8. Reznik M.G., Ejdelman E.Ya., Study of low-temperature oxidation dynamics of solid fuel. Chemistry of solid fuel, 1971, nr5. p.64.
• 9. Nesterenko L.L., Biryukov Yu.V., Lebedev V.A., Fundamentals of chemistry and physics of fuel. Kiev: Vyscha Shkola, Golovnoe izdatelstvo, 1987, p.359.
• 10. Marsh H., Siemieniewska T., The surface areas of coals as evaluated from the adsorption isotherms of carbon dioxide using the Dubinin-Polanyi equation. Fuel, 1965, vol. 44, nr 5, p. 355.
• 11. Walker P.L., Kini K.A., Measurement of the ultrafine surface area of coals. Fuel 1965, vol. 44, nr 6, p. 453.
• 12. Zubkova Yu.N., Przhegorlinskaya R.V., Przhegorlinskij V.I., Dependence of sorption volume value on coal rank for coals from Donetsk basin. Chemistry of solid fuel, 1974, nr 6, p. 45.
• 13. Zashkvara V.G., Litvinenko M.S., Aronov S.G., Study on oxidation of bituminous coals from Donetsk basin in stock yards and determination of optimal storage time. Report on the topic 01-5. UKHIN, Kharkov, 1952, 193 p.
• 14. Zashkvara V.G., Litvinenko M.S., Kushnirevich N.R., Study of coal oxidation in order to avoid losses and coal quality deterioration during storage. Report on the topic 01-5. UKHIN, Kharkov, 1954, 134 p.
• 15. Opejda L.I., Simonov M.A., Matvienko A.G., Kinetics of sapropelite coals oxidation in alkaline medium. Scientific works of Donetsk national technical university. Series: «Chemistry and chemical technology». vol. 144 –Donetsk: DonNTU. 2009, p.104.
• 16. Andreev G.G., Course of lectures on chemical heterogeneous kinetics. Study guide. Tomsk: Izdatelstvo TPU, 2008, 120 p.
• 17. Sakovich G.V., Memoir of Tomsk State University. 1955, vol. 26, p.103.