Термическая деструкция Механизм преобразования угля часть 3

соединения, в основную цепь которых входят ароматические ядра. Наличие разветвлений при боковых заменителях в главной цепи снижает термостойкость связанных систем.
Время нагрева, мин.
Рис. 2.1 Кинетическая кривая, характеризующая зависимость потери массы образца от продолжительности нагрева
Еще менее термостойкими являются алифатические полимеры, не имеющих развитой системы полисполучення, например, полиэтилен, которые при пиролизе превращаются, главным образом, в летучие продукты, причем их диссоциация может протекать в виде цепных реакций.
Можно видеть, что при каждом новом, более высоком тепловой нагрузке происходит быстрая потеря массы, далее в ходе деструкции вследствие стабилизации остатка конденсируется, масса тоже стабилизируется на новом уровне. Термическое превращение способствует развитию системы сообщения, усиливает жесткость структуры и термическую стойкость конденсированной фазы. Движущей силой ее образования является стремление реагирующих веществ, возникающих в результате расщепления первичной структуры и их активации, уменьшить свободную энергию системы, главным образом, шляхомасоциювання и изомеризации с образованием соединений термически более устойчивых при данной температуре.
Реакции пиролиза веществ с преобладанием полисполучених связей хоть и протекает по радикальному механизму, но не являются цепными и при каждой данной температуре затухают вследствие взаимодействия и гибели свободных радикалов. Поэтому для продолжения процесса необходимо снова его инициировать путем деструкции при более высокой температуре.
Как зарабатывать деньги в сети
Такой процесс пиролиза угля соответствует кинетической схеме радикальной поликонденсации.
Особенностью пиролиза угля соответствует радикальной поликонденсации, является то, что возникновение активных центров свободных радикалов, макрорадикалов и ненасыщенных связей, а также выделение низкомолекулярных продуктов в газовую фазу и изменение элементного состава остаточной массы происходит на первом уровне, то есть , при деструкции, а образование высокомолекулярного и твердого продукта — на втором уровне. Ассоциирования протекает с помощью ковалентных и межмолекулярных связей и сопровождается гибелью активных центров. В целом это определяет необратимость пиролиза угля. В этом процессе термическая деструкция и ассоциация неотделимы друг от друга и только вместе они составляют единый поликонденсационного процесс.
Реакция деструкции является лимитирующим этапом, для ее осуществления требуется высокая энергия активации. С меньшей энергией активации или без нее идут реакции ассоциирования в жидкой или газовой фазах вследствие активированного состояния и большой подвижности фрагментов, образовавшихся. Поэтому в каждый данный момент по деструкцией неотступно следуют реакции ассоциирования. При этом низкомолекулярные радикалы, в результате, главным образом, диспропорционирования водорода, образуют жидкую фазу и углеводороды газовой фазы, а из высокомолекулярных, частично дегидрованих соединений формируется твердая фаза.
Жидкая и твердая фаза сосуществуют и взаимодействуют между собой так, что в зависимости от их соотношения на определенных стадиях процесса возникает пластическое состояние, затем следует твердения пластической массы и формирования навуглецованого продукта полукокса и кокса. Но если в жидкой и газовой фазах реакции ассоциирования потикають с высокой скоростью, что способствует стабилизации реагирующих веществ, то в твердой, то есть более конденсированной фазе реакции ассоциации замедляются вследствие малой подвижности среды и слабого межмолекулярного взаимодействия. Поэтому в ходе пиролиза соотношение скоростей деструкции и ассоциации меняется в зависимости от фазового состояния пиролизованои массы угля. Непостоянство этого соотношения обусловливает противоречие термохимического преобразования угля и метастабильнисть конденсированного продукта, получаемого при этом.
спекаемостью, и в определенной степени, коксуемисть каменного угля и угольных шихт во многом определяется количеством, составом, структурой и свойствами жидкой фазы пластической массы, образуется в угле при их термической деструкции в интервале температур 300-550 0С. Жидкую фазу пластической массы в каменном угле образуют петрографические микроэлементы, запекаются: лейптинит (споринит и резинит) и витринита всего метаморфического ряда угля, за исключением длиннопламенных и постных. Выход жидкой фазы пластической массы с витринита в ряде метаморфизма угля изменяется по кривой с максимумом для жирных углей. Чем больше в каменном угле спориниту и резиниту, при одинаковом содержании витринита, тем выше выход жидкой фазы, а чем больше в угле фюзинита, тем меньше образуется жидкой фазы пластической массы. Фюзинит последней не образует и поэтому не спекается.
Деструкцией надмолекулярных соединений и, возможно, взаемопроникненнямих фрагментов в процессе термического воздействия объясняется процесс спекания.
Уголь низкой стадии метаморфизма, представленное кристаллоподобные слоями, которые образуются пространственный сетчатый полимер, содержит большое количество неароматизированного углерода. Углеродные сетки сравнимо малые и расположены в полимерной массе хаотично. Температурная деструкция приводит к разрушению сетчатых надмолекулярных структур. Сшивка же углеродных сеток не происходит из-за их малого диаметра и плохую упорядоченность. В процессе деструкции выделяется большое количество жидких и газообразных продуктов.
При переходе к углю средней стадии метаморфизма, соответствующее глобулярным структуре, большое значение приобретает параллелизация кристаллоподобные слоев в глобулах. При глобулярным структуре для образования межмолекулярных связей большое значение имеет карбонильный кислород. Высокое его содержание характерен для средней стадии метаморфизма. При термической деструкции легко разрушаются слабые ван-дер-ваальсовы мижглобулярни связи. Карбонильный кислород эвакуируется в виде СО и СО2. Сравнительно высокая упорядоченность макромолекул внутри глобул приводит, вероятно, к сшивка углеродных сеток, разрушение глобулярной структуры и