Ші Сурет 1-тротил, 2-ТЭН, 3-нитроглицерин, 4- аммонал, 5-гранитол 5 страница

Жоспар:

1. Қатты отын

2. Қатты отынның түрлері

3. Отын жүктерінің химиялық және физикалық қасиеттері

4. Қатты отынның көліктік сипаттамасының тасымалдауды ұйымдастыруға әсер етуі

Қатты отын түрлерінің жалпы сипаттамасы. Теміржол көлігімен тасымалданатын жүктердің 20%-дан астамы әртүрлі қатты отындарға келеді.

Шығу тегі бойынша қатты отынның барлық түрлері екі топқа жіктеледі. Бірінші топты табиғи жағдайда пайда болған қатты отындар құрайды, ол – қазынды көмір, жанғыш сланецтер, шымтезек, ағаш отын және ауылшаруашылық өндірісінің қалдықтары. Екінші топқа жасанды жолмен алынған қатты отындар кіреді, олар – кокс, жартылай кокс, ағаш көмір, отын брикеттері және ұсақ отын. Бұлар табиғи отын түрлерінен қайта өңделген өнімдер болып табылады.

Қатты отынның табиғи түрлерін қайта өңдеудің екі түрі бар, олар: физика-механикалық және физика-химиялық қайта өңдеу. Физика-механикалық қайта өңдеу тәсілдеріне сұрыптау, ұсақтау, байыту, кептіру, им способам относятся сортировка, дробление, обогащение, сушка, брикеттеу және майқандау жатады. Мұндай қайта өңдеу кезінде отынның химиялық құрамы өзгермейді дерлік.

Құрғақтай қайта айдау және температуралық өңдеу физика-химиялық қайта өңдеу тәсілдеріне жатады. Бұл жағдайда отынның химиялық құрамы мен қасиеттері айтарлықтай өзгереді.

Отынның құндылығы онда жанғыш бөлшектердің – көміртектің, сутегінің және күкірттің – болуымен анықталады. Жылудың негізгі бөлігі көмертектің жануынан шығады, ал оның әртүрлі отын құрамындағы мөлшері от 44-тен 95%-ға дейін келеді (10-кесте).

10-кесте

Әртүрлі отындардың химиялық құрамы (%)

Қатты отын	Көміртек	Сутегі	Оттегі мен азот
Ағаш		6,0	50,0
Шымтезек		6,0	35,0
Қоңыр көмір		5,5	24,5
Тас көмір		5,0	13,0
Антрацит		2,0	3,0

Қатты отындар құрамындағы сутегі мөлшері 2-6% болса, күкірт мөлшері ондық бөліктен 7%-ға дейін жетеді. Қатты отындардың жекелеген түрлерінің пайыздық қатынастағы химиялық құрамы, %, 9-кестесінде келтірілген. Сутегі мен күкірттің жануынан шығатын шамалы жылу мөлшерімен қатар күкірттің жануынан оның тотықтары пайда болады, олар металдарды қатты тотықтыру әсерін береді.

Қатты отын түрлері жанбайтын құрамдас бөлшектерінің, яғни ішкі және сыртқы балластың болуымен сипатталады. Ішкі балластқа оттегі мен азот жатады (2-50%). Сыртқы балласты су мен әртүрлі минералды қоспалар құрайды (50-60%). Сытқы балласт отынның пайдалы бөлігінің пайдасын төмендетіп және жылыту мен буландыруға қосымша жылуды жұмсап қана қоймай, тасымалдау көлемін де ұлғайтады.

Қатты отында ылғал сыртқы және ішкі немесе ылғал тарту нәтижесінде пайда болған судан құралады. Сыртқы ылғал отынның сыртқы қабатында болады, оны отынды бірнеше күн бойы ашық ауада 20-30°С температурасында кептіру жолымен жоюға болады. Ішкі ылғалды 102-105°С температурасында жасанды түрде кептіру жолымен жояды. Отындағы ылғалдың жалпы немесе жұмыс мөлшері мына формула бойынша анықталады:

W_р = W_вн + % (59)

мұндағы W_вн, W_л – тиісінше отындағы ішкі және сыртқы ылғалдың мөлшері, %.

Қатты отын жанғаннан кейін қалған минералды қоспалардың негізгі бөлігі (90%-ға жуығы) күл түрінде қалады.

Қатты отынның құрамындағы ылғал мен минералдық қоспалардың мөлшері оны өндіру және қайта өңдеу тәсілдеріне, тасымалдау түріне, сақтау және пайдалану жағдайларына қарай едәуір мөлшерде өзгеруі мүмкін.

Қазынды көмірлер. ҚР-да барланған қазынды көмір шығатын кен орындары әлемдегі белгілі қордың 5%-нан астамын құрайды.

Қазынды көмірлер аса маңызды энергия көзі ғана емес, химиялық өнеркәсіптің аса құнды шикізаты болып табылады.

Көмірлену – яғни аралық өнімде оттегі мөлшерінің азайып, көміртек мөшерінің көбеюі – дәрежесіне қарай қазынды көмірлер үл топқа бөлінеді: қоғып, тас және антрацит көмірлер.

Қоңыр көмірге ылғалды күлсіз массасының салыстырмалы жылуы ең жоғарғы мөлшерді – 23865кДж/кг-нан кемді құрайтын қазынды көмірлер жатады. Қоңыр көмірдің құрамында минералды қоспалар, ылғал және күкірт аса көп. Қоңыр көмірдің жұмыс құрамындағы ылғалдың мөлшері 12-57, 5%-ды құрайды. Ылғал мөлшеріне қарай қоңыр көмірлер үш топқа жіктеледі: Б1 тобы – жұмыс құрамындағы ылғал мөлшері 40%-дан асады; Б2 тобы – 30-40%; Б3 тобы – 30%-дан кем болады.

Әртүрлі кен орындарынан қазып алынған қоғңыр көмірдің құрғақ отынының күл шығаруы 4-45,2%-ды құрайды, ал құрғақ отын құрамындағы күкірт мөлшері 0,2-7,8% дейін жетеді.

Қоңыр көмірлердің жұмыс құрамына жатқызылған жану жылуы тас көмір мен антрацитпен салыстырғанда, шамалы болады, ол 4187-18841кДж/кг құрайды. Қоңыр көмір оңай тұтанып, ұзын әрі түтіндеген жалын болып жанады.

Қоңыр көмірлердің көлемдік салмағы 0,65-0,85 т/м³ құрайды. Олардың қаттылығы шамалы және механикалық бріктігі де аз.

Қоңыр көмір химиялық өндірісте шикізат ретінде қолданылады, бірақ энергетикалық отын ретінде кеңінен қолданылады.

Ылғалды күлсіз массасының салыстырмалы жану жылуының ең үлкен мөлшері 23865 кДж/кг құрайтын қазынды көмірлер тас көмірге жатады. Арналымына қарай тас көмірлер отындық және газды деп жіктеледі. Әртүрлі кен оындарынан шыққан әртүрлі маркалы тас көмірлердің көлемдік салмағы әркелкі болып келеді, ол 0,68-0,96 т/м³ құрайды. Бұл көмірлердің түсі қара болып келеді.

Жылу кезінде жанғыш ұшпа заттардың шығу мөлшеріне және коксты қалдықтарының қасиеттеріне қарай тас көмірлер әртүрлі маркаларға жіктеледі (11-кесте).

11-кесте

Тас көмірлердің маркалары

Маркасы (шартты белгісі)	Отынның жанғыш салма-ғынан шағытан ұшпа заттар мөлшері, %	Отынның жұмыс құрамын-дағы ылғалдың мөлшері. %	Отынның құрғақ массасындағы күлдің мөлшері, %	Отынның шартты жанғыш салмағындағы заттар құрамы, %
көміртек	сутегі	Азот және оттегі
Ұзын жалынды (Ұ)	33-51	11,5-23	8-42	71,4-81,8	4,7-6,2	11,5-22,5
Газды (Г)	33-47	8-16	4-43	74-84,7	5-6,1	7,6-20,4
Газды майлы(ГМ)	27-37	8-18	9-30	80,1-86	5,3-5,6	7,8-9,9
Майлы (М)	23-43	7-13	6,3-46,1	76,9-88	5-6	5,6-17,6
Коксты майлы (КМ)	22-35	10-18	12,6-40,6	82,3-88,6	5-5,7	5,1-11,3
Коксты (К)	17-33	6-18	9,6-45,5	81,5-89,1	4,8-5,4	3,6-13,4
Майсыз нығыздалған (МН)	14-27	6-18	12,5-39	87-91,8	4,3-4,7	3,2-5,4
Майсыз (М)	8-20	6-15	8-42	76,8-93,5	3,3-4,6	1,5-19,7
Әлсіз нығыздалған (ӘН)	17-37	6-18	6-55	73,7-90,8	3,2-5,5	2,7-22,9
Жартылай антрацит (ЖА)	4,7-10		8-31,5	87,9-92,4	2,6-3,9	1,4-5,4
Антрацит (А)	2,4-9	9-11	8-31,5	90,3-95,7	1,2-3	0,8-6,1

Тас көмірлердің негізгі сапалық көрсеткіштері – ұшпа заттардың шығуы, күл мөлшері, ылғал, күкірт мөлшері т.б. – әртүрлі бассейндер мен кен орындары үшін бұл көрсеткіштер әртүрлі болып келеді.

Антрациттердің түсі қара, көбінесе сұрлау, металл жарқылы бар болып келеді. Антрациттің кесектері көбінесе айтарлықтай қатты әрі сынғыш болады. Антрациттердің көлемдік салмағы 0,85-1,15т/м³ құрайды. Антрациттерде салыстырмалы түрде ұшпа заттар, ылғал мен күл аз болады. Тас көмірлер мен антрациттердегі күкірт мөлшері маркасына және шыққан кен орнына қарай әрқилы болып, 0,2-7%-ды құрайды. Сапалық көрсеткіштері бойынша антрациттер химиялық қайта өңдеу мен кокстау үшін жарамсыз болып келеді, олар жоғары калориялы отын ретінде қолданылады.

Қазынды көмірлерді өндіру жабық (шахталарда) және ашық (разрездерде) тәсілдермен жүргізіледі. Көмірді шахтада өндіру механикалық және гидравликалық әдістермен жүзеге асырылады. Соңғы әдісті қолдану кезінде өндірілген отынды суландыру орын алады.

Өндірілген қазынды көмірлер минералды қоспалармен – жыныспен – ластанған болады. Оларды сол түрінде пайдаланудың тиімділігі аз болғандықтан, өндірген соң көмірлерді құрамындағы минералды қоспалар мен күкіртті жою жолымен байытады. Ол үшін көмір жуғыш машиналар, флотациялау, бөлу т.с.с. басқа да тәсілдер қолданылады.

Қазынды көмірлердің жеке кесектері ірі болған сайын, ондағы минералды қоспалардың мөлшері кем болады да, сапасы жоғары болады. Осы себепті көмірді өндірген соң қазынды көмірлерді жекелеген кесектерінің өлшемдері бойынша сұрыптау жүргізіледі (12-кесте).

12-кесте

Тас көмірлердің ірілік санаттары

Ірілік санаты (белгілі)	Кесектердің өлшемдері, мм
Табақты (Т) Ірі (І) Жаңғақ (Ж) Ұсақ (Ұ) Дәнек (Д) Ұнтақ (Ұн) Қарапайым (Қ)	100-200 (300) 50-100 25-50 13-25 6-13 0-6 0-200 (300)

Табақты және қарапайым санаттарындағы кесек өлшемдерінің ең жоғарғы шегі (300мм) қазынды көмірлерді ашық тәсілмен өндіретін кәсіпорындарға тарайды.

Отынның құрамындағы ұсақ бөлшектер мөлшерінің ұлғаюы көмірдің сапасын нашарлатып, қарқынды қышқылдануына, жүк тиеу-түсіру операциялары барысында механикалық жоғалтулардың артуына, көмірдің тартқыш тесік пен желтартқыш тор арқылы түсіп және теміржол көлігімен тасымалдау кезінде жел әсерінен ұшып және вагон шанағының саңылауларынан түсіп шығындалу мөлшерін ұлғайтады.

Қазынды көмірлердің гранулометриялық құрамындағы ең үлкен өзгерістер жүк тиеу-түсіру операциялары барысында орын алады. Мысалы, биіктігі 3,5м-лік эстакадаларда көмір түсіру кезінде 15,5%, ал биіктігі 2,3 м құрайтын эстакадаларда 3% ұсақ көмір пайда болады. Грейферді бір рет қолданған кезде ұсақ бөлшекті көмірдің пайда болу мөлшері 2,2%-ға дейін жетеді. Отынды тұтынушыларға жеткізу барысында жұһүк тиеу-түсіру операцияларының санын кеміту қазынды көмірлердің ұсақталуынан келетін шығынды азайтуға мүмкіндік береді.

Қазынды көмірлерді теміржол көлігімен тасымалдау жартылай вагондарға ақтара тиеу жолымен жүзеге асырылады. Вагондардың жүк көтерімділігін толық пайдалану үшін, оларды вагон жиегінен жоғары – «артық» тиейді. Тегістеуіш катокпен нығыздалғаннан кейін қазынды көмірдің трапеция тәріздес «артығының» биіктігі 200-300 мм-ді құрауы тиіс.

Қазынды көмірдің салмағын вагон таразысымен өлшеп немесе маркшейдерлік кестелер көмегімен өлшеу арқылы анықтауға болады.

Қазынды көмірлерді алушыларға берген кезде табиғи шығын нормалары ескеріледі, олар 750 км-лік тасымалдау қашықтығы үшін отын салмағының 0,6%-ын; 751-1500 км үшін 0,7%-ын; 1500 км-ден астам қашықтық үшін 0,8%-ды құрайды. Сонымен қатар қазынды көмірлер үшін жүк салмағының әрбір қайта тиеу немесе қайта төгу кезіндегі табиғи шығынның қосымша нормалары белгіленген.

Қыс кезеңінде қазынды көмірлер мұздануға бейім болып келеді. Әсіресе бұл гидрологиялық тәсілмен өндірілген көмірлерге және сулап байытудан өткен көмірлерге қатысты. Қазынды көмірлердің мұздану тереңдігі олардың ылғалдығына, тасымалдау ұзақтығына, сыртқы ауа температурасына және ылуөткізгіштік коэффициентіне байланысты болып келеді. Тығыздығы жоғары көмірлердің жылу өткізгіштік коэффициенті де жоғары болатындығы анықталды. Мұздануды болдырмау үшін жүк жөнелтушілер көмірдің ылғалдығын қауіпсіз шектерге дейін төмендетуге міндетті: тас көмірлердің ылғалдығын 7%-ға дейін, ал қоңыр көмірдің ылғалдығын 30%-ға дейін. Егер бұл мүмкін болмаса, жүк жөнелтуші мұздануды блдырмау немесе оның дәрежесін төмендетуге бағытталған алдын алу шараларын қолдануы тиіс.

Қазынды көмірлердің сусымалылығы 40-45°-қа тең келетін табиғи еңіс бұрышымен сипатталады. Қатты нығыздалған ылғалды көмірдің штабельдерін бұзған кезде табиғи еңіс бұрышы 90°-қа жетуі мүмкін, бұл жайт көмірдің опырылып құлауын туындатуы ықтимал.

Қазынды көмірлердің ауа оттегісін жұту қасиеті бар. Жаңа өндірілген, жүк тиеу-түсіру жұмыстары кезінде майқандалған және геологиялық жасы салыстырмалы кем болып табылатын көмір қатты қышқалданатындығымен сипатталады. Қазынды көмірлердің өздігімен ысып, тұтану қасиеті ауадан оттегі жұту қабілетімен түсінідіріледі. Қышқылдану барысында жылу шығып, жинақталады. Көмір штабелі температурасының артуы қышқылдану процесін жылдамдатады, яғни жылу шығару процесін қарқындатады. Ақыр соңында көмір өздігімен тұтанып, жанып кетуі ықтимал. Әсіресе құрамында күкіртті колчедан, металл және органикалық заттардың қоспалары (ағаш қалдықтары, талшық, мата, майлар т.с.с.) бар және ылғалдығы аса жоғары қазынды көмірлердің өздігімен ысу және тұтану процестері қарқынды болады.

Өздігімен ысу мен тұтануға әсіресе антрациттер төзімді келеді, ал барынша төзімсізі – қоңыр көмір. Өздігімен ысып жануға бейімділігі қоңыр көмірден астам келетін қазынды көмірлердің әртүрлі сұрыптары мен маркалары бар.

Қазынды көмірлердің ысыған жерлерінде көміртек шығару процесі қарқынды жүреді, ауамен қосылғанда, ол оттан тұтанып кетуге бейім келетін қоспаны құрайды. Күн радиациясы және жел сияқты сыртқы факторлар әсерімен өздігімен ысу процесі күшейе түседі. Өздігімен ысу және тұтануға бейімділігіне қарай қазынды көмірлер бес топқа жіктеледі (13-кесте).

13-кесте

Өздігімен ысу және тұтануға бейімділігіне қарай қазынды көмірлердің жіктелуі

I	Төзімділігі жоғары:
Барынша төзімді	АШ маркасын қоспағанда, барлық кен орындарының антрациттері
төзімді	АШ антрациттері; тас көмірлер: Донецктің және Кузнецктің Т көмірлері; Черемшаның Д көмірі; Сучансктің Т, Г, Ж көмірлері
II	Төзімділігі орташа	Тас көмірлер: Донецктің ГЖ, К, ОС, Г; Кузнецктің ОС, СС, К, ГЖ, КЖ, Ж. Г; Карағандының К, КЖ; Печораның Ж. К, Г; Қызылдың Ж, Г: Хакассияның Д; Букачачинсктің және ортаазиялық Г; сахалиндік Т, Ж, Д
III	Тұрақсыз	Тас көмірлер: донецк, кузнецк, печорск Д; тквибулдық Г; ткварчелдік Ж; мәскеу түбі, оралдық, сібірлік және қиыр шығыстық кен орындарының қоңыр көмірлері
IV	Өздігімен тұтануға барынша бейім келетін көмірлер	Украиндық қоңыр көмірлер
V	Өздігімен тұтануға аса бейім келетін көмірлер	Ортаазиялық қоңыр көмірлер

Қышқылдану процестері мен сыртқы ауа температурасының ауытқулары қазынды көмірдің жел әсерінен үгілуіне апарып соғады. Бұл орайда көмірдің ірі кесектері бұзылып, тозаңды бөлшектері пайда болады да, көмірдің күлденуі, ылтал тартқыштығы артып, отынның сапасы төмендейді, көмірдің коксталу қабілеті төмендейді немесе мүлдем жойылады.

Ауадан оттегі жұтуға, үгілуге, тозаңдануға бейімділігі және өзге де ерекшеліктері қазынды көмірлердің шекті пайдалану мерзімдері мен сақтау шарттарын айқындайды. Өздігінен тұтануын болдырмау үшін қазынды көмірлер барынша ауа тимейтін жерлерде – шұңқыларда, су астында, жабық қоймаларда сақталады. Алайда оларды ашық сақтау тәсілі кеңінен тараған.

Көмірді асфальт немесе бетон жабынды ашық алаңдарда сақтау кезінде өздігімен ысуын және тұтануын болдырмау үшін қазынды көмірлердің штабельдерінің биіктігі шектеледі. Көмірді жүк сақтау алаңдарының қоймаларында сақтаудың шекті мерзімі – 5 тәулік. Жөнелтушілер мен қабылдаушылардың қоймаларында сақтау мерзімі әдетте бұдан едәуір астам болып келеді.

14-кестеде қазынды көмірлердің әртүрлі топтарының белгіленген сақтау мерзіміне қарай штабельдері биіктігінің ең үлкен рауалы мәндері келтірілген.

14-кесте

Қазынды көмірлердің әртүрлі топтарының белгіленген сақтау мерзіміне қарай штабельдері биіктігінің ең үлкен рауалы мәндері

Сақтау мерзімі, тәулік	Әртүрлі топтағы көмірлерді штабельдеу биіктігі, м
10-ға дейін	Шектелмеген			2,5
10-нан астам	Шектелмеген			2,5

Ұзақ мерзімді сақтау қоймаларында штабельдердің ең үлкен биіктігі мен рауалы сақтау мерзімі сақтауда тұрған көмірлердің физика-химиялық ерекшеліктерімен және жергілікті нормативтермен айқындалады.

Қазынды көмірлердің ұзақ сақтау кезіндегі өрт қауіпсіздігі мен сапасын сақтауы мына шаралар арқылы қамтамасыз етіледі:

– штабельдерді дұрыс орналастыру және қалыптастыру;

– көмірді штабельдеу кезінде қабат-қабат етіп нығыздау;

– сақтаулы тұрған отынның сапасын, температура жағдайын және штабельдердің сыртқы жай-күйін тұрақты түрде бақылау;

– көмір қорын уақтылы жаңарту.

Өздігімен ыситын жерлерді көмір штабельдерінің үстіңгі қабаттарының сыртқы белгілеріне қарап анықтауға болады:

– жаңбырдан соң штабельдің үстінде ылғал пайда болған жерлер немесе кейбір жерлерінің жылдам кеуіп, онда құрғақ немесе ақ таңдақтардың пайда болуы және олардың күндіз не жауын-шашыннан кейін құрғауы;

– таңертеңгі және кешкі уақытта штабельдің үстінде жылы ауада жеңіл тұманның пайда болуы;

– кеппейтін ылғалды дақтардың болуы;

– штабельдің үстіндегі қардың еріген жерлері;

– көмірсутек, күкірт қоспаларының иісінің және ақ не көкшіл түтіннің пайда болуы;

– түнгі уақытта көмірдің ұшқындауы.

Алайда штабельдердің жай-күйін сыртқы белгілері бойынша ғана бақылау жеткіліксіз. Қазынды көмірлер 10 тәуліктен астам уақыт сақталған жағдайда штабельдің ішіндегі көмірдің температурасын жүйелі түрде өлшеп тұру қажет. Ол үшін шкаласы +150°С дейін жететін сынапты термометрлер қолданылады. Ондай термометрлер металмен жиектеледі, ал сынабы машина майына салынады. Бұл термометр бақылау құбырынан алынған соң оның көрсетімін біраз уақыт ішінде сақтауға мүмкіндік береді.

Температураны өлшеу үшін термометрге бау байлап, бақылау құбырына қажетті тереңдікке салып, 30 мин бойы солай ұстап тұрады.

Көмірлердің төрт тобына арналған бақылау құбырларын орналастыру тәртібі мен штабельдердегі көмірдің температурасын өлшеу нормативтері 15-кестеде келтірілген.

15-кесте

Бақылау құбырларын орналастыру тәртібі мен штабельдердегі көмірдің температурасын өлшеу нормативтері

Көмірдің топтары	Бақылау құбырларының ара қашықтығы, м	Температурасын өлшеу арасындағы уақыт аралығы, тәулік	Штабельдің үстіңгі қабатынан бастап өлшеу тереңдігі, м
Төзімділігі жоғары (I)	20-25		3-4
Төзімділігі орташа (II)	12-15		2,5-3,5
Төзімсіз (III)	6-8		0,5-2,0
Өздігімен тұтануға барынша бейім (IV)	4-8		0,5-2,0

Егер штабельдегі көмірдің температурасы 40°С жетсе, көмірдің қай топқа жататынына қарамастан, оны өлшеу кемінде тәулігіне екі рет жүргізіледі. Штабельдегі көмірдің температурасы 45°С жеткен кезде өздігімен ысу ошақтарын жою шараларын қабылдау қажет. Ол үшін көмірді механикаландырылған тәсілмен қайта қопарады.

Штабельде көмірдің участки с температурасы 60°С жеткен не одан асқан жерлер немесе көмір өздігімен тұтанған жерлер пайда болған жағдайда, көмірді бөліп, қалыңдығын 0,5 м-ден асырмай бөлек алаңға жинап, толық суығанша қопарады.

Штабельдеп жиналған қазынды көмірлерді сөндіру және суыту үшін көмірқышқылды от сөндіргіштер мен суды пайдалануға болмайды. Штабельдердің опырылуын және әртүрлі маркалы көмірлердің бір-бірімен араласуын болдырмау үшін, оларды ағаш не бетоннан жасалған көлемді қалқандармен қоршап қояды.

Дата добавления: 2014-12-08