Авторы: Н.И. Федорова, И.Ю. Зыков

Название статьи: Термогравиметрическое исследование в окислительной атмосфере антрацитовых углей

Год: 2025, Номер: 5, Страницы: 83-90

Отрасль знаний: 2.6.12. Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ

Индекс УДК: 662.749

DOI: 10.26730/1999-4125-2025-5-83-90

Аннотация: Актуальность работы определяется необходимостью установления взаимосвязи структуры и химико-технологических свойств угольного сырья для определения рациональный путей его технологической переработки в продукты необходимого качества. Цель проведенного исследования – методом ЯМР-спектроскопии выявить структурные особенности органической массы антрацитовых углей и определить их реакционную способность по отношению к кислороду воздуха посредством термогравиметрического анализа. В качестве объектов исследования использовались три образца, отобранные из товарных проб антрацитов, добываемых на разрезах «Бунгурский», «Красногорский» и «Листвянский». Испытуемые образцы относятся к группе высокометаморфизованных углей (Сdaf > 95%), обладают низкой зольностью (порядка 4%), выходом летучих веществ (менее 8%) и малым содержанием общей серы (Std не более 0,3%), а также показателем отражения витринита 2,6%, 2,8%и 5,3% соответственно. Данными ЯМР-спектроскопии показано, что состав органической массы исследованных образцов представлен преимущественно ароматическими фрагментами. Наибольшим показателем степени ароматичности (fa = 0,98) обладает образец «Листвянского» разреза. Реакционную способность по отношению к кислороду воздуха испытуемых образцов определяли методом термогравиметрического анализа. В качестве критериев использовали следующие показатели: ТВ – температура возгорания, определяемая по началу перегиба кривой ДТА; Т1 – температура начала потери массы, определяемая по началу перегиба кривой ТГ; Тmax – температура, при которой достигается максимальная скорость окисления; Т2 – конечная температура, при которой происходит выгорание коксового остатка. С учетом временных параметров рассчитаны индексы воспламенения и горения. Выявлено, что параметры окислительной деструкции исследованных образцов антрацитов определяются структурными особенностями их органической массы. С ростом показателя степени ароматичности (fa) увеличивается температура возгорания (ТВ), температура максимальной скорости потери массы (Тmax) и конечная температура термоокислительной деструкции (Т2). Установлено, что образцы антрацитов Бунгурского и Красногорского разрезов, имеющие в составе их органической массы относительно большее количество алифатических структур и кислородных функциональных групп, характеризуются повышенной реакционной способностью по отношению к кислороду воздуха: для них характерны более низкие значения температур и, как следствие этого, более высокие значения индексов воспламенения и горючести. Образцы с данных разрезов целесообразно использовать в качестве высококалорийного топлива, а также в качестве сырья для получения микропористых адсорбентов по комбинированной схеме, включающей на первой стадии низкотемпературное окисление при 270-300оС.

Ключевые слова: антрацит ЯМР-спектроскопия степень ароматичности термогравиметрический анализ индекс воспламенения индекс горения реакционная способность

Дата получения: 25.02.2025

Дата одобрения: 22.09.2025

Дата опубликования: 23.10.2025

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ