Главная » 2014 » Июль » 16 » Скачать Снижение эндогенной пожароопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении. Беляк, Александр Леонидович бесплатно
9:43 PM
Скачать Снижение эндогенной пожароопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении. Беляк, Александр Леонидович бесплатно
Снижение эндогенной пожароопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении
Диссертация
Автор: Беляк, Александр Леонидович
Название: Снижение эндогенной пожароопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении
Справка: Беляк, Александр Леонидович. Снижение эндогенной пожароопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении : диссертация кандидата технических наук : 05.26.03 Иркутск ; Кемерово, 2004 109 c. : 61 04-5/2124
Объем: 109 стр.
Информация: Иркутск ; Кемерово, 2004
Содержание:
Введение
Глава I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРАКТИКИ И ТЕОРИИ САМОВОЗГОРАНИЯ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ И ПОЛУКОКСОВ
11 Анализ состояния пожарной безопасности при хранении малометаморфизированных каменных углей и полукоксов
12 Каменные угли и полукоксы как предмет исследования
13 Теоретические основы процесса самовозгорания угля
14 Методы исследования процесса самовозгорания углеродных дисперсных материалов
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КУЗНЕЦКИХ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ
21 Описание метода калориметрирования и экспериментальной установки
22 Объекты исследований Отбор, маркировка и хранение проб
23 Методика определения эффективных кинетических параметров процесса самовозгорания
231 Определение коэффициентов охлаждения
232 Определение величин разогрева
233 Обработка результатов измерений
24 Исследование влияния различных факторов на склонность углеродных материалов к самовозгоранию
241 Исследование влияния структурности
242 Изучение влияния фракционного состава
243 Исследование влияния технологических добавок
25 Оценка погрешности результатов экспериментальных исследований
26 Выводы
Глава 3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ПРОФИЛАКТИКА САМОВОЗГОРАНИЯ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ ПРИ ХРАНЕНИИ НА ФГУП «ЗАВОД ПОЛУКОКСОВАНИЯ»
31 Определение критических условий самовозгорания
32 Составление компенсационного уравнения для прогнозирования условий самовозгорания углеродных материалов в технологическом процессе
33 Методика экспрессного определения кинетических параметров для каменных углей, в условиях производства
331 Общие указания
332 Определение кинетических параметров
34 Определение критических параметров хранения каменного угля в штабеле
35 Разработка номограмм безопасности
36 Выводы
Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ХРАНЕНИЯ КАМЕННЫХ УГЛЕЙ И ПОЛУКОКСОВ НА ФГУП «ЗАВОД ПОЛУКОКСОВАНИЯ» , i (гЛенинск-Кузнецкий)
41 Разработка технических рекомендаций по снижению пожарной опасности хранения каменных углей и полукоксов
42 Разработка бункерного устройства для условий безопасного хранения углеродных дисперсных материалов склонных к самовозгоранию
43 Выводы
Введение:
Актуальность работы
Настоящая работа выполнена в связи с тем, что при хранении, производстве, транспортировке как каменного угля, так и полукокса происходят загорания, причины которых требуют дальнейшего изучения. Анализ загораний показал, что основной причиной пожаров является самовозгорание.
Для инициирования самовозгорания важным в данном процессе является участие кислорода. Как и большинство других углеродсодержащих материалов, полукокс способен активно сорбировать кислород из воздуха или из другой кислородсодержащей среды и вступать с ним в химическую реакцию. Этому способствует развитая поверхность, формируемая при получении его в инертной среде, и повышенные температуры при производстве и отгрузке потребителям.
Интенсификация производства, выпуск новых высокоактивных марок полукокса, разработка и использование аппаратов высокой производительности, переход на транспортировку повышенной емкости и хранение в бункерах больших размеров ведут к увеличению пожарной опасности предприятий, производящих и потребляющих этот продукт.
В настоящее время мерам пожарной безопасности, являющимся составной частью охраны труда и техники безопасности, придается большое значение. Поэтому наряду с разработкой новых и совершенствованием существующих технологий должны одновременно решаться вопросы обеспечения пожарной безопасности производств.
Самовозгорание углеродных материалов, в частности природных углей и полукоксов, причиняет значительный ущерб народному хозяйству. Для успешной борьбы с ним необходимо знать условия, при которых возможно самовозгорание, и закономерности, характеризующие этот процесс. При этом следует отметить, что если процессы самовозгорания каменных углей уже достаточно изучены, самовозгоранию полукоксов практически не уделялось должного внимания.
Актуальность решения проблемы по предотвращению самовозгораний полукокса обусловлена не только тем, что после ликвидации горения он становится непригодным, но и тем, что при загораниях его в технологическом процессе возможны взрывы отложений пыли, технологических газов большой разрушительной силы. Кроме того, тушение горящего полукокса сопряжено со значительными затратами, связанными с простоем технологического оборудования, привлечением сил и средств пожарной охраны на тушение возникшего пожара.
Настоящая работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Восточно-Сибирского института МВД России по теме: «Исследование физико-химических основ процесса самовозгорания и разработка технических решений по профилактике пожаров от самовозгорания дисперсных материалов». Решение Ученого Совета ВСИ МВД России от 27.12.2000.
Цель работы - разработка мероприятий по снижению эндогенной пожа-роопасности малометаморфизированного каменного угля и полукокса при хранении.
Идея работы заключается в установлении кинетических параметров процессов окисления угля и полукоксов для определения условий пожаробезопасного хранения и разработки мероприятий по предотвращению их самовозгорания при хранении.
Объектом исследований являются штабели хранения кузнецкого каменного угля и бункера для хранения полукокса на ФГУП «Завод полукоксования», г. Ленинск-Кузнецкий.
Предмет исследований - склонность к самовозгоранию кузнецких каменных углей и полученных на их основе полукоксов при хранении.
Задачи исследования:
1 Провести комплекс лабораторных исследований для определения кинетических параметров, характеризующих процесс самовозгорания каменных углей и полукоксов Кузнецкого бассейна.
2 Разработать метод экспрессного определения кинетических параметров поступающих на переработку каменных углей для текущего контроля за условиями их пожаробезопасного хранения.
3 Разработать технологическое устройство (бункер) для накопления и временного хранения углеродных дисперсных материалов, склонных к самовозгоранию.
4 Разработать научно обоснованные меры противопожарной защиты по повышению пожарной безопасности каменных углей и полукоксов при хранении.
Методы исследований
Для решения поставленных задач в работе были использованы современные методы исследований, такие как:
• лабораторные исследования процесса самовозгорания каменных углей и полукоксов методом калориметрирования;
• микрофотографирование;
• сорбционный метод водопоглощения;
• исследование в лабораторных, полупромышленных и промышленных условиях;
• математической статистики при обработке и анализе экспериментальных данных.
Научные положения, представляемые к защите:
2 Обработка полукокса в пульпе, содержащей водный раствор крахмала и углекислого бария, увеличивает его химическую активность.
3 Определение кинетических параметров и критических условий самовозгорания малометаморфизированного каменного угля в производственных условиях достигается экспресс-методом на основе компенсационной зависимости кинетических параметров самовозгорания.
4 Путем подачи воздуха пожаробезопасной скорости фильтрации (V > 0,01 м-с1) достигается торможение процесса самовозгорания нагретого полукокса в бункере временного хранения.
Достоверность научных положений подтверждается:
• использованием апробированных методов и приборов контроля при проведении лабораторных исследований;
• значительным объемом проведенных экспериментов (более 450);
• согласованием полученных экспериментальных данных с современными представлениями о природе и механизме самовозгораний углеродных дисперсных материалов;
• удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных и производственных исследований (погрешность не превышает 10 % при доверительной вероятности 0,95).
Научная новизна работы:
• впервые установлена взаимосвязь между обработкой полукоксов углекислым барием и крахмалом и увеличением его химической активности;
• установлено, что эффективная энергия активации полукоксов находится в тех же пределах, что и для каменного угля марки Д, но предэкспонент адиабатической скорости самовозгорания снижается на порядок;
• разработан экспресс-метод определения эффективных кинетических параметров самовозгорания кузнецких каменных углей, предусматривающий использование компенсационной зависимости.
Личный вклад автора
• проведение лабораторных исследований и обработка экспериментального материала;
• установление влияния ряда факторов, таких как структурности, фракционного состава, технологических добавок на самовозгорание полукоксов;
• определение критических параметров самовозгорания обращающихся в производственном цикле углеродных материалов;
• разработка технических решений, направленных на снижение пожарной опасности хранения полукоксов.
Практическая значимость работы
1 Разработано специальное бункерное устройство для накопления и временного хранения углеродных материалов, склонных к самовозгоранию.
2 Для текущего анализа и контроля за параметрами хранения каменного угля разработан экспресс-метод определения кинетических параметров самовозгорания реакции окисления.
3 Разработаны и используются рекомендации по хранению каменных углей и полукоксов на ФГУП «Завод полукоксования», г. Ленинск-Кузнецкий.
Реализация работы ф
Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов выполненных исследований на ФГУП «Завод полукоксования» согласно акту внедрения составит 525 тыс. рублей в год.
Апробация работы
Основные положения диссертации, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы деятельности ОВД и государственной противопожарной службы» (г. Иркутск, 2000 г.)., Всероссийской студенческой научно-практической конференции «Новый взгляд на проблемы безопасности в XXI веке» (г. Иркутск, 2001г.), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы деятельности правоохранительных органов и государственной противопожарной службы» (г. Иркутск, 2001-2002 гг.), заседаниях кафедры профилактических дисциплин Восточно-Сибирского института МВД России (1999-2003 гг.), семинаре НЦ ВостНИИ (г.Кемерово, 2002 г.), Техническом совете УК «Кузбассуголь» (г.Кемерово, 2002 г.).
Публикации
Результаты диссертационных исследований опубликованы в пяти основных научных работах (четыре статьи и патент РФ на полезную модель).
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 110 наименований, трех приложений. Содержит 108 страниц, включая 30 рисунков и 6 таблиц.
