Дослідження механізму контакту агрегатоутворюючих об’єктів при масляній агрегації тонкодисперсного вугілля

Abstract

Мета. Дослідити окремі фази процесу контакту “реагент – вугільне зерно” при масляній агрегації вугілля, зокрема, аналіз таких фаз процесу контакту: фаза “зустріч агрегатоутворюючих об’єктів”, фаза “зближення”, фаза “прорив водної плівки”, фаза “розтікання реагенту”. Встановити основні технологічні фактори, що визначають результат зазначених фаз процесу масляної агрегації вугілля, фактори інтенсифікації процесу. Результати. Встановлено основні технологічні чинники, що визначають результат окремих фаз процесу масляної агрегації вугілля: “зустріч” – крупність зерен вугілля і крапель реагенту, число Re, параметри: густина вугілля і рідини; кінематична в’язкість; дисипація енергії за одиницю часу; “зближення” – фактор pH, поверхнево-активні речовини, температура водного середовища; перепад температур між середовищем і агрегатоутворюючими об’єктами, форма зерен; “прорив водної плівки” – ті ж фактори, що і для фази “зближення” плюс відносна швидкість об’єктів, їх маса, в’язкість води; “розтікання” – в’язкість масла-зв’язуючого, хімічні взаємодії “реагент – вугілля”, градієнт поверхневого натягу масла, об’єм краплі масла, кінетична енергія об’єктів агрегатоутворення.

Цель. Исследовать отдельные фазы процесса контакта “реагент – угольное зерно” при масляной агрегации угля, в частности, анализ таких фаз процесса контакта: фаза “встреча агрегатообразующих объектов”, фаза “сближения”, фаза “прорыв водной пленки”, фаза “растекание реагента”. Установить основные технологические факторы, определяющие результат указанных фаз процесса масляной агрегации угля, факторы интенсификации процесса. Результаты. Установлены основные технологические факторы, которые определяют результат отдельных фаз процесса масляной агрегации угля: “встреча” – крупность зерен угля и капель реагента, число Re, параметры: плотность угля и жидкости; кинематическая вязкость; диссипация энергии за единицу времени; “сближение” – фактор pH, поверхностно-активные вещества, температура водной среды; перепад температур между средой и агрегатообразующими объектами, форма зерен; “прорыв водной пленки” – те же факторы, что и для фазы “сближение” плюс относительная скорость объектов, их масса, вязкость воды; “растекание” – вязкость масла-связующего, химические взаимодействия “реагент – уголь”, градиент поверхностного натяжения масла, объем капли масла, кинетическая энергия объектов агрегатообразования.

Purpose. To investigate separate phases inherent to the process of “reagent – coal grain” contact during oil aggregation of coal, in particular, to analyze the following phases of the contact process: “encounter of aggregate-forming objects”, “convergence”, “water film rupture”, “reagent spreading”. To identify the main technological factors that determine the result of these phases of coal-oil aggregation process, and the factors of the process intensification. Findings. The main technological factors that determine the result of separate phases of coal oil aggregation process are established. For “encounter” phase – the coarse grain size of the coal and the reagent drops, the Re number, the density of coal and liquid; kinematic viscosity; energy dissipation per unit of time; for “convergence” phase – pH, surfactants, water medium temperature, temperature difference between the medium and aggregate-forming objects; the shape of grains; for “water film rupture” phase – the same factors as are relevant for the “convergence” phase, plus relative velocity of objects, their mass, water viscosity; for “spreading” phase – viscosity of the ductile oil, chemical “reagent – coal” interactions, gradient of oil surface tension, oil drop volume, kinetic energy of aggregate formation objects.