The Use of X-Ray Research Methods to Clarify the Degree of Pulverized Coal Particles Thermal Destruction during Combustion under Conditions of It Injection into a Blast Furnace
Loading...
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro; Technical University of Varna, Bulgaria
Abstract
ENG: Purpose. To show one of the ways of using X-ray research methods to find out the degree of thermal destruction of pulverized coal particles during combustion under the conditions of blowing them into a blast furnace, as well as the effectiveness and informativeness of the proposed method. Methodology. A common method of X-ray structural analysis or X-ray diffraction (XRD) is applied, which allows to calculate structural parameters (interplanar distance and size of crystallites) of carbon materials directly from their diffraction patterns, which determine their structure. The diffractogram for pure graphite is used as a reference for comparison, comparing the reflections for the principal planes (hkl) - 002, 100, 101 and 004. Findings. A qualitative comparison of the obtained X-ray diffractograms showed that the addition of gaseous coal and peat to pulverized coal dust from lean coal affects the process of its combustion, but the nature of the action of these additives is different. For the burned lean coal and the burned mixture of lean coal with gas coal, the shape (width at half maximum) and the location of the characteristic maxima on the radiograph practically coincide. For the sample burned with the addition of peat, the half-width of the main maximum and the intensity of the maxima in the region of far corners differ from those for coal burned with and without the addition of gas coal. Originality. It consists in combining the laboratory method of modeling the combustion of pulverized coal particles in a blast furnace based on the laboratory "drop furnace" (drop furnace) with the proposed method. Practical value. It is shown the possibility of using the X-ray diffraction method in combination with other research methods in the evaluation (selection) of pulverized coal fuel and its additives for blowing into a blast furnace in order to achieve the best results in terms of the degree of combustion. and equivalent replacement of coke.
UKR: Мета. Показати один зі способів застосування рентгенівських методів дослідження для з’ясування ступеню термічної деструкції пиловугільних частинок при спалюванні за умов вдування їх в доменну піч, а також ефективність та інформативність методу, що запропонований. Методика. Застосовано поширений метод рентгеноструктурного аналізу або рентгенівської дифракції (РФА), що дозволяє розраховувати структурні параметри (міжплощинну відстань і розмір кристалітів) вуглецевих матеріалів безпосередньо з їх дифракційних картин, які визначають їхню структуру. Дифрактограма для чистого графіту використовується як еталон для порівняння, порівнюючи відбиття для основних площин (hkl) - 002, 100, 101 і 004. Результати. Якісне порівняння отриманих рентгенівських дифрактограм показало, що добавки газоподібного вугілля і торфу до пиловугільного пилу з пісного вугілля впливають на процес його горіння, але характер дії цих добавок відрізняється. Для спаленого бідного вугілля і спаленої суміші бідного вугілля з газовим вугіллям форма (ширина на половині максимуму) і розташування характерних максимумів на рентгенограмі практично збігаються. Для зразка, спаленого з додаванням торфу, півширина основного максимуму та інтенсивність максимумів в області далеких кутів відрізняються від таких для вугілля, що спалюється з додаванням газового вугілля та без нього. Наукова новизна. Полягає у поєднанні лабораторного методу моделювання горіння пилоподібних часток вугілля в доменній печі на базі лабораторної «крапельної печі» (drop furnace) з методом, що запропонований. Практична значимість. Показано можливість застосування методу рентгенівської дифракції в поєднанні з іншими методами дослідження при оцінці (відборі) пиловугільного палива і добавок до нього для вдування в доменну піч з метою досягнення найкращих результатів за ступенем спалювання. та еквівалентна заміна коксу.
UKR: Мета. Показати один зі способів застосування рентгенівських методів дослідження для з’ясування ступеню термічної деструкції пиловугільних частинок при спалюванні за умов вдування їх в доменну піч, а також ефективність та інформативність методу, що запропонований. Методика. Застосовано поширений метод рентгеноструктурного аналізу або рентгенівської дифракції (РФА), що дозволяє розраховувати структурні параметри (міжплощинну відстань і розмір кристалітів) вуглецевих матеріалів безпосередньо з їх дифракційних картин, які визначають їхню структуру. Дифрактограма для чистого графіту використовується як еталон для порівняння, порівнюючи відбиття для основних площин (hkl) - 002, 100, 101 і 004. Результати. Якісне порівняння отриманих рентгенівських дифрактограм показало, що добавки газоподібного вугілля і торфу до пиловугільного пилу з пісного вугілля впливають на процес його горіння, але характер дії цих добавок відрізняється. Для спаленого бідного вугілля і спаленої суміші бідного вугілля з газовим вугіллям форма (ширина на половині максимуму) і розташування характерних максимумів на рентгенограмі практично збігаються. Для зразка, спаленого з додаванням торфу, півширина основного максимуму та інтенсивність максимумів в області далеких кутів відрізняються від таких для вугілля, що спалюється з додаванням газового вугілля та без нього. Наукова новизна. Полягає у поєднанні лабораторного методу моделювання горіння пилоподібних часток вугілля в доменній печі на базі лабораторної «крапельної печі» (drop furnace) з методом, що запропонований. Практична значимість. Показано можливість застосування методу рентгенівської дифракції в поєднанні з іншими методами дослідження при оцінці (відборі) пиловугільного палива і добавок до нього для вдування в доменну піч з метою досягнення найкращих результатів за ступенем спалювання. та еквівалентна заміна коксу.
Description
Yu. Stupak: ORCID 0000-0002-7199-057X
Keywords
pulverized coal fuel, blast furnace, X-ray diffraction method, completeness of coal combustion, coefficient of replacement of coke with pulverized coal fuel, пиловугільне паливо, доменна піч, фурмений осередок, метод рентгенівської дифракції, повнота згорання вугілля, коефіцієнт заміни коксу пиловугільним паливом, КТТАМП
Citation
Stupak Yu. The Use of X-Ray Research Methods to Clarify the Degree of Pulverized Coal Particles Thermal Destruction during Combustion under Conditions of It Injection into a Blast Furnace. Strategy of Quality in Industry and Education : Proc. of XVІ Intern. Conf. (Varna, June 2–5, 2021). Dnipro-Varna, 2021. P. 144–148.