Фазовые превращения в каменных углях при воздействии слабых электрических и магнитных полей

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Авторы:

Г.Г. Пивняк, доктор технических наук, профессор, академик НАН Украины, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, ректор, г. Днепропетровск, Украина

В.В. Соболев, доктор технических наук, профессор, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, профессор кафедры строительства и геомеханики, г. Днепропетровск, Украина

А.О. Филиппов, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, научный сотрудник кафедры строительства и геомеханики, г. Днепропетровск, Украина

Реферат:

Цель. Установить механизм образования подвижных компонентов в углях при воздействии электрического поля и возможное их участие в формировании твердой фазы при воздействии на систему слабого магнитного поля.

Материалы и методика исследований. Образцы готовились из измельченного до фракций 200/100 мкм каменного угля с характеристиками: С – 86,6%, Н – 5,7%, R0 ?1,03%, Y=18 мм, W=1,1%, Vdaf =33,2%, Qdaf = 36,4 МДж/кг. Максимальная температура нагрева при электрофизических обработках не превышала 400 К. Разность потенциалов и величина тока задавались источником питания и составляли 1 В, 10 В, 100 В и 0,1 А соответственно. Магнитное поле напряженностью до 240 А/м в образце возбуждалось током, проходящим через катушку нагрева. Длительность обработки каждого образца не превышала 4 часа. Использовалось следующее оборудование: прибор термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии TGA/DSC METTLER TOLEDO, оптический микроскоп LEICA DM ILM, лазерный дифракционный анализатор размеров частиц SHIMADZU SALD-301V и калориметр С-2000 IKA. Инфракрасные спектры углей были сняты на Фурье ИК спектрометре ФСМ-1201 с пропусканием в спектральном диапазоне 400–5000 см–1. Рентгеноструктурные исследования углей проводились на установке ДРОН-3.

Результаты. Прохождение слабого электрического тока инициирует в углях химические реакции типа „твердая фаза > газ“, увеличивая концентрацию парамагнитных центров (ПМЦ) в алифатических и ароматических структурах. При воздействии слабого магнитного поля химические реакции в угольном веществе направлены, главным образом, на увеличение количества твердой фазы и образование устойчивых молекул газа в результате рекомбинации свободных радикалов.

Научная новизна. В углях с большим количеством алифатических цепей (низкой степени углефикации) под действием электрического поля протекают процессы деструкции наноструктуры так же интенсивно как, например, в результате тепловых, механохимических и радиационно-химических превращений.

Практическая значимость. Результаты обработки угля в слабом электрическом поле могут быть использованы в процессах его деструкции и газификации, при воздействии слабого магнитного поля – в создании нового способа „дезактивации“ выбросоопасного состояния в углях.

Список литературы / References

1. Образование газа как результат механодеструкции органической массы угля / В.В. Соболев, А.В. Чернай, Н.В. Билан, А.О. Филиппов // Форум гірників – 2009. Матер. міжнар. конф. 30.09–03.10. – Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2009. – С. 186–191.
Sobolev, V.V., Chernay, A.V., Bilan, N.V. and Filippov, A.O. (2009), “Formation of gas as a result of mechanical degradation of organic mass of coal”, Proceedings of International Conference “Forum of miners – 2009”, September 30 – October 3, National Mining University, Dnipropetrovsk, pp. 186–191.
2. Батраков Н.Ф. Физическая модель системы уголь–газ / Батраков Н.Ф. – Ростов-на-Дону: Из-во СКРЦНВШ, 1992. – 272 с.
Batrakov, N.F. (1992), Fizicheskaya model sistemy ugol-gaz [Physical Model of the System ‘Coal–Gas’], SKRTsNVSh, Rostov-on-Don, Russia.
3. Соболев В.В. Образование новых фаз в измельченном кальците с добавками кремния при нагревании и пропускании электрического тока / Соболев В.В. // Минералогический журнал. – 2008. – №4. – С. 25–32.
Soboliev, V.V. (2008), “The formation of new phases in the powdered calcite with the addition of silicon during heating and an electric current”, Mineralogicheskiy zhurnal, no.4, pp. 25–32.
4. Бучаченко А.Л. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях / А.Л. Бучаченко, Р.З. Сагдеев , К.М. Салихов– Новосибирск: Наука. – 296 с.
Buchachenko, A.L., Sagdeyev, R.Z. and Salikhov, K.M., Magnitnye i spinovye effekty v khimicheskikh reaktsyiakh [Magnetic and Spin Effects in Chemical Reactions], Nauka, Novosibirsk, Russia.
5. Белявский В.И. Магнонный механизм реакций дефектов в твердых телах / Белявский В.И., Иванов Ю.В., Левин М.Н. // ФТТ. – 2006. – Т.48, вып. 7. – С. 1255–1259.
Belyavsky, V.I., Ivanov, Yu.V. and Levin, M.N. (2006), “Magnon mechanism of reactions of defects in solids”, Physics of Solid Fuels, Vol.48, no. 7. – p. 1255–1259.

Files:
2012_5_pivniak
Date 2013-10-17 Filesize 377.18 KB Download 933

Посетители

3697022
Сегодня
За месяц
Всего
322
22648
3697022

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по разделам Физические процессы Фазовые превращения в каменных углях при воздействии слабых электрических и магнитных полей