Теоретичні та практичні засади використання показника питомого електричного опору для контролю готовності коксу

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 – хімічні технології та інженерія (16 – хімічна інженерія та біоінженерія). Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2025. Дисертаційна робота спрямована на розвиток наукових основ і уявлень щодо об’єктивної характеристики готовності коксу за допомогою його питомого електричного опору та отримання коксу із заданими властивостями, в тому числі за питомим опором, для використання різними споживачами. Об’єкт дослідження – процес утворення коксу із різними значеннями питомого електричного опору. Предмет дослідження – вугілля та вугільні шихти і отриманий з них за різної кінцевої температури кокс із різними значеннями питомого електричного опору. Мета - на підставі виконання теоретичних та експериментальних досліджень вирішити важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення – розроблення науково-технологічних основ об’єктивної оцінки готовності коксу за величиною його питомого електричного опору. В дисертаційній роботі вирішене важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення, а саме – розроблено наукові та практичні основи використання показника питомого електричного опору для контролю готовності коксу – винайдені обґрунтовані методи прогнозу питомого електричного опору коксу в залежності від кінцевої температури коксування та визначення належного рівня кінцевої температури коксування для отримання коксу із заданими властивостями для потреб різних споживачів. В експериментальній частині роботи використані сучасні стандартизовані методи визначення властивостей коксу – технічний (Ad, Sdt, Vdaf) аналіз, визначення механічної міцності, уявної та дійсної щільності, пористості. Питомий електричний опір визначали за ДСТУ 8831:2019 «Кокс. Метод визначення питомого електричного опору коксу кам’яновугільного», реакційної здатності CRI та післяреакційної міцності CSR – за ДСТУ 4703:2006 (ISO 18894:2006, MOD) «Кокс. Метод визначення індексу реакційної здатності (CRI) та міцності залишку коксу після реакції (CSR)». Статистичний аналіз отриманих результатів та розробка математичних залежностей виконувалася за допомогою ліцензійної комп’ютерної програми Microsort Excel.Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 161 – Chemical Technologies and Engineering (16 – Chemical Engineering and Bioengineering). National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2025. This dissertation focuses on developing the scientific foundations and understanding of an objective characteristic of coke readiness based on its specific electrical resistance and the production of coke with predefined properties, including specific resistance, for various consumer applications. Object of research – the process of coke formation with different values of specific electrical resistance. Subject of research – coal and coal blends, and the coke obtained from them at different final temperatures, with varying specific electrical resistance. Objective – to solve a significant scientific and practical problem, characterized by scientific novelty and practical relevance, through theoretical and experimental studies. This involves developing the scientific and technological principles for objectively assessing coke readiness based on its specific electrical resistance. This dissertation addresses an important scientific and practical problem, characterized by both scientific novelty and practical significance. Specifically, it establishes the scientific and practical foundations for using the specific electrical resistance indicator to control coke readiness. Justified methods for predicting coke’s specific electrical resistance based on the final coking temperature have been developed, along with determining the appropriate final coking temperature to produce coke with specified properties for different consumer needs. The experimental part of the study employs modern standardized methods for determining coke properties, including proximate analysis (Ad, Sdt, Vdaf) , mechanical strength, apparent and true density, and porosity. Specific electrical resistance was determined according to DSTU 8831:2019 "Coke. Method for Determining the Specific Electrical Resistance of Coal Coke," while coke reactivity index (CRI) and coke strength after reaction (CSR) were measured according to DSTU 4703:2006 (ISO 18894:2006, MOD) "Coke. Method for Determining the Reactivity Index (CRI) and Strength of Coke Residue After Reaction (CSR)." Statistical analysis of the obtained results and the development of mathematical dependencies were carried out using the licensed computer software Microsoft Excel.