о піролізу. Відомо, що основна кількість золи міститься в корі деревини. З очищеної від кори перед піролізом деревини виходить деревне вугілля з найменшим вмістом золи. Крім того, таке вугілля має більш високу механічну міцність. Одним з позитивних властивостей деревного вугілля як відновника є його низька електропровідність (високе електропротивагу), яка майже в 10 разів нижче, ніж у коксу будь-яких видів. Разом з тим деревне вугілля має найвищу вартість із всіх відновлювальних матеріалів.
Для зниження вартості відновника і поліпшення якості одержуваного кристалічного кремнію в промисловому виробництві частина деревного вугілля замінюють нафтовим коксом. Але один нафтовий кокс в якості відновника не може бути застосований, оскільки він має занадто високу електропровідність і володіє недостатньою реакційною здатністю. Кількість нафтового коксу, яким замінюється деревне вугілля в шихті, коливається в широких межах і може досягати 50%. Це залежить від типу застосовуваної електропечі, а також від енергетичних параметрів ведення процесу. З усіх коксів нафтовий кокс має найнижчий вміст золи 0,2-0,6%, володіє достатньо високою пористістю (до 46%) і більш високою реакційною здатністю, ніж пекоугольние кокси.
Останнім часом у зв'язку з використанням електропечей великої потужності при промисловому виробництві кремнію і з метою зниження витрат на виробництво відновлювальних матеріалів все ширше і ширше використовують деревну тріску в поєднанні з нафтовим коксом. Тріска, виконуючи функції деревного вугілля в складі такого відновника, дозволяє значно знизити витрати при виробництві кремнію. Деревну тріску для процесу виробництва кремнію готують на спеціальних обробних машинах великої продуктивності шляхом подрібнення деревини до шматків розміром приблизно 100х30 мм. Кількість тріски і нафтового коксу в шихті залежить від типу застосовуваних електропечей і умов технологічного процесу. В даний час технологія процесу виробництва кремнію із застосуванням як відновника суміші деревної тріски і нафтового коксу відпрацьована в промисловому масштабі.
Розрахункова частина
Таблиця 2
Фізико-хімічна характеристика кам'яного вугілля
AС.% Sг.% CГ.% Hг.% Nг.% Oг.% 11.50.478.55.62.612.9
Таблиця 3
Хімічний склад золи кам'яного вугілля
SiO2TiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O60.4350.36524.655.683.694.3650.450.365
Зробимо перерахунок компонентів на золу кам'яного вугілля:
Оскільки золи в кам'яному вугіллі 11.5%. значить 100% - 11.5%=88.5%. тоді:
- 88.5
. 4 - S? S=0.354%
- 88.5
. 5 - С? С=69.473%
- 88.5
. 6 - Н? Н=4.956%
- 88.5
. 6 - N? N=2.3%
- 88.5
. 9 - О? О=11.417%
Наведемо склад золи до 11.5%:
- 11.5
. 435 - SiO2? SiO2=6.95%
100 - 11.5
. 365 - TiO2? TiO2=0.042%
- 11.5
. 65 - Al2O3? Al2O3=2.835%
- 11.5
. 68 - Fe2O3? Fe2O3=0.653%
- 11.5
. 69 - CaO? CaO=0.424%
- 11.5
. 365 - MgO? MgO=0.502%
- 11.5
. 45 - K2O? K2O=0.052%
100 - 11.5
. 365 - Na2O? Na2O=0.042%
Всього: 11.5% (А)
наведена нижче таблиця складу кам'яного вугілля. %
Таблиця 4
Склад кам'яного вугілля
S0.354C69.473H4.956N2.3O11.417SiO26.95TiO20.042Al2O32.835Fe2O30.653CaO0.424MgO0.502K2O0.052Na2O0.042Всего. % 100
Таблиця 5
Кількість молей компонентів в 1кг кам'яного вугілля
Компонентимол.весВес. % Число молей в 1 кг.КислородS320.3540.111-C1269.47357.894-H14.95649.560-N142.31.643-O1611.4177.1367.136SiO2606.951.1582.316TiO2800.0420.0050.01Al2O31002.8350.2840.852Fe2O31600.6530.0410.123CaO560.4240.0760.076MgO400.5020.1260.126K2O940.0520.0060.006Na2O620.0420.0070.007
? О=7.136 + 2.316 + 0.01 + 0.852 + 0.123 + 0.076 + 0.126 + 0.006 + 0.007=10.652 моль
Тоді склад кам'яного вугілля буде записаний в наступному вигляді:
S0.111C57.894H49.56N1.643O10.652Si1.158Ti0.005Al0.568Fe0.082Ca0.076Mg0.126K0.012Na0.014
...
